AUDIT ENERGETIQUE ET CONFORT LYCEE BELLEVUE

Transcription

AUDIT ENERGETIQUE
ET CONFORT
LYCEE BELLEVUE
(TOULOUSE)
BATIMENTS L/M/N
Nicolas ALQUIER
Mathieu BONTE
Thomas CALMET
Lucas DUGRENOT
Coralie GARCIA
Renan GUILLOU
Master 2 Génie de l'Habitat
Florence JEANTICOU
Aurélien LAGORCE
Michel LAMOTE
Jean-Rémy MARTINEZ
Alexandre MONTELS
Benoit MONTELS
Année 2010/2011
AUDIT ENERGETIQUE ET CONFORT
LYCEE BELLEVUE (TOULOUSE)
TABLE DES MATIERES
AVANT-PROPOS
1
1. GENERALITES
2
1.1 CONTEXTE
1.2 LE LYCEE EN QUELQUES CHIFFRES
1.3 LOCALISATION GEOGRAPHIQUE
1.4 BATIMENTS ETUDIES
1.5 CLIMAT TOULOUSAIN
2
2
2
3
5
2. ORGANISATION ET METHODE
6
2.1 METHODOLOGIE
2.2 PLANNING
2.3 FONCTIONNEMENT DU GROUPE
2.4 FICHES QUALITES
2.5 QUESTIONNAIRE
2.6 AFFICHE
6
8
8
9
9
10
3. ETAT DES LIEUX & CARACTERISTIQUES DES BATIMENTS
11
3.1 CARACTERISTIQUES DE L’ENVELOPPE DES BATIMENTS
3.1.1 PLAN DES BATIMENTS
3.1.2 LES PAROIS OPAQUES
3.1.3 LES PAROIS VITREES ET OUVERTURES
3.1.4 RECAPITULATIF DES SURFACES DEPERDITIVES
3.1.5 MASQUES SOLAIRES ET RELEVES SUR SITE
3.2 CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE
3.3 PLANNING D’USAGE
3.3.1 BATIMENT M
3.3.2 BATIMENT N
12
12
14
16
20
22
23
26
26
28
4. REGLEMENTATIONS
31
4.1 LA REGLEMENTATION DES ETABLISSEMENTS RECEVANT DU PUBLIQUE (ERP)
4.1.1 MISE EN RELATION DES BATIMENTS AVEC LA REGLEMENTATION DES ERP
4.1.2 DEGAGEMENTS
4.1.3 DESENFUMAGE DES CIRCULATIONS
4.1.4 CHAUFFAGE, VENTILATION, CLIMATISATION ET INSTALLATION D'EAU CHAUDE SANITAIRE
4.2 LE CODE DU TRAVAIL ET SON IMPACT SUR LE PROJET
4.2.1 VENTILATION ET THERMIQUE
31
31
32
32
32
33
33
2010/2011
4.2.2 ECLAIRAGE
4.3 LA REGLEMENTATION THERMIQUE DANS L’EXISTANT
4.4 ACOUSTIQUE
4.4.1 PROXIMITE AVEC LA ROUTE DE NARBONNE ET COULOIR AERIEN
4.4.2 ISOLEMENT ACOUSTIQUE STANDARDISE ENTRE DIFFERENTS LOCAUX
4.4.3 NIVEAU DE BRUIT DE CHOCS
4.4.4 NIVEAU DE BRUIT DES EQUIPEMENTS DANS LES LOCAUX
4.4.5 ACOUSTIQUE INTERNE DES BATIMENTS
4.4.6 ISOLEMENT ACOUSTIQUE DES PAROIS ET DES FAÇADES
4.5 ECLAIRAGE
4.5.1 NIVEAU D’ECLAIREMENT MOYEN EM
4.5.2 L’EBLOUISSEMENT D’INCONFORT
4.5.3 DEFILEMENT D’EBLOUISSEMENT
4.5.4 INDICE DE RENDU DES COULEURS
4.5.5 MAITRISE DES LUMINANCES POUR LE TRAVAIL SUR ECRAN D’ORDINATEUR
4.5.6 CONTROLE DE L’ECLAIRAGE
34
34
36
36
36
37
37
37
38
38
39
39
40
40
40
40
5. OBJECTIFS ET CONTRAINTES DE LA JOURNEE DE MESURE
41
5.1 ORGANISATION DE LA JOURNEE
5.2 LISTE DU MATERIEL UTILISE
5.3 DIFFERENTS TYPES DE MESURES
5.3.1 MESURES THERMIQUES
5.3.2 MESURES ACOUSTIQUES
5.3.3 MESURES D’ECLAIRAGE
42
42
43
43
44
47
6. RESULTATS DES MESURES ET ANALYSES
48
6.1 ACOUSTIQUE
6.1.1 BATIMENT M/N - SALLES DE COURS
6.1.2 BATIMENT M - CAFETERIA
6.1.3 BATIMENT N - BUREAUX RDC
6.1.4 BATIMENT L - CDI ET SALLE DES PROFESSEURS
6.2 ECLAIRAGE
6.2.3 BATIMENT N - BUREAUX RDC
6.2.4 BATIMENT L - CDI ET SALLE DES PROFESSEURS
6.3 EXPLOITATION DES DONNEES ENREGISTREES AU COURS DU TEMPS
6.3.2 BATIMENT M – CAFETERIA
6.3.3 BATIMENT N - BUREAU RDC
6.3.4 BATIMENT L – CDI ET SALLE DES PROFESSEURS
6.4 CARTOGRAPHIE THERMIQUE EXTERIEURE
6.4.1 BATIMENT M/N – SALLES DE COURS
6.4.3 CONCLUSION
6.5 CARTOGRAPHIE INTERIEURE DES BATIMENTS
6.5.1 BATIMENT M/N SALLES DE COURS
48
48
51
52
53
55
55
62
62
63
72
73
2
4
6
12
12
15
17
18
18
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6.5.3 BATIMENT N – BUREAUX RDC
6.5.4 BATIMENT L - CDI
6.5.5 CONCLUSION
21
22
22
7. TRAITEMENT ET ANALYSE DES QUESTIONNAIRES
24
7.1 ETUDES GENERALES
7.2 THERMIQUE
7.2.1 BATIMENTS M/N – SALLES DE COURS
7.3 ACOUSTIQUE
7.4 ECLAIRAGE
7.5 QUALITE DE L’AIR INTERIEUR
7.6 ANALYSE DE QUESTIONNAIRES PROFESSEURS
24
24
24
24
25
25
26
26
26
26
26
26
26
27
27
27
27
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27
27
27
28
8. SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE
30
8.1 REPRESENTATION 3D DES BATIMENTS
8.1.1 REPRESENTATION DES BATIMENTS M17 & N16
8.1.2 BATIMENT L12 -"CENTRE DE DOCUMENTATION ET D'INFORMATION"
8.2 SIMULATIONS THERMIQUE DYNAMIQUE : CALAGE DU MODELE
8.2.1 HYPOTHESES DE SIMULATION
8.2.2 RESULTATS DE LA STD : BATIMENT M17
8.2.3 RESULTATS DE LA STD : BATIMENT N16
8.2.4 RESULTATS DE LA STD : CDI
30
30
36
38
38
40
42
43
9. PRECONISATIONS
47
9.1 PRECONISATIONS SIMPLE A METTRE EN ŒUVRE
9.2 IMPACT DES DIFFERENTES PARTIES DE L’ENVELOPPE
9.2.1 ISOLATION DES MURS PIGNONS
9.2.2 ISOLATION DES ALLEGES ET LINTEAUX DES MURS EXTERIEURS
9.2.3 ISOLATION DES MURS : PIGNONS ET MURS NE ET SO
9.2.4 ISOLATION DES MURS PIGNONS, DES MURS NE, SO ET DES POTEAUX-POUTRES
9.2.5 PLANCHER BAS
9.2.6 TOITURE TERRASSE
51
54
54
55
58
59
60
62
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9.2.7 MENUISERIES
9.2.8 TOUT + MENUISERIES
9.2.9 RECAPITULATIF
9.3 SOLUTIONS PROPOSEES
9.3.1 MISE AUX NORMES, TEMPERATURE DE CONFORT ET VENTILATION
9.3.2 SOLUTION 1 = VMC DOUBLE FLUX, FENETRES
9.3.3 SOLUTION 2 = SOLUTION 1 + ISOLATION ALLEGE/LINTEAUX, VENTILATION NOCTURNE
9.3.4 SOLUTION 3 = SOLUTION 2 + ISOLATION TOTALE DE L’ENVELOPPE, VENTILATION, BRISE-SOLEILS
9.4 PRECONISATIONS POUR LA NOUVELLE SALLE DES PROFESSEURS
9.5 AMELIORATION DU CONFORT ACOUSTIQUE
9.6 AMELIORATION DU CONFORT VISUEL
9.6.1 PRECONISATION PROPOSEE SUR L’ECLAIRAGE DU CDI
9.6.2 PRECONISATIONS PROPOSEES POUR LES SALLES DE CLASSE ET LES BUREAUX
63
64
65
67
67
74
79
82
88
89
96
96
99
LISTE DES FIGURES
101
LISTE DES TABLEAUX
104
BIBLIOGRAPHIE
106
ANNEXES
109
2010/2011
Avant-propos
Le travail présenté dans ce document a été réalisé par les étudiants de 2ème année
du Master Professionnel Génie de l’Habitat de l’Université Paul Sabatier et a pour but
d’améliorer les performances énergétiques des bâtiments ainsi que le confort des
occupants du Lycée Bellevue de Toulouse.
Dans le cadre de la réhabilitation du lycée Bellevue, deux phases de travaux ont
été prévues. La 1ère tranche porte sur les bâtiments de l’externat. L’appel d’offre de
Maîtrise d’œuvre ayant déj{ été effectué, cette partie ne sera pas traitée. Dans le but de
satisfaire au confort des usagers et utilisateurs, l'audit concerne la 2nde tranche. N’ayant
pas encore débuté, les besoins et attentes de ses occupants pourront alors être plus
justement pris en considération. En ce sens, ce document pourra servir de base pour
les prescriptions et préconisations qui seront faites par le bureau d’étude mandaté pour
cette 2nde tranche de restructuration du lycée.
L’étude portera sur seulement trois des bâtiments du lycée. Deux bâtiments
(bâtiments M17 et N16) regroupant des salles de cours, une cafétéria et des bureaux.
Ainsi qu’un autre (bâtiment L) abritant le CDI et la salle des professeurs qui devrait
être déplacée au rez-de-chaussée du bâtiment N16 après travaux.
Les bâtiments M17 et N16 ont été construits dans les années 1950. Ces deux
bâtiments dans lesquels se trouvent les actuelles salles de cours étaient initialement
des chambres pour les internes. Quant au bâtiment L, il date des années 1990.
Ce travail a été supervisé et encadré par Mme Thellier, M. Bedrune, Mme Spagnol
et M. Bertaud, enseignants-chercheurs { l’Université Paul Sabatier. Nous tenons {
remercier le personnel encadrant et administratif du lycée Bellevue pour leur accueil et
leur coopération tout au long de notre travail.
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1. GENERALITES
1.1 Contexte
En 1884, Théodore Ozenne, un banquier toulousain, décide de léguer au lycée de
Toulouse (actuel lycée Fermat) 33 hectares destinés à « favoriser l'épanouissement des
lycéens à l'écart du centre-ville ». En 1952, le lycée Bellevue est créé.
On pourra également noter que ce terrain ne peut être utilisé que pour l’enseignement
ou le domaine médical selon les volontés de Monsieur Ozenne.
1.2 Le lycée en quelques chiffres





2200 élèves dont 1800 en ½ pension
77 classes
210 professeurs
13 surveillants
90 salles d’enseignement
1.3 Localisation géographique
Le Lycée Bellevue est situé au 135 route de Narbonne 31400 Toulouse. Il se trouve
sur un parc de 26 hectares.
Figure 1 : Situation du lycée Bellevue à Toulouse
GROUPE 1
2
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N
M
L
Figure 2 : Localisation des bâtiments étudiés dans le lycée Bellevue
1.4 Bâtiments étudiés
L'étude présentée par la suite se concentre sur trois bâtiments identifiés Les
usages et les caractéristiques de ces bâtiments seront décrites par la suite ; cependant,
une première approche est nécessaire afin de les identifier clairement. On présente cidessous le plan du rez-de-chaussée de chacun des bâtiments. (Figure 3 et Figure
4Erreur ! Source du renvoi introuvable.)
Figure 3 : Plan du rez-de-chaussée du bâtiment L (CDI)
GROUPE 1
3
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Figure 4 : Plan du rez-de-chaussée des bâtiments M et N
Remarque:
Les bâtiments 17 et 16, sont appelés respectivement M et N à l'usage.
Ces deux bâtiments sont équidistants d’un même ascenseur auquel ils sont
reliés { l’aide d’une passerelle.
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1.5 Climat toulousain
Toulouse se trouve au centre de trois types de climats tempérés : un climat
tempéré océanique, des influences méditerranéenne et continentale. Il est caractérisé
par des étés secs et très chauds. Des automnes bien ensoleillés, des hivers frais et des
printemps marqués par de fortes pluies et des orages violents.
Les vents dominants sont, par ordre d'importance, le vent d'ouest (amenant généralement
l'humidité de l'océan Atlantique), le vent d'autan (venant du sud-est) et le vent du nord, nettement
moins fréquent et généralement froid et sec (amenant l'air de masses anticycloniques froides placées
sur le nord de l'Europe).
Mois
jan.
fév.
mar.
avr.
mai
jui.
Température 1,6 2,4 4,3 6,6 9,8 13,2
minimale
Température
moyenne
5,1
6,5
9,2 11,7 15,2 18,9
moyenne
(°C)
(°C)
Température 8,7 10,7 14,1 16,7 20,5 24,5
maximale
moyenne
(°C)
Précipitations 52,4 46,3 51,6 63,9 73,3 60,2
(mm)
Record de
-8,4 -4,3 -0,8
4
froid (°C)
18,6
jui.
aoû.
sep.
oct.
nov.
déc.
année
15,3
15,3
12,9
9,2
5
2,5
8,2
21,3
21,3
18,5
14
8,9
5,9
13,4
27,4
27,2
24,1
18,8
12,8
9,2
17,9
40,8
48,3
53,5
52,2
52,2
55,4
649,8
7
5,5
0
-3
-8,3
-12
-19,2
26,9
44
19,2
Record de
23,3 24,8 28,3
30
33,9 39,8 40,5
44
37,5 35,4
27
chaleur (°C)
Tableau 1 : Relevés météorologiques de Toulouse de 1978 à 2008
Il est remarquable, d’après le Tableau 1, que les températures moyennes à
Toulouse varient entre 5,1°C en Janvier et 21,3 °C en Juillet et Août.
Ville
Nice
Toulouse
Paris
Strasbourg
Moyenne nationale
Ensoleillement
2 694 h/an
2 100 h/an
1 797 h/an
1 637 h/an
1 973 h/an
Pluie
767 mm/an
655 mm/an
642 mm/an
610 mm/an
770 mm/an
Neige
1 j/an
4 j/an
15 j/an
30 j/an
14 j/an
Orage
31 j/an
26 j/an
19 j/an
29 j/an
22 j/an
Brouillard
1 j/an
44 j/an
13 j/an
65 j/an
40 j/an
Tableau 2 : Tableau comparatif des données climatiques de Toulouse et d’autres grandes
villes
D’autre part, le Tableau 2 indique que la ville de Toulouse possède un assez bon
taux d’ensoleillement, une quantité d’eau tombée en-deçà de la moyenne nationale et
un nombre de jour de neige très faible.
GROUPE 1
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2. ORGANISATION ET METHODE
L'Audit énergétique est réalisé par douze personnes ; sa réalisation repose alors
sur une bonne organisation et une méthode structurée. Cela comprend : la
communication interne et externe au groupe de travail, une planification précise et
enfin des fiches "qualité".
2.1 Méthodologie
-
Définition :
Afin de réaliser un audit énergétique et confort, on se doit de faire appel à
différents domaines physiques. En effet, si le mot énergétique met naturellement en
avant le domaine de la thermique il ne faut pas pour autant oublier de traiter le
domaine de l’éclairage, de l’acoustique mais aussi de la qualité de l’air. C’est seulement
en traitant l’ensemble de ces aspect du bâtiment qu’il est possible de réaliser un audit
énergétique et confort correct.
L’Agence de l’Environnement et de la Maitrise de l’Energie (ADEME) donne au
mot audit la définition suivant : « L'audit énergétique, doit permettre, { partir d’une
analyse détaillée des données du site, de dresser une proposition chiffrée et argumentée
de programme d’économie d’énergie et amener le maître d'ouvrage à décider des
investissements appropriés.
L'audit est une méthode d'étude […] qui se décompose en trois phases
indissociables. »
Ces trois phases sont :
1. Un état des lieux
2. Une exploitation et un traitement des données relevées sur le site
3. Une proposition d’un programme de travaux cohérant
Afin de répondre { la première phase de la définition de l’audit énergétique on
utilise des sondes enregistreuses. Elles permettent de mesurer principalement la
température, l’humidité et l’éclairement ont été installées à divers endroits
représentatifs des différents usages des locaux (salle de cours, salle informatique,
couloirs, salle des professeurs, …). Ces sondes, récupérées lors de la journée de mesure,
contribueront { l’analyse des différentes variables enregistrées durant toute la période
de mesure. Les courbes de températures enregistrées permettront également de
« caler » les modèles de simulation thermique dynamique afin de se rapprocher le plus
possible des variations de température interne des bâtiments.
Afin de préparer au mieux le déroulement de la journée de mesures, différentes
études préliminaires ont été nécessaires. Tout d’abord, le recensement des diverses
normes et règlementations en vigueur a été fait. Puis, il a été préparé différentes
« fiches type » à remplir lors de la journée de mesure ainsi que les protocoles
correspondants. De même, une enquête de satisfaction via un questionnaire a été
préparée et sera réalisée auprès des utilisateurs et des usagers afin de recueillir leurs
GROUPE 1
6
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avis par rapport aux problèmes d’inconfort (thermique, acoustique, olfactif et visuel)
qu’ils rencontrent dans leurs locaux.
Une première visite sur site a permis de faire un état des lieux de l’existant et
grâce aux différents relevés effectués, des premières simulations sous le logiciel de
simulation thermique dynamique Pléiades-Comfie ont pu être démarrées.
Suite { la journée de mesure on entre dans la seconde phase de l’audit, de
nombreux relevés (thermique, acoustique et éclairage) ont été réalisé, un certain
nombre de dépouillements vont être effectués. Dans un premier temps, une partie de
ces mesures va permettre à nouveau de « caler » plus précisément les modèles des
bâtiments étudiés sous le logiciel Pléiades puis dans un second temps sous TRNSYS.
A l’issue de l’analyse de l’ensemble de ces données la dernière phase de l’audit
début, des préconisations permettant d’améliorer les performances énergétiques et le
confort { l’intérieur du bâtiment seront proposés. A noter que les simulations
thermiques dynamique sont présentes dans les phases deux et trois. Elles permettent
dans la phase deux d’avoir un modèle numérique du bâtiment proche de la réalité et
donc de simuler dans la phase trois des préconisations.
GROUPE 1
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2.2 Planning
La mise en place d'un planning permet une meilleure gestion des différentes
tâches { accomplir ainsi qu’une répartition de ces dernières parmi les membres du
groupe. Il est important de pouvoir s'y référer afin de visualiser l'avancement du projet
et de réévaluer les répartitions suivant l'avancement de chacune des tâches.
Pour réaliser ce planning, la méthode du diagramme de Gantt a été utilisée. Cette
méthode permet d’organiser, de visualiser dans le temps les diverses tâches d’un projet
et d’en représenter graphiquement l’avancement.
L’objectif du diagramme de Gantt est de planifier de façon optimale les
différentes tâches qui composent un projet.
Le planning est établi sur une base de travail de 24h pour les sept jours de la
semaine afin de faciliter la comptabilisation des heures de travail effectuées par chaque
membre du groupe. Aucune contrainte liée { l’emploi du temps des cours, des projets
annexes, des week-ends, des vacances et des jours fériés n’a été retenue.
Le projet demande une certaine adaptabilité en fonction des tâches à réaliser et
est donc prioritaire sur certains cours prévus dans l’emploi du temps de la formation.
La répartition des tâches se fait suivant l’intérêt et la motivation de chacun des
membres au cours des réunions de projet. L’objectif est de permettre à chacun de
pouvoir s’impliquer dans un maximum de tâches afin d’acquérir la plus grande culture
possible au cours du projet.
Ainsi, chaque membre du groupe aura la même expérience à la fin du projet.
Pour comptabiliser le temps de travail, chaque membre est tenu d’estimer le
nombre d’heures qu’il aura mis pour effectuer une tâche afin que les responsables du
planning du projet puissent évaluer la durée totale tout en tenant compte des
différentes dates limites des rendus imposées.
Etant donné que plusieurs membres doivent effectuer plusieurs tâches, il est
primordial d’affecter les dates de début et de fin des tâches en fonction de la
disponibilité des membres concernés par plusieurs tâches. Cette étape permet
d’évaluer au plus juste la durée totale du projet.
Par définition, le planning n'est pas définitif mais donne la tendance. Le dernier
en date est visible dans les annexes (Cf. Annexe – Planning).
2.3 Fonctionnement du groupe
En premier lieu, différents documents permettant un rendu homogène ont été
créés sur la base d'une charte graphique simplifiée.
GROUPE 1
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Les dates et lieux de réunion ne sont pas fixes en raison de l'emploi du temps
universitaire. Cependant, elles seront décidées de réunion en réunion. Quant au
compte rendu (cf. Annexe - Réunions), une rotation sera effectuée pour la personne
chargée de la rédaction.
Afin d'optimiser les relations entre les divers intervenants, un contact privilégié
pour chacun d'eux a été désigné comme suit:
-
Relation avec les contacts du Lycée : Lucas Felici
Relation avec Mme Argenty, intervenant extérieur en ergonomie : Coralie
Garcia
Toujours dans ce même but d'optimisation, diverses "Règles" de communication
ont été mises au point :
-
Tous les mails concernant le projet, envoyés ou reçus seront transférés à
l'ensemble des membres du groupe.
Tous les documents de données, de rendus, de calculs… seront stockés sur le
système de partage adopté { l’unanimité (Wuala).
2.4 Fiches Qualités
A la demande de Mme Dolgopolof, enseignante référent Qualité, des "fiches qualité"
ont été mises en place afin de situer le projet et de synthétiser les différentes
informations principales.
Voici ci-dessous la liste de ces dernières (consultables en annexe):
 Fiche projet (cf. Annexe - Fiche projet): contexte, sujet et informations
principales
 Fiche données (cf. Annexe - Fiche données) : recensement des données
recueillies
 Fiche intervenants (cf. Annexe - Fiche intervenants): listing des différents
intervenants, leur rôle et leurs contacts
 Fiche états des lieux (cf. Annexe - Fiche états des lieux): listing des
informations caractéristiques du bâtiment.
2.5 Questionnaire
Un questionnaire (cf. annexe - Questionnaire) a été réalisé dans le but de
recueillir, le jour de la campagne de mesure, des informations relatives au confort des
utilisateurs et usagers des trois bâtiments audités. Ce questionnaire permettra après
dépouillement de déceler dans certains endroits les problèmes majeurs concernant le
niveau de confort thermique, acoustique, visuel et olfactif.
Ces informations recueillies en temps réel, s’ajouteront et complèteront les
différentes mesures qui seront effectuées le même jour. Ceci permettra une meilleure
interprétation des résultats obtenus.
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2.6 Affiche
Dans le cadre de ce projet, différentes interventions ont été menées dans
l'établissement en présence des différents usagers. Afin de les prévenir et de les
informer de notre mission, une affiche informatique a été réalisée (cf. annexe Affiche).
Une affiche, plus spécifique aux professeurs, a été créée par la suite afin de
proposer une intervention dans le cadre de l'un de leur cours. En effet, il a été proposé
d'expliquer plus largement les enjeux de ce projet mais aussi le cadre de notre
formation.
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3. ETAT DES LIEUX & CARACTERISTIQUES
DES BATIMENTS
Les bâtiments M et N sont sensiblement similaires, en comparaison, le bâtiment
L est plus récent et semble présenter des performances énergétiques supérieures.
Une estimation des consommations par rapport à la surface est effectuée et, afin
d’infirmer ou de confirmer ces estimations, une étude sur chaque bâtiment a été
réalisée. Ainsi, si les résultats sont similaires, les études concernant les améliorations
du bâti pourront alors commencer. Pour réaliser cela, un état des lieux du bâti a été
effectué. Par manque de données sur les plans, des déplacements sur site ont été
nécessaires.
Les bâtiments M et N datent des années 50. Chacun d’entre eux comporte sa
propre chaufferie avec une chaudière dont le combustible est le gaz naturel.
Cependant, les installations sont anciennes et vétustes. On à même observés que les
compteurs de gaz sont hors d’usage. Concernant le bâtiment L, même s’il est plus
récent que les autres il ne comporte aucun compteur individuel.
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3.1 Caractéristiques de l’enveloppe des bâtiments
3.1.1 Plan des bâtiments
Figure 5 Plan du premier étage des bâtiments M et N
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Figure 6 Plan du deuxième étage des bâtiments M et N
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Figure 7 Plan du troisième étage des bâtiments M et N
3.1.2 Les parois opaques
Il est nécessaire de faire un état des lieux des matériaux installés et de prendre en
compte leur état de vieillissement.
Dans les années 1950, il était courant d’utiliser une structure porteuse en
poteaux-poutres béton dans laquelle sont insérées les menuiseries et les parois
opaques.
Les diverses conductivités thermiques sont issues des règles Th-U 2/5 de la
Règlementation Thermique 2005 (RT 2005).
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Voici la liste des matériaux utilisés ainsi que leurs épaisseurs pour la construction
des parois :
Tableau 3 : Parois des bâtiments M et N
Tableau 4 : Parois du bâtiment L (C.D.I)
Remarque :
Pour les bâtiments M17 et N16, l’isolation réalisée { l’occasion de la
transformation de l’internat en salles de cours date de plus de 25 ans. Etant donné la
durée de vie de 50 ans de la laine de verre, les performances thermiques de celle-ci sont
fortement dégradées. Pour traduire ce vieillissement, on prend pour hypothèse que la
résistance de la laine de verre a été réduite de moitié dans les murs.
L’ensemble des bâtiments sont chauffés : cages d’escalier et circulations
comprises. La présence d’un vide sanitaire sous les bâtiments M et N induit
l’application d’un coefficient b de 0,8. Coefficient qui vient pondérer les pertes
thermiques avec le sol étant donné qu’un vide sanitaire est considéré comme un espace
tampon.
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3.1.3 Les parois vitrées et ouvertures
Grâce à la visite des locaux, 19 menuiseries différentes ont pu être dénombrées
pour les bâtiments M et N. Le bâtiment L compte, quant { lui, 12 types d’ouvertures
différentes. Leurs caractéristiques sont présentes dans le Tableau 5 et le Tableau 6.
Les données relatives aux performances thermiques proviennent des règles Th-U
de la RT 2005.
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Tableau 5 : Catalogue des vitrages des bâtiments N & M
* (photos non disponibles)
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Tableau 6 : Catalogue des vitrages du bâtiment L
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Tableau 7 - Photographies des ouvertures des bâtiments N et M
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Tableau 8 - Photographies des ouvertures du bâtiment L
Grâce à cet état des lieux, il est possible de tirer une première analyse des
performances thermiques des menuiseries :
- les bâtiments N et M comportent un grand nombre d’ouvertures avec des
qualités thermiques médiocres. De plus, les surfaces de vitrage sont importantes et les
déperditions le seront d’autant plus. En plus d’avoir un bâtiment peu ou pas isolé, les
menuiseries ne coupent pas le flux de chaleur sortant l’hiver ou entrant l’été.
- le bâtiment L est mieux isolé au niveau de ses menuiseries mais les surfaces
vitrées sont, une fois de plus, très importantes.
Remarque :
En partie haute des menuiseries 3 et 8, des plaques de bois sont présentes en
remplacement de la partie vitrée normalement présente sur le reste de la fenêtre.
Cependant, ces parties des menuiseries ne seront pas prises en compte, car elles
donnent sur le faux-plafond.
3.1.4 Récapitulatif des surfaces déperditives
Grâce aux métrés (cf. Annexe - « Métrés »), des récapitulatifs de surfaces
déperditives ont été établis
La première observation est que le pourcentage de surfaces vitrées est très élevé ;
en effet, en prenant en compte tous les bâtiments, la moyenne est de 37%. Cela peut
être intéressant au niveau des apports en éclairage naturel.
La moyenne du bâtiment N est de 35% de surfaces vitrées. Les façades les plus
vitrées sont les façades Nord-est (46,2%) puis Sud-ouest (30,5%). Or, thermiquement,
il n’est pas intéressant de placer des vitres au Nord-est. En effet, en hiver aucun soleil
direct ne pourra entrer par ces fenêtres et l’été, les apports solaires seront maximaux
dans la matinée étant donné que le soleil estival se lève proche du NE. Quant aux vitres
du Sud-ouest, elles peuvent apporter de la chaleur en hiver, par contre, il y a des
risques de surchauffe pendant les périodes chaudes si elles ne sont pas protégées du
soleil par des masques extérieurs. La végétation présente permet de compenser ces
effets, elle est aussi intégrée aux études thermiques.
GROUPE 1
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Le bâtiment M17 a sensiblement les mêmes proportions que le N, seulement, ces
deux bâtiments ne seront pas être traités de la même manière étant donné les masques
solaires qui sont différents pour chacun d’eux.
Quant au bâtiment L, la majeure partie de ses parois est vitrée. Ceci est dû au fait
du grand arc de cercle où ont été posés des pavés de verre et qui donne sur le hall du
bâtiment. Ce hall n’est pas un espace fermé mais est ouvert au CDI, c’est pourquoi ces
vitrages seront pris en compte dans les calculs de déperditions.
De plus, on remarque que les parois les plus vitrées sont les parois Nord-est
(72%) puis Nord-ouest (61%), ce qui est une aberration d’un point de vue thermique
étant donné qu’il n’y aura aucun apport solaire en hiver et qu’en été, les premiers
rayons de soleil pourront faire augmenter la température intérieure. Par contre, d’un
point de vue de l’éclairage naturel, une grande surface vitrée permettra de profiter le
plus possible de ce dernier.
Bâtiment N : Volume chauffé : 6786 m3
Plancher bas Plancher haut
Surfaces déperditives m²
530,10
620,41
Tableau 9 : surfaces déperditives Bâtiment N
Bâtiment M : Volume chauffé : 7146 m3
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Plancher bas Plancher haut
Surfaces déperditive m²
571,88
641,01
Tableau 10 : surfaces déperditives Bâtiment M
Bâtiment L C.D.I : Volume chauffé : 2784 m3
Surface des planchers haut et bas : 730 m²
Tableau 11 : surfaces déperditives CDI
3.1.5 Masques solaires et relevés sur site
Suite à une visite sur site, un relevé complet des masques végétaux et architecturaux
proches aux trois bâtiments a pu être effectué. Voici un plan de masse sur lequel
apparaît l’ensemble de ces masques.
Bât N
NORD
Bât M
Bât L
Figure 8 : Localisation des masques sur plan de masse
GROUPE 1
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Il apparaît très clairement que de nombreux obstacles de type végétaux se
trouvent relativement près des trois bâtiments étudiés. Ces écrans végétaux masquent
une bonne partie du rayonnement solaire. Il est donc nécessaire d’évaluer leurs
dimensions par rapport aux bâtiments qu’ils entourent afin de déterminer leur
influence sur les ambiances intérieures.
Il faudra tenir compte de l’espace qui sépare ces masques des façades des
bâtiments ainsi que leur hauteur. Pour la plupart, les écrans sont égaux voire plus
hauts que les bâtiments eux-mêmes. Pour plus de détails, il faut se référer { l’annexe
Masques solaires.
3.2 Consommations de Chauffage
Les factures de gaz ont permis de dégager des ratios de consommations de
chauffage pour les différents bâtiments du Lycée. L’intérêt de trouver ces ratios est
qu’ils vont nous permettre de caler le modèle de la simulation dynamique.
Pour cela, il a été considéré que :
 le gaz consommé sert uniquement au chauffage et { l’eau chaude sanitaire des
cuisines,
 les équipements des cuisines fonctionnent tous avec l’énergie éclectique.
Consommation de gaz année 2009 : 3160 MWh
Pour passer à la consommation de chauffage, on ampute la consommation d’ECS
de la cuisine du self. Le calcul a été effectué à partir du guide énergétique 1999 de
l’ADEME.
Il en résulte que pour une cuisine collective relais (sans préparation complète des
repas), la consommation terminale quotidienne moyenne est égale à 0,3 kWh par repas
servis (à savoir 1800 par jour). On arrive ici à une consommation de 540kWh/j.
D’après le document de la Direction de l’Administration, des Finances et des
Moyens des Lycées intitulé Modalités d’exploitation en 2010 de la restauration scolaire
dans les lycées, le nombre de jours de service est de 180j/an, ce qui donne une
consommation totale de 97,2 MWh/an.
Au final, on trouve une consommation de chauffage totale de 3062 MWh.
Surface totale du parc : 21388 m²
Ratio de consommation de chauffage : 143 kWh/m².an
En se basant sur une étude statistique de l’Agence Nationale de l’Habitat,
(Modélisation des performances énergétiques du parc existant, Agence Nationale de
l’Habitat (ANHA), Julien Marchal, janvier 2008) les coefficients suivants ont pu être
dégagés :
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Type de construction
Avant 1975 non rénovées (1)
Avant 1975 rénovées (2)
1975-2000 (3)
2000-2007 (4)
Perso (bâtiment 17)* (5)
Coefficient k
1.00
0.75
0.45
0.35
0.95
Tableau 12 : Coefficients de besoins de chauffage en fonction de l’ancienneté des
bâtiments
Ces coefficients permettent d’établir un lien entre la consommation de différents
bâtiments suivant leur ancienneté. Ainsi on aura
avec
la
consommation surfacique théorique d’un bâtiment construit avant 1975.
On affecte ensuite à chacun de nos bâtiment un coefficient k ce qui donne :
Avec :

Consommation surfacique théorique en kWh/m².an
 i indice du coefficient k
 j indice du bâtiment

surface du bâtiment j ayant un coefficient i, en m²

consommation surfacique de base théorique en kWh/m².an
A la suite de ce calcul, on obtient une consommation théorique différente de la
consommation réelle relevée sur les factures. Ceci est dû au fait que
est inconnu.
Afin de trouver
on doit passer par un calcul itératif pour résoudre la référence
circulaire. Pour cela on fait varier
jusqu’{ ce que l’on ait les consommations
théorique et réelle qui soient égales.
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On obtient alors :
Chauffage
Surface
kWh/m².an
kWh/an
(m²)
Bat10
1
2046
122
249 612
Bat11
1
990
122
120 780
Bat12
3
577
55
31 677
Bat13
1
1220
122
148 840
Bat14
1
138
122
16 836
Bat15
1
169
122
20 618
Bat16
5
2360
122
287 920
Bat17
1
2375
122
289 750
Bat18
2
3942
92
360 693
Bat19
1
1273
122
155 306
Bat20
1
1675
122
204 350
Bat21
1
1083
122
132 126
Bat22
1
1071
122
130 662
Bat23
1
1054
122
128 588
Bat24
1
138
122
16 836
Bat25
1
1067
122
130 174
Bat26
1
105
122
12 810
Bat27
1
105
122
12 810
Total
1,39
21388
115
2 450 388
Tableau 13 : Consommations de chauffage pour chacun des bâtiments du lycée
Type
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3.3 Planning d’usage
Les plannings d’occupation des salles ont permis d’évaluer l’occupation de
chaque salle de chaque bâtiment.
Les élèves ont cours de 8h à 18h du lundi au vendredi excepté le mercredi où les
cours se terminent { 12h. Ils profitent d’une pause variable d’1 { 2 heures entre 12h et
14h. Les salles peuvent donc être occupées pendant la pause-déjeuner.
3.3.1 Bâtiment M
Les salles réservées aux cours du bâtiment M se répartissent de la façon suivante :
Figure 9 : Répartition des salles (en nombres) du bâtiment M par type d’usage
Le bâtiment sert essentiellement aux cours de langues vivantes et de
mathématiques. Il dispose de quelques salles informatiques qui sont pour la plupart
dédiées aux laboratoires de langue.
Le bâtiment M accueille également une annexe du C.D.I avec une salle
informatique dédiée { la recherche documentaire et bibliographique. C’est également
au rez-de-chaussée de ce bâtiment que se trouve le foyer des élèves (plus
communément appelé « Cafétéria »). La cafétéria peut accueillir jusqu’{ 50 lycéens.
Au rez-de-chaussée se trouve également un bureau de vie scolaire occupé par 2
auxiliaires de vie scolaire ; une salle d’études pour les élèves en permanence lui est
juxtaposée. Le taux d’occupation horaire du bâtiment varie de la façon suivante :
Le taux d’occupation de chaque salle varie comme l’indique la Erreur ! Source
du renvoi introuvable. :
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Figure 10 : Occupation horaire des salles du bâtiment M
On remarque une légère diminution de l’occupation qui chute { environ 50% (sur
la période 12h-14h), on peut noter que les salles informatiques sont pratiquement
toutes utilisées entre 15h et 17h. La fréquentation des salles chute en fin de journée.
Ce graphique a une bonne pertinence car il peut être appliqué { l’ensemble du
bâtit en fonction de sa capacité totale ce qui évite de créer un scénario d’occupation
par salle et par jour ou même tout simplement un par salle.
Il est également à noter que le bâtiment accueille la « salle de Club » qui est une
salle dédiée aux clubs de jeux de société et de cartes, son occupation se concentre
essentiellement autour de la pause-déjeuner, elle est en revanche plus limitée pendant
les horaires conventionnelles de cours.
On remarque que certaines salles sont peu occupées comparativement { d’autres.
Le taux d’occupation reste néanmoins compris entre des valeurs raisonnables (de 45%
à 82%). Il faut remarquer que certaines de ces salles ne sont occupées que certains
jours de la semaine.
Le taux d’occupation des salles varie de la manière suivante :
GROUPE 1
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Figure 11 : Taux d’occupation journalier des salles du bâtiment M
3.3.2 Bâtiment N
Le bâtiment N sert essentiellement aux enseignements de la section
professionnelle, il accueille au rez-de-chaussée un bureau de vie scolaire pour 2
auxiliaires de vie scolaire, le bureau du Conseiller Principal d’Education et des bureaux
de la direction relative { la section d’enseignement technologique. Une salle de
réunion y est également mise à disposition du corps administratif.
Les étages se composent essentiellement de salles informatiques dédiées aux
cours de gestion, de comptabilité, d’économie et de mathématiques.
La répartition des salles s’effectue comme explicité ci-dessous.
Figure 12 : Répartition des Salles du bâtiment N
GROUPE 1
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De la même manière que pour le bâtiment M, le taux d’occupation horaires des
salles du bâtit est un bon indicateur quant { l’occupation globale des locaux :
Figure 13 : Occupation horaire des salles du bâtiment N
On remarque ici une occupation beaucoup plus constante avec néanmoins des
baisses beaucoup plus significatives { l’heure du déjeuner et { partir de 17h.
L’occupation lors de la première heure du matin est également légèrement plus faible.
Il n’y a pas de différence majeure entre les salles de cours et les salles
informatiques qui sont occupées de façon similaire.
Il est également utile de remarquer que le 1er étage du bâtiment accueille un
espace pour les professeurs des sections professionnelles ; cette salle a une utilisation
ponctuelle : aux heures de pauses et de façon éparse pendant les heures de cours.
Le taux d’occupation des salles varie de la manière suivante :
GROUPE 1
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Figure 14 Taux d'occupation journalier des salles du bâtiment N
Mise à part une ou deux exceptions (la salle de réunion et les salles N20 et N31),
les salles sont utilisées en moyenne 60% du temps.
Les annexes scénarii d’occupation montrent les informations recensées et les
capacités estimées ou connues de chaque salle.
En ce qui concerne la capacité des salles, la moyenne d’élèves par classe se situe {
31 élèves, on considère donc une classe type de 31 lycéens + 1 professeur. Cependant,
certaines salles sont vouées { n’être utilisées que par des demi groupes, soit une
capacité de 16.
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4.REGLEMENTATIONS
Pour mener à bien cette étude, un certain nombre de normes et de
règlementations doivent être respectées dans la préconisation des solutions pour
réduire les consommations et améliorer le confort du lycée Bellevue. Ainsi, une
synthèse de la règlementation des ERP, de la RT 2005, de l’acoustique et de l’éclairage
est présentée ci-dessous.
4.1 La règlementation des établissements recevant du
publique (ERP)
4.1.1 Mise en relation des bâtiments avec la règlementation des
ERP
Un lycée est considéré comme un Etablissement Recevant du Public ou ERP. Afin
de déterminer précisément les règlementations qu’il est impératif de respecter dans le
cadre de la rénovation du lycée, il est nécessaire de connaitre l’effectif de chacun des
bâtiments faisant l’objet d’une étude. En effet, la loi demande à chaque chef
d’établissement scolaire de déclarer officiellement le nombre maximum d’étudiant que
peut accueillir chaque bâtiment qui compose son établissement.
De plus, il semble important de préciser que le nombre à prendre en compte est
bien le nombre total de personnes. En effet, les professeurs ne sont pas considérés
comme du « public » mais ils n’ont pas un système spécifique d’évacuation. Il faut les
prendre en compte dans le décompte du nombre de personnes. Il est nécessaire de
connaitre les déclarations faites par le chef d’établissement concernant le nombre de
lycéens mais aussi de connaître le nombre futur de lycéens afin d’adapter la
règlementation et aussi de modifier les déclarations faites.
Pour les bâtiments M et N, ce sont des locaux qui vont être utilisés comme des
salles de classe mis à part le RDC du bâtiment N qui lui sera utilisé comme salle des
professeurs. Ces deux bâtiments sont donc de type R. Après une visite du site, on
estime que le nombre de lycéens est compris entre 301 et 700. Il y a donc deux
bâtiments de type R et de 3ème catégorie. Ces éléments devront être pris en compte
afin de définir les spécificités à respecter dans le cadre de la rénovation.
Concernant le centre de documentation, le bâtiment n’est pas destiné { accueillir
une classe mais fait plutôt office de bibliothèque. Toujours d’après la visite, on estime
que le nombre maximum de personnes est inférieur à 200. Ce bâtiment est donc de
type S et de 5eme catégorie. Ces éléments sont à mettre en relation avec la future
utilisation des locaux. En effet, dans ce bâtiment qui abrite actuellement la salle des
professeurs, il est envisagé de supprimer celle-ci au profit du centre de documentation.
Cela engendrerait une augmentation de la surface de celui-ci et par la même une
augmentation de sa capacité d’accueil. Ces éléments sont donc provisoires pour le
moment et sont { confirmer avec le chef d’établissement.
GROUPE 1
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Dans le cas du lycée Bellevue, il y a absence d’une zone d’évacuation spécifique
aux travailleurs. Il faut donc comptabiliser l’ensemble des personnes qui travaillent
dans chaque bâtiment (lycéens, professeurs, personnel d’entretien, etc…).
La cafétéria doit être traitée comme une zone différente : il faudra donc consulter
la règlementation en vigueur pour ce type d’établissement.
4.1.2 Dégagements
L’établissement étudié étant d’avant la date de parution du décret, l’unité de
passage pourra être réduite à 0,5 mètres au lieu des 0,6 mètres en vigueur. De plus un
escalier de secours doit se situer au moins à 40 mètres de toute zone du local voir 30 si
ce local est un cul de sac.
4.1.3 Désenfumage des circulations
Un système de désenfumage n’est en aucun cas un moyen de combattre un
incendie. Ce système est présent afin de limiter l’accumulation des fumées dans un
bâtiment pour que les personnes puissent respirer et évacuer dans les meilleures
conditions possibles. Il faut savoir que la première cause de mortalité lors d’un
incendie est l’asphyxie.
Les cages d’escaliers qui sont encloisonnées peuvent avoir un système de
désenfumage par ventilation naturelle.
Concernant les circulations, si elles font moins de 30 mètres, il n’est pas
nécessaire de prévoir un système de désenfumage. Si les circulations devaient faire
plus de 30 mètres, il faudrait prévoir un système de désenfumage naturel par balayage
ou mécanique alimenté par une alimentation de sécurité.
Les salles de classes pourvues de vitres donnant sur l’extérieur ne nécessitent pas
de système de désenfumage.
En cas d’incendie, l’ensemble des systèmes de ventilation doivent pouvoir être
mis { l’arrêt.
4.1.4 Chauffage, ventilation, climatisation et installation d'eau
chaude sanitaire
Voir chapitre 5 sur les chaufferies. Si des modifications devaient intervenir sur les
locaux des chaufferies, une étude plus en détail de la règlementation des chaufferies,
serait nécessaire. (Arrêté du 23 juin 1978).
Le réseau de chauffage ne devra pas dépasser une pression supérieure à 4 bars en
tout point du circuit accessible au public. S’il est réalisé en métal, aucun matériau
isolant n’est obligatoire. S’il est réalisé en matériaux composites, il devra être isolé
GROUPE 1
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avec un calorifuge M1. Le réseau d’eau chaude sanitaire (ECS) devra être isolé avec un
calorifuge M1.
En ce qui concerne la ventilation de confort, il faut garantir une température
inférieure à 100°C à 1 cm de la bouche.
Le réseau devra être fait { partir d’un matériau classé M0. Il faudra de même
rétablir { l’aide d’un Cartouche Coupe-Feu (CCF) le degré coupe-feu de chacune des
parois traversées dans les conditions suivantes :
- parois délimitant les zones de mise en sécurité (compartimentage) ;
- parois d'isolement entre niveaux, secteurs et compartiments ;
- parois des locaux à risques importants ;
- parois des locaux à sommeil.
Si la Centrale de traitement d’air (CTA) débite plus de 10 000 m3/h, certaines
spécifications détaillées dans le chapitre 38 sont à prendre en compte.
Concernant l’ensemble des filtres, il est nécessaire de prévoir et de réaliser l’entretien
et d’en garder une trace.
Le réseau de ventilation mécanique contrôlée (VMC) doit respecter les mêmes
spécificités que le réseau de ventilation de confort. La VMC devra s’arrêter en cas
d’incendie afin de ne pas transmettre les fumées d’un local { l’autre. Le ventilateur
d’extraction devra donc résister { une température de 400°C pendant ½ heure.
Il y a bien sur d’autres éléments de la règlementation { respecter notamment
concernant l’éclairage de sécurité, l’éclairage et les installations électriques. Dans ce
cas, il faudra se reporter directement { la règlementation qui détaille l’ensemble des
normes et décrets à respecter.
4.2 Le code du travail et son impact sur le projet
4.2.1 Ventilation et thermique
D’après les articles du code du travail, il est stipulé que l’employeur doit respecter
des débits de ventilations minimaux dans les zones de travail. On trouvera dans le
Tableau 14 les débits à prendre en compte par occupant.
Désignation des locaux
Bureau, locaux sans travail physique
Locaux de restauration, locaux de vente, locaux de réunion
Ateliers et locaux avec travail physique léger
Autres ateliers et locaux
DEBIT MINIMAL
d'air neuf par
occupant (en
m3/h)
25
30
45
60
Tableau 14 : Débits à prendre en compte par occupant
GROUPE 1
33
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Concernant l’aspect thermique, le code du travail est très succinct. En effet, il
parle de chauffage pendant les périodes froides et de maintenir une température
convenable.
4.2.2 Eclairage
L’éclairage bénéficie, comme pour la ventilation, d’un tableau récapitulatif très
complet qui ne nécessite pas de commentaires.
LOCAUX AFFECTES AU TRAVAIL
VALEURS
MINIMALES
d'éclairement
Voies de circulation intérieure
Escaliers et entrepôts
Locaux de travail, vestiaires, sanitaires
Locaux aveugles affectés à un travail permanent
40 lux
60 lux
120 lux
200 lux
ESPACES EXTERIEURS
VALEURS
MINIMALES
d'éclairement
Zones et voies de circulation extérieures
10 lux
Espaces extérieurs où sont effectués des travaux à caractère
permanent
40 lux
Tableau 15 : Valeurs minimales d’éclairement par zone
4.3 La règlementation thermique dans l’existant
Les travaux de rénovation des bâtiments M16, M17 et L du lycée Bellevue doivent
être conformes { l’arrêté du 13 juin 2008 relatif à la performance énergétique des
bâtiments existants de surface supérieure { 1000 m², et dont l’achèvement est
postérieur au 1er janvier 1948, dans le cadre de travaux de rénovation importants.
Ce projet devra être conforme { l’arrêté du 20 décembre 2007, articles R.131-25 et
R.131-26 du code de la construction et de l’habitation.
Le coût des travaux de rénovation « thermique » décidé par le maître d'ouvrage est
supérieur à 25% de la valeur hors foncier du bâtiment, ce qui correspond { 275 €HT/m²
pour des locaux non résidentiels.
Pour vérifier cette dernière condition, le maître d'ouvrage compare :

Le coût prévisionnel des travaux portant sur l'enveloppe et les systèmes du
bâtiment. Le montant estimé correspond au coût des travaux prévus pour les
deux années à venir ; il intègre notamment les coûts de dépose, pose et
fourniture et le coût des sujétions éventuelles liées aux travaux.
GROUPE 1
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
La valeur hors foncier du bâtiment qui est déterminée grâce à un coût forfaitaire
par mètre carré donné par un arrêté du 20 décembre 2007.
Afin de respecter les conditions de la réglementation thermique globale, régie par
l’arrêté du 13 juin 2008, on considère que le coût des travaux de rénovation des
bâtiments M16, M17 et L du lycée Bellevue, dépasseront 25% de la valeur hors foncier
de chaque bâtiment.
Les exigences ont pour ambition de cibler les techniques performantes tout en
tenant compte des contraintes de l'occupant. Cela permettra, en intervenant sur
suffisamment d'éléments, d'améliorer significativement la performance énergétique du
bâtiment dans son ensemble. Ainsi, plusieurs postes devront répondre à la
réglementation thermique :
- Parois opaques
- Parois vitrées
- Chauffage
- Eau chaude sanitaire
- Rafraichissement
- Ventilation mécanique
- Energies renouvelables
- Eclairage
- Le suivi des consommations
Applications
Chapitre III : Exigences
Article 12 :
- La consommation conventionnelle d’énergie du bâtiment initial Cepinital fait l’objet
d’une estimation selon la méthode TH-C-E ex, conformément { l’article 13,
- La consommation conventionnelle d’énergie du bâtiment en projet Cepprojet est
inférieure ou égale à sa consommation de référence Cepréf,
- Pour les bâtiments en projet { usage autre que d’habitation, la consommation
conventionnelle d’énergie du bâtiment en projet Cepprojet est inférieure de 30 % à la
consommation du bâtiment initial Cepinital,
- Ticref (température intérieure conventionnelle de référence) est égale à 26°C.
Article 13 :
- Pour l’application de l’article 12, les valeurs du coefficient maximal Cepmax dans la
zone climatique de Toulouse sont données dans le tableau suivant :
Type de chauffage
CEP max (kWhep/m².an)
Combustible fossile ou bois
Chauffage électrique (y compris les pompes
à chaleur) ou réseau de chaleur à partir du
1er janvier 2010
110
145
Chauffage électrique (y compris les pompes
à chaleur) ou réseau de chaleur à partir du
31 décembre 2009
175
Tableau 16 : valeur du coefficient maximal Cep selon la zone et le type de chauffage
GROUPE 1
35
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Article 15 :
- Le maître d’ouvrage doit pouvoir justifier toute valeur utilisée comme donnée
d’entrée du calcul des coefficients Cep et Tic conformément { la méthode de calcul
TH-C-E ex.
4.4 Acoustique
La règlementation acoustique dans le cas de l’audit des bâtiments M, N et L
s’appuie sur l’arrêté du 25 avril 2003 relatif { la limitation du bruit dans les
établissements d’enseignement (source Le Moniteur du 13 juin 2003) et celui du 28 juin
1996 relatif aux modalités de classement des infrastructures de transports terrestres et
{ l’isolement acoustique des bâtiments.
4.4.1 Proximité avec la route de Narbonne et couloir aérien
D’après l’arrêté relatif au classement sonore des infrastructures de transport
terrestre de la ville de Toulouse, la route de Narbonne (route donnant accès au lycée
Bellevue) est de catégorie 3. Cela entraine une distance maximale de 100m entre la
dites route et les secteurs affectés par les bruits dus aux véhicules. Les bâtiments M, N,
et L étant { plus de 100m de cette route, cette dernière n’aura quasiment aucun effet au
niveau de l’environnement sonore des bâtiments concernés par l’audit.
De plus le lycée Bellevue n’est pas concerné par le plan d’exposition au bruit
concernant le trafic aérien (source : plan d’exposition au bruit de juin 2007). On peut
donc considérer qu’il n’y a pas de dispositions particulières { prévoir pour limiter la
gêne due au passage des avions.
4.4.2 Isolement acoustique standardisé entre différents locaux
L’isolement acoustique s’exprime en dB, il permet de caractériser par une seule
valeur l’isolement acoustique en réponse à un bruit de spectre donné. Il est mesuré in
situ entre deux locaux (DnT,A). Il dépend de l’indice d’affaiblissement acoustique Rw +
C de la paroi séparative, des transmissions latérales, de la surface de la paroi séparative,
du volume et du temps de réverbération du local de réception.
L’arrêté du 25 avril 2003 (article 2) fixe l’isolement acoustique standardisé DnT,A
à atteindre entre les différents locaux. Ces valeurs exprimées en décibels sont
différentes en fonction de l’usage du local de réception et d’émission du bruit. Ces
dernières sont regroupées dans le tableau suivant :
GROUPE 1
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Tableau 17 : Tableau des isolements acoustiques standardisés pondérés selon l’usage du
local (arrêté du 25 avril 2003)
4.4.3 Niveau de bruit de chocs
La constitution des parois horizontales y compris les revêtements de sol et des
parois verticales doit être telle que le niveau de pression pondéré du bruit de choc
standardisé L’nTw ne doit pas dépasser les 60 dB dans les locaux de réception
énumérés dans le tableau précédent (chocs réalisé par une machine à chocs). (Article 3
de l’arrêté du 25 avril 2003)
4.4.4 Niveau de bruit des équipements dans les locaux
La valeur de pression acoustique du bruit engendré dans une bibliothèque, CDI
ou salle de repos ne doit pas dépasser 33 dB(A) si l’équipement fonctionne de manière
continue et 38 dB(A) s’il fonctionne de manière intermittente.
Ces niveaux sont portés à 38 et 43 dB(A) pour les locaux mentionnés dans la partie
relative { l’isolement acoustique. (Article 4 de l’arrêté du 25 avril 2003)
4.4.5 Acoustique interne des bâtiments
GROUPE 1
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21/01/2011
Les valeurs des durées de réverbération, exprimées en secondes, à respecter dans
les locaux sont données dans le tableau suivant. Elles correspondent à la moyenne
arithmétique des durées de réverbération dans les intervalles d’octave centrés sur 500,
1000, et 2000 Hz (locaux inoccupés et normalement meublés). (Article 5 de l’arrêté du
25 avril 2003)
Tableau 18 : Tableau des temps de réverbération { respecter en fonction de l’usage des
locaux
4.4.6 Isolement acoustique des parois et des façades
L’article 7 de l’arrête du 25 avril 2003 relatif { la limitation du bruit dans les
locaux d’enseignement impose un isolement acoustique des parois supérieur à 30 dB.
Les bâtiments M, N et L se trouvent à une distance importante de la route de
Narbonne (plus de 200m). De plus, de nombreux masques naturels viennent protéger
la façade exposée et rendent quasiment nul l’impact de cette voie de circulation sur
l’ambiance acoustique des bâtiments. La valeur de l’isolement acoustique des façades {
prendre en compte sera la valeur minimale fixée par l’arrêté du 28 juin 1996 relatif {
l’isolement acoustique des bâtiments (article 6). Cette valeur est de 30dB(A).
4.5 Eclairage
Les exigences règlementaires liées { l’éclairage au sein du lycée Bellevue se
trouvent d’une part dans le code du travail qui fixe des obligations aux chefs
d’établissement et aux maîtres d’ouvrage (en particulier les articles R232-7-2 et R232-7GROUPE 1
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8). On trouve dans ces derniers des valeurs minimales d’éclairement { assurer aux
salariés dans les locaux affectés au travail ainsi que l’obligation que le matériel
d’éclairage soit maintenu facilement. La circulaire du 11 avril 1984 précise quant { elle
les aspects pratiques.
D’autre part, dans un souci de limiter les consommations électriques et coûts de
maintenance tout en améliorant le confort visuel des occupants de l’établissement, la
norme européenne NF EN 12464-1 donne une série de recommandations, qui seront
détaillées dans ce qui suit, pour l’éclairage des lieux de travail intérieurs.
4.5.1 Niveau d’éclairement moyen Em
Ce niveau doit pouvoir être atteint quel que soit l’âge de l’installation. Il est
donné pour la surface de référence de la zone de travail qui peut être horizontale,
verticale ou inclinée. L’éclairement { maintenir des zones environnantes peut être plus
faible que celui de la surface de travail.
Tableau 19: Prescriptions définies sur quelques applications utiles dans le lycée
UGR (unified glare rating) : méthode d’évaluation du taux d’éblouissement. Plus
la valeur d’UGR est faible, plus l’éblouissement est faible. L’UGR est déterminé dans les
deux directions d’observation, { savoir dans le sens transversal d’observation du
luminaire ainsi que dans le sens longitudinal.
4.5.2 L’éblouissement d’inconfort
L’éblouissement d’inconfort peut provenir directement, ou par réflexion, de
luminaires brillants ou des fenêtres. Il s’agit de la sensation d’inconfort produite par
des surfaces brillantes dans le champ visuel.
L’évaluation de l’éblouissement d’inconfort doit être effectuée en utilisant la
méthode tabulaire d’évaluation du taux d’éblouissement unifié (UGR) de la
Commission internationale de l’éclairage. Les valeurs d’UGR vont de 10 (pas
éblouissant) à 30 (très éblouissant).
GROUPE 1
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Les valeurs d’UGR pour les différentes zones d’activité se trouvent dans le
Tableau 19.
4.5.3 Défilement d’éblouissement
Un angle de protection minimum dans toutes les directions est recommandé en
fonction de la luminance de la lampe, à savoir l'angle de défilement.
Tableau 20 : Angles de défilement en fonction des luminances des lampes
4.5.4 Indice de rendu des couleurs
Une valeur minimale de l’indice de rendu des couleurs (IRC ou Ra) est requise. La
valeur de 80 est retenue dans les locaux où le travail se fait de manière continue. Elle
est de 40 pour les zones de circulation et les escaliers.
4.5.5 Maîtrise des luminances pour le travail sur écran
d’ordinateur
La norme fixe des limites de luminance moyenne pour les luminaires ayant des
angles d'élévation > 65° par rapport à la verticale descendante et suivant toutes les
directions radiales autour des luminaires et pour toutes les positions de travail pour
lesquelles sont utilisés des écrans de visualisation verticaux ou inclinés à 15°.
Tableau 21 : luminances des luminaires réfléchis dans l’écran selon la qualité de l’écran
4.5.6 Contrôle de l’éclairage
La norme impose d’installer un système de contrôle de l’éclairage dans les salles
de classes et de conférence.
GROUPE 1
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5. OBJECTIFS ET CONTRAINTES DE LA
JOURNEE DE MESURE
Une organisation rigoureuse a permis le bon déroulement de la journée : chaque
personne avait en sa possession une feuille de méthode pour chaque type de
manipulations, un bref rappel de l’utilisation du matériel en cas d’oubli et une feuille
de résultats.
Afin d’assurer un bon déroulement et de recueillir toutes les informations
nécessaires pour les études, la journée de mesure a été planifiée (cf annexe - Planning
journée de mesure) au quart d’heure. Ainsi, il a été possible de savoir { chaque instant
où se trouvait le matériel, qui l’utilisait et dans quel but.
Quatre domaines ont été choisis afin de pouvoir évaluer la performance
énergétique des bâtiments et caractériser leurs ambiances : la thermique, l’acoustique,
l’éclairage et le recueil d’informations auprès des usagers et utilisateurs des bâtiments {
l’aide d’un questionnaire.
De plus, un planning personnel a été donné à chacun avec le déroulement de sa
journée ainsi qu’une liste de numéros de téléphone (en cas de problème). Lucas FeliciDugrenot jouera le rôle d’intermédiaire entre le groupe et le lycée. C’est pourquoi son
emploi du temps a été un peu allégé par rapport aux autres membres du groupe.
Avant de planifier les tâches de chacun, il a été nécessaire d’effectuer un état des
lieux du matériel et des types de mesures qui pouvaient en découler.
Des groupes de deux personnes ont été créés car toutes les mesures nécessitent
au moins deux personnes. Par défaut, chaque tâche du tableau est calibrée pour deux
personnes ; s’il y en a plus ou moins, cela est indiqué.
Pour l’acoustique, le nom des salles n’est pas indiqué dans le planning afin de
l’alléger, les lieux où les mesures ont été effectuées sont, entre autres, inscrits dans la
feuille de résultats.
GROUPE 1
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5.1 Organisation de la journée
Les documents à rédiger sont :
- les feuilles à remplir pour chaque type de mesure (cf annexe - Fiche de mesure)
- les feuilles récapitulatives de toutes les manipulations
- Les plannings journée personnels
Chaque personne dispose d'une feuille méthode (cf annexe - Protocole pour les
mesures: Thermiques/Acoustiques/Eclairage) ainsi que pour chaque manipulation
le planning de la journée de mesure (cf annexe - Planning journée mesure).
5.2 Liste du matériel utilisé
Matériel disponible :
Tableau 22 : Liste du matériel disponible
GROUPE 1
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5.3 Différents types de mesures
5.3.1 Mesures Thermiques
Pour la partie thermique, il est nécessaire de caractériser les conditions
extérieures et intérieures. De plus, il est intéressant d’étudier certaines salles de façon
ponctuelle et observer l’évolution pour d’autres locaux.
Relevés à l’extérieur :
Relevé hygrothermiques :
Matériel utilisé : Sonde à main simples
Nombre de mesures : 6 mesures : 8h, 10h, 12h, 14h, 16h, 18h
Types de mesures : Text, HR
Lieux de mesures : en extérieur
Utilité : Comparer les résultats aux données météorologiques.
Relevés des températures de surfaces :
Matériel utilisé : Caméra infrarouge + Appareil photo
Nombre de mesures : toutes les façades des bâtiments
Types de mesures : Images des ponts thermiques surfaciques, linéiques,
ponctuels… + T°surface + T° rayonnement
Lieux de mesures : en extérieur
Utilité : Connaître les défauts d’isolation des bâtiments
Relevés à l’intérieur :
Relevés hygrothermiques
Matériel utilisé : Sonde à main simples
Nombre de mesures : 1 mesure par pièce
Types de mesures : Ta, HR,
Lieux de mesures : Intérieur
Utilité : Cartographie complète du bâtiment existant
Relevés hygrothermiques, températures de surfaces et courants d’air :
Matériel utilisé : caméra infrarouge + Sonde à main complète ou Ensemble Génie
clim
Nombre de mesures : suffisamment afin de s’assurer que la mesure est utilisable
Types de mesures : Ta, Ts, HR, Va
Lieux de mesures : Intérieur, Annexes 97-113
Utilité : Relever un maximum de valeurs afin d’affiner les simulations et pouvoir
connaître les conditions ambiantes thermiques pour évaluer la qualité des
ambiances et faire un lien avec l’évaluation subjective.
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Analyse de la qualité des ambiances de certains locaux
 Déroulement du questionnaire :
Les deux étudiants arrivent, l’un explique la démarche en général, puis le
questionnaire et le distribue. La seconde personne relève Ta, Va, HR, fait les
images IR et prend les photos correspondantes.
Les personnes s’en vont faire d’autres mesures pendant ¼ d’heure.
Les questionnaires sont remplis une seconde fois en fin de cours. On revient alors
chercher les questionnaires.
 Relevés des températures de surface des salles :
Matériel utilisé : caméra infrarouge, ou thermomètre infrarouge
Nombre de mesures : Intérieur, beaucoup de salles [à détailler]
Types de mesures : Ts
Lieux de mesures : Intérieur
Utilité : Connaître la température moyenne de rayonnement (Tmrt) d’un local
 Relevés des consommations électriques de certains équipements :
Matériel utilisé : Energimètres
Lieux de mesures : Bâtiment N : vie scolaire, salle info 1er étage
Bâtiment M : cafétéria
Utilité : Connaître plus précisément les consommations des appareils et leurs
durées de fonctionnement
5.3.2 Mesures Acoustiques
Valeurs mesurables :
- Temps de réverbération : Tr
- Isolement acoustique aérien : Ia
- Isolement bruit de choc : Ic
Matériel nécessaire :
- Temps de réverbération : claquoir, sonomètre intégrateur.
- Temps de réverbération : enceintes omnidirectionnelles + pied,
amplificateur, générateur de bruit, sonomètre intégrateur.
- Isolement acoustique : enceinte simple, amplificateur, générateur de bruit,
sonomètre x2 (un simple et un intégrateur).
- Isolement au bruit de choc : Machine à chocs, sonomètre.
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Mesures acoustiques pour le bâtiment CDI :
Afin de vérifier les conditions acoustiques dans les bâtiments, des mesures
acoustiques ont été réalisées. En effet, un centre de documentation est un lieu de
travail et de silence. Il est donc important d’avoir une ambiance sonore peu
réverbérante, d’avoir un isolement acoustique entre les différents espaces de travail
suffisant et bien sur un isolement par rapport { l’extérieur important afin de ne pas
être dérangé par les activités des personnes { l’extérieur.
Actuellement, le bâtiment du CDI abrite la salle des professeurs. Cependant,
cette organisation doit évoluer avec le déplacement de celle-ci dans un autre bâtiment.
Les mesures seront alors prises en compte pour faire des préconisations concernant la
future salle des professeurs et pour s’assurer que la future organisation du CDI sera en
accord avec les caractéristiques des différentes pièces.
L'étude du plan ci-dessous indique que le bâtiment CDI ne se compose pas
uniquement d’une salle de documentation. En effet, il est composé de salles de travails
dans lesquels les personnes peuvent travailler en groupe et discuter.
Figure 15 : Plan du rez-de-chaussée du bâtiment L12 CDI
GROUPE 1
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Il faut donc s’assurer que l’isolement acoustique est suffisant afin que le bruit
d’un groupe de travail ne dérange pas les groupes qui travaillent { côté ou les
personnes qui sont dans la partie bibliothèque du CDI. Un sonomètre a été mis en
place dans la CDI pendant toute la matinée afin de voir si l’ambiance sonore du CDI et
pouvoir proposer des solutions.
Il faut noter aussi la présence de deux salles de projections, là encore,
l’utilisation de ces salles ne devra pas déranger les personnes qui travaillent et il faudra
s’assurer que l’isolement entre les deux salles est suffisant.
Enfin, la chaufferie du CDI est attenante au bâtiment et est composée de
pompes ainsi que de chaudières avec brûleurs. Ces éléments sont des générateurs de
bruits et de vibrations. Il faut donc s’assurer que tous les éléments sont bien
désolidarisés de la structure et que l’isolement aérien est suffisamment important pour
ne pas déranger les personnes qui travaillent.
Mesures effectuées
 Extérieur :
Tout d’abord il faut effectuer une cartographie de l’isolement acoustique de la façade.
Il faut pour cela effectuer une mesure sur chaque façade du bâtiment. Le bâtiment est
composé de 4 façades, nécessitant alors 4 mesures d’isolement entre l’extérieur et
l’intérieur. (le nombre de mesure nécessaire afin d’avoir une valeur fiable est définie
dans le protocole de mesure.)
 Intérieur :
Salles de projection :
- Tr (dans chaque salle)
- Ia (entre les deux salles)
Salle de CDI :
- Tr (dans les trois zones du CDI)
- Ia (entre le CDI et la salle des professeurs)
Salles de groupe :
- Tr (dans une des salles de groupe)
- Ia (entre la salle de groupe et le CDI)
Sanitaires :
- Ia (entre le couloir des sanitaires et le CDI)
Chaufferie :
- Tr (dans la chaufferie)
- Ia (entre la chaufferie et le CDI)
Mesures complémentaires :
Il semble que le CDI soit ventilé { l’aide d’une CTA (Centrale de Traitement
d'Air) double flux. Il parait donc intéressant de localiser les bouches de soufflage et de
reprise et de faire une mesure (CDI vide) du bruit au niveau des bouches. Le but étant
de vérifier que la CTA n’influe pas sur l’ambiance acoustique.
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Les circulateurs de la chaufferie sont posés sur le mur en contact avec une salle
de groupe (6) il faut donc vérifier (pompes en fonctionnement) que cela n’engendre
pas de bruit dans la (les) salle(s) de travail.
Mesures acoustiques pour les autres bâtiments :
La même méthodologie que celle évoquée précédemment est applicable aux
autres bâtiments. De plus la mesure de l’isolement au bruit de choc sera étudiée entre
les étages. L’ensemble des mesures effectuées sont répertoriés dans le planning.
5.3.3 Mesures d’Eclairage
Valeurs mesurables :
- Eclairement
- Coefficient de réflexion spéculaire
- Coefficient de réflexion diffuse
Ces différentes valeurs correspondent à des ressentis des usagers définis
ci-dessous:
 Eclairement
C'est le flux lumineux par unités de surfaces, ainsi les différentes normes détaillées
auparavant (cf 4.2.2) donnent des valeurs minimales à respecter. La mesure de
l'éclairement nécessite un luxmètre qui sera placé suivant un quadrillage (détaillé en
annexe: Fiches de traitement des mesures d'éclairement) afin de vérifier la conformité
des installations.
 Coefficient de réflexion spéculaire
Ce coefficient évalue la sensation d'éblouissement, il s'applique tout particulièrement
aux écrans d'ordinateur présent dans les salles informatiques.
 Coefficient de réflexion diffuse
Ce coefficient permet de mettre en valeur des sensations d'inconfort liées à des
contrastes trop importants entre deux surfaces de notre champ visuel.
GROUPE 1
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6.RESULTATS DES MESURES ET ANALYSES
Les campagnes de mesures menées dans l'établissement, apportent une quantité
d'informations qui nécessite d'être traitées, analysées et commentées ci-dessous.
Chacune de ces informations découlent d'un phénomène physique décrit dans ce
chapitre, des préconisations ciblées découleront de la bonne analyse de ces
phénomènes.
Une décomposition par thèmes (Acoustique, Eclairage, Thermique…) permet une
comparaison des différents bâtis et/ou locaux basée sur une même grandeur physique.
6.1 Acoustique
Afin de simplifier l'analyse des résultats les salles se comportant de la même
manière sont regroupées, et pour chacun de ces groupes les résultats sont décrits par
type de mesures.
Chacun de ses types de mesures correspondent à des articles de l'arrêté du 25
avril 2003 comme suit.
Article 2 : Isolement acoustique entre locaux
Article 3 : Isolement aux bruits de chocs
Article 4 : Bruits ambiants
Article 5 : Temps de réverbération
Article 6 : Isolement acoustique de la façade extérieure
Pour plus de précisions concernant cet arrêté, se référer au chapitre
Réglementation - Acoustique, de la même manière on pourra se référer à l'annexe
pour les mesures d'acoustiques.
Dans un premier temps les mesures sont exposées, puis elles sont comparées avec
les valeurs décrites dans les articles de l'arrêté. Par la suite, ces résultats sont analysés
en fonction des différents éléments pouvant expliquer certains de ces résultats.
6.1.1 Bâtiment M/N - Salles de cours
Il a été choisi d'étudier l'ensemble des salles de cours et des circulations
adjacentes comme un tout, mêlant les bâtiments M et N. En effet, ayant une structure
identique, ces deux bâtiments ont des comportements semblables. Les mesures ne
pouvant être effectuées dans l'ensemble des locaux dans le temps imparti, les mesures
rassemblées ci-dessous seront étendues à tous les locaux d'enseignement de ces
bâtiments.
GROUPE 1
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Isolement aux
bruits de
chocs (dBA)
Bruit
ambiant
(dBA)
Temps de
réverbération
(s)
Circulation / M21
M1
Cage d'escalier
R+3
Escalier 15
Langues 9
Couloir 12
vers escalier secours
couloir 14
couloir 15
R+2
Couloir 2
Palier cage d'escalier
vers escalier secours
WC handicapé
circul suivante
couloir 13
R+1
circulation 13
circulation 2
circulation 16
circulation 16 vers escalier
suite circulation
escalier 15
cafeteria
escalier 3
Cage d'escalier
N-S15
19
-
41
38
-
0,42
0,71
2,02
N30 / N20
8
Bâtiment
N
Bâtiment M
Lieu de mesure
70
60
68
65
61
65
65
67
70
55
68
70
78
85
70
54
44
71
82
70
45
39
Interclasse
(Présence de
personnes)
Personne
Interclasse
(Présence de
personnes)
2,28
0,74
Tableau 23: Tableau des mesures acoustiques des bâtiments M et N
Isolement acoustique entre Salle de cours et circulations
Une seule étude est recensée dans le tableau ci-dessus et concerne la salle M1, la
mesure donne un isolement entre locaux de 27 dBA, cette unique mesure est à mettre
en corrélation avec les mesures du rez-de-chaussée du Bâtiment N.
GROUPE 1
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En effet, on retrouve des mesures du même ordre, et la valeur donnée par l'arrêté est
de 30 dBA, on constate donc un manque d'isolation entre les couloirs et les salles.
L'ambiance acoustique des salles doit être indépendante de celle du couloir pour
de bonnes conditions d'enseignement. D'autant plus que le couloir, de par son usage et
de par son volume, est une source importante de bruit.
Isolement aux bruits de chocs
Les deux mesures de bruits de chocs effectuées rapportent des valeurs différentes
et sensiblement faibles. Le traitement de ces mesures reste complexe. En effet, il est
délicat de déterminer l'isolement aux bruits de chocs d'une paroi horizontale seule, la
mesure prenant en compte les transmissions par les parois verticales environnantes.
Cependant la norme propose de comparer les valeurs mesurées dans les locaux de
réception, dans le cas présent on a 75 dBA (Local N20) et 69 dBA (Local M21), contre
une valeur limite de 60 dBA (extrait de l'arrêté). On est donc en présence d'un
problème ressenti par les usagers, et préoccupants, car certaines salles de cours sont
situées en dessous de couloirs. Là encore, l'ambiance sonore des locaux
d'enseignement n'est pas optimisée.
Bruits ambiants
L'ensemble des bruits ambiants mesurés atteint des niveaux élevés de 60 à 85
dBA en période d'interclasse, cela ne permet donc pas le bon déroulement des cours à
proximité des circulations.
D'autre part, en période d'inoccupation des couloirs, les différents bruits
provenant des salles sont aisément audibles, phénomène non souhaitable que l'on se
proposera de corriger par un sur-isolement acoustique du couloir.
Dans les différents scénarii possibles, l'isolement acoustique des cloisons fait
défaut, et explique donc ces niveaux de bruits ambiants élevés. Point souligné dans les
prescriptions.
Temps de réverbération
Les temps de réverbération mesurés dans les salles de cours sont satisfaisants
et sont conformes à la réglementation. En outre, les mesures effectuées dans les cages
d'escaliers montrent des temps supérieur à 2 secondes, ce qui favorise la transmission
des bruits entre les étages.
Isolement acoustique de la façade extérieure
Les valeurs et les analyses portées dans la partie se référant au rez-de-chaussée du
bâtiment N, sont valables pour l'ensemble des parois des bâtiments M et N. Pour
rappel on obtient des valeurs satisfaisantes. Ce point ne sera pas traité en priorité.
GROUPE 1
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6.1.2 Bâtiment M - Cafeteria
Un traitement particulier a été effectué dans ce local, car très bruyant et à proximité
d'une salle de cours et d'un bureau. Certaines données sont malheureusement
manquantes pour des raisons d'accès limité hors période d'utilisation.
Bruits ambiants
Une attention particulière est portée sur ce point car cette salle est qualifiée de
"bruyante" par les utilisateurs. Un sonomètre à enregistrement a été placé durant une
matinée d'utilisation, nous permettant d'obtenir des mesures en continu. Les résultats
sont présentés ci-dessous.
Figure 16: Mesure de bruit ambiant de la cafeteria
La Figure 16, permet de visualiser un niveau moyen pendant la période de
mesures, ainsi que les pics de valeur.
La courbe de fond, représente les mesures avec un pas de temps de 1 seconde et
permet de situer les optimums, on note en premier lieu un pic à 97 dBA, puis différents
maximums excédant les 90 dBA.
La courbe en premier plan est une moyenne mobile de période 1 minute, et
donne une meilleure lecture du niveau moyen avoisinant les 73 dBA.
Ces deux lectures confirment le niveau de bruit élevé ressenti par les utilisateurs.
De plus, on sait qu'une exposition durable à de tel niveau n'est pas souhaitable pour les
individus.
GROUPE 1
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Le traitement acoustique de ce local reste problématique au vue de la fluctuation
du taux d'occupation et du volume correspondant. Les préconisations se concentreront
sur cette zone.
6.1.3 Bâtiment N - Bureaux RdC
Isolement acoustique
 entre Vie scolaire et circulation: DnT,A,mesuré = 27 dBA
 entre Bureau de direction et circulation: DnT,A,mesuré = 25 dBA
Les valeurs mesurées sont de 27 dBA et 25 dBA, concernant l'isolement entre un
local de type bureau et une circulation horizontale, la valeur recommandée est de 30
dBA. L'isolement acoustique est donc trop faible pour garantir une qualité de
l'ambiance sonore dans ces locaux.
Aucune mesure d'isolement n'a été réalisée dans ces locaux cependant on pourra
se référer à l'étude faites dans les salles de cours. En effet, le système constructif est
semblable sur l'ensemble du bâtiment.
Bruits ambiants
 Vie scolaire: Lambiant = 45 dBA
 Bureau de direction: Lambiant= 42 dBA
Les mesures de bruits ambiants révèlent des niveaux trop élevés, du moins
supérieur aux 38 dBA préconisés dans l'arrêté, cela reste difficile à expliquer étant
donné que ces locaux ne sont pas équipés de système de ventilation motorisée. Les
seuls éléments bruyants présents qui peuvent expliquer ces mesures sont l'ordinateur
et les radiateurs électriques (dans le bureau de la direction).
 Vie scolaire: Tr = 0.70 secondes
 Bureau de direction: Tr= 0.69 secondes
Les temps de réverbération mesurés sont compris entre les valeurs limites
(0.4<Tr<0.8s), il n'y a donc pas de réverbération gênante dans ces locaux, fait
important, notamment pour la vie scolaire qui est un lieu de passage, avec des taux
d'occupations très variables.
 Vie scolaire: DnT,A,mesuré = 32 dBA
 Bureau de direction: DnT,A,mesuré = 35 dBA
La façade du rez-de-chaussée du bâtiment N obtient des mesures d'isolements de
façade satisfaisants, avec 32 et 35 dBA contre un minimum réglementaire fixé à 30 dBA.
GROUPE 1
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Au vue de ces résultats, la qualité acoustique de ces parois extérieures ne semble pas
être un problème.
6.1.4 Bâtiment L - CDI et salle des professeurs
L'ambiance sonore de la salle des professeurs et du CDI a été pointée du doigt au
travers des questionnaires et des entretiens avec les différents usagers. L'analyse des
mesures permettra de dégager les sources des problèmes. (cf questionnaire)
Isolement acoustique entre CDI et Salle des professeurs
Alors que l'arrêté en vigueur recommande une valeur de 40 dBA (43 dBA corrigée
à 40 car présence d'une porte de communication) on obtient par la mesure 37 dBA.
Ce constat est problématique car la salle des professeurs comme le CDI peuvent être
des lieux bruyants et des lieux de travail selon les moments et cela sans simultanéité.
Le bâtiment L regroupant le CDI et la salle des professeurs est de plain-pied ; on
peut donc s'affranchir de l'étude des bruits de chocs plus défavorables entre deux
étages.
Bruits ambiants
Les résultats des mesures donnent des niveaux de bruits ambiants trop
importants. Avec 38 dBA pour la salle des professeurs on est à la limite de la valeur
recommandée, cependant on mesure 44 dBA dans le CDI quand la recommandation
est portée à 33 dBA.
Les mesures étant faites dans le "silence" (local inoccupé) les bruits proviennent
donc des systèmes de ventilation, et par observation on peut préciser qu'ils sont issus
des grilles, et peu des calculateurs.
La personne responsable du CDI a signalé une gêne sonore occasionnée par le
portail magnétique à l'entrée du local. Nos mesures ont donc été ciblées et des niveaux
de bruits élevés ont été relevés dans les basses fréquences correspondant au
"sifflement" décrit par la responsable.
Avec une mesure de temps de réverbération de 1.67 secondes dans la salle des
professeurs et 2.25 secondes dans le CDI, on obtient des valeurs bien supérieures à la
plage recommande (entre 0.6 et 1.2 secondes). Le temps de réverbération étant corrélé
à l'isolement acoustique entre locaux, on peut relativiser la valeur faible d'isolement
entre le CDI et la salle des professeurs, en effet un temps de réverbération plus faible
(dans la plage conseillée) permettrait d'obtenir un isolement acoustique convenable.
GROUPE 1
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Les mesures de l'isolement de la façade Sud de la salle des professeurs donnent
un isolement global de 32 dBA, lorsque la norme en vigueur exige, pour des locaux
d'enseignement, un isolement de 30 dBA.
La valeur mesurée d'isolement de la façade extérieure du CDI est de 42 dBA,
respectant alors la valeur normée de 30 dBA.
En considérant la salle des professeurs
et le CDI comme des locaux
d'enseignement on se pénalise sur les exigences, ces dernières étant vérifiées par les
mesures, on considère que l'isolement de façade est convenable.
GROUPE 1
54
21/01/2011
6.2 Eclairage
Les mesures d'éclairage concernent l'éclairement sur les plans de travail, les
coefficients de réflexion des surfaces et les températures de couleur des lampes. Cette
série de mesures permet de qualifier quantitativement l'ambiance visuelle des locaux.
Afin de visualiser les notions d'éclairement et d'uniformité, une cartographie a été
effectuée pour l'ensemble des locaux étudiés.
Il est important de prendre en compte que l'ensemble des mesures ont été
effectuées avec un éclairement extérieur nul (nuit), les analyses ci-dessous ne sont
donc vraies que dans ce cas précis. En effet l'ensemble des locaux disposent d'une
surface importante de fenêtre et/ou de baie vitrée, cette information relativise les
résultats moyens mesurés.
Cependant, dans certaines circonstances, des cours peuvent avoir lieu de "nuit",
par exemple au début de l'automne ou le soleil se couche très tardivement, ou à la fin
de l'automne lorsque le soleil se couche avant la fin des cours. Mais l’éclairage en place
doit apporter l’éclairement donné par la norme NF X 15-103 « Principes d’ergonomie
visuelle applicables { l’éclairage des lieux de travail » sans l’influence de l’éclairage
naturel.
Ces mesures sont par la suite confrontées aux valeurs fixées par le code du travail
(Articles R232-7-2 er R232-7-8), rappelé dans le chapitre 4.5. On rappelle ci-dessous les
valeurs principales d'éclairement:
Salle de cours : 300 lux
CDI / Salle informatique : 500 lux
CDI (rayonnage) : 200 lux
Salle S21:
La salle S21 est une salle de dessin pour laquelle l’éclairement moyen exigé par la
norme est de 500 lux. Or les mesures révèlent un éclairement moyen insuffisant
d'environ 410 lux à la hauteur du plan de travail (0,80 m).
L’uniformité recommandée est de 0,8 sur un plan de travail. L’uniformité obtenue
est de 0,77. L'étude de la cartographie donnée par la figure 1 appuie le calcul
d'uniformité et permet une meilleure visualisation des "zones d'ombres". On peut
également ajouter que lors des mesures, certains tubes fluorescents étaient hors
d'usage, ce qui provoque une dégradation de l’uniformité. Il est difficile d'appréhender
la part de ces luminaires, cependant, à la vue des résultats actuels, on peut supposer
que l’uniformité aurait été correcte.
Il a aussi été remarqué que les tubes fluorescents n’étaient pas de même nature
(marque différente, température de couleur différente) ce qui dégrade la qualité de
l’éclairage, ce constat est important notamment dans le cas d'une salle de dessin. Des
tubes fluorescents de type Polylux XL F36W360 et F36W840, et de type Philips
GROUPE 1
55
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F36W840 sont installés avec des températures de couleur hétérogènes de 4000 et 6000
K et un indice de rendu des couleurs de 30 et 80. La puissance installée totale est de
11,59 W.m-2.
600
450
450-600
300
300-450
150
150-300
0
1
0-150
2
3
4
5
6
7
8
9
10
E
D
C
B
A
Figure 17: Cartographie de l'éclairement (lux) pour la salle S21
Le tableau 2 donne les coefficients de réflexion des diverses surfaces de la salle S21 :
Plan utile
Mur
Plafond
Sol
Coefficients de réflexion mesurés
0,9
0,9
0,67
0,31
Coefficients de réflexion NF X 35-103
compris entre 0,3 et 0,5
supérieur ou égal à 0,7
Tableau 24 : Coefficient de réflexion des surfaces de la salle S21
Les tables et les murs de la salle S21 ont un coefficient de réflexion bien trop élevé. Ces
surfaces sont trop réfléchissantes et peuvent dégrader le confort visuel des lycéens. Le
tableau dispose quant { lui d’un coefficient de réflexion égale { 0,17.
Etablissement du modèle numérique de la salle S21 existante { l’aide du logiciel
DIALux
L’éclairage des salles du lycée Bellevue a été simulé { l’aide du logiciel DIALux. Ce
logiciel permet de rendre compte de la valeur de l’éclairement sur une surface, en se
basant sur une modélisation en trois dimensions de la salle considérée et de fichiers
comprenant les caractéristiques des lampes et luminaires de véritables constructeurs.
Dans un premier temps, la simulation effectuée sous DIALux doit être calée par
rapport aux diverses mesures effectuées (mesures d’éclairement et coefficient de
réflexion des surfaces). Le modèle est alors validé lorsque l’on observe une similitude
des résultats obtenus. C’est alors que les préconisations pourront être modélisées en
partant du modèle créé et validé.
GROUPE 1
56
21/01/2011
Figure 18 : Modélisation d’une salle de cours du bâtiment M { l’aide de DIALux
Les caractéristiques des lampes utilisées sous DIALux sont celles relevées lors de
la journée de mesures, et les coefficients de réflexion appliqués sur les textures du
modèle en trois dimensions sont ceux mesurés au lycée. Afin d’obtenir une
correspondance au niveau de l’éclairement moyen obtenu dans la pièce, un décor
lumineux est paramétré afin de rendre compte de l’usure des luminaires. Pour obtenir
les 410 lux de moyenne sur le plan de travail, les luminaires sont à 76% de leur
efficacité. La trame de calcul utilisée dans cette modélisation correspond au périmètre
défini lors du maillage de la pièce pendant la journée de mesures, à hauteur de plan
utile (0,80 m). La figure 4 donne les courbes isolux dans ces conditions :
GROUPE 1
57
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Emoyen= 412 lux
Enorme= 500 lux
=0,44
Figure 19 : Courbe isolux de la salle S21 dans l’état actuel des luminaires
L’uniformité de l’éclairement est en partie dégradée par les zones d’ombre que créent
les objets modélisés sous DIALux. Les valeurs d’UGR (Unified Glare Rating) sont
vérifiées et ne dépassent pas la valeur de 19 exigée par la norme NF X 35-103. Aucun
phénomène d’éblouissement n’est rencontré avec les luminaires de la salle S21. La
figure 5 donne les courbes iso UGR de la salle S21 :
Figure 20 : Courbes iso UGR de la salle S21
Il est intéressant de s’attarder également sur l’éclairement moyen du tableau. En
intégrant une trame de calcul verticale sur le tableau, un éclairement moyen de 685 lux
est obtenu. Un éclairement moyen de 500 lux est attendu par la norme NF X 35-103. La
valeur calculée est donc en accord avec la norme.
GROUPE 1
58
21/01/2011
Si maintenant l’hypothèse d’une bonne maintenance des luminaires est prise en
compte, l’éclairement moyen obtenu sur le plan de travail de la salle S21 est de 544 lux.
La figure 6 donne les courbes isolux { 100% de l’efficacité des luminaires. L’uniformité
trouvée reste inchangée par rapport { celle de l’état actuel de la salle S21. Le taux
d’inconfort visuel, caractérisé par l’indice UGR, est toujours en dessous de la valeur 19.
Au final, les 400 lux exigés par la norme pour une salle de dessin sont respectés si
l’hypothèse d’une bonne maintenance du système d’éclairage est prise en compte. A
l’état actuel des choses, l’usure et une mauvaise maintenance sont les responsables
d’un éclairement trop faible.
Figure 21 : Courbes isolux { 100% de l’efficacité des luminaires
Salle S27:
La salle S27 était initialement une salle de cours, transformée par la suite en salle
informatique, le positionnement des luminaires n'est alors plus adapté. La disposition
actuelle place des plans de travail (ordinateurs) le long des parois 'a' et 'd', les mesures
montrent alors que cette partie de la salle est la moins éclairée.
On mesure sur la file "10" un éclairement élevé dû à la présence d'un luminaire pour le
tableau (cf figure ci-dessous).
D'autre part entre les lignes "b" et "c", sur la file "7" un seul des deux tubes
fluorescents présents était en état de fonctionnement, cela explique alors la partie
centrale sombre.
Le changement de disposition de la salle est un problème car l'évolutivité de ces
locaux n'a pas été prise en compte à la conception, et dégrade fortement les conditions
de travail, ainsi les postes informatiques situés sur les murs "a" et "d", reflètent les
luminaires en position centrale. Cependant l'utilisation d'écran plat pour la majorité
des postes améliore considérablement ce phénomène.
GROUPE 1
59
21/01/2011
De même, il est intéressant de noter que les postes situés le long de la façade
extérieure (ligne "d" de la figure ci-dessous), posent des problèmes de contraste avec la
lumière naturelle provenant des nombreuses fenêtres. Il est en effet déconseillé de
positionner des postes informatique face à une fenêtre, car les contrastes peuvent être
très gênants et à long terme dégrader la vue des utilisateurs.
600
450
300
150
0
450-600
300-450
150-300
1
b
2
3
4
5
6
7
8
0-150
d
9
10
Figure 22: Cartographie de l’éclairement (lux) pour la salle S27
L’éclairement moyen mesuré selon le maillage défini dans cette pièce et
l’uniformité calculé est de 347 lux et 0,6 respectivement. Les différents coefficients de
réflexion de la salle S27 sont donnés par le tableau 2 :
Plan utile
Mur
Plafond
Sol
0,9
0,8
0,68
0,33
Tableau 25 : Coefficient de réflexion des surfaces de la salle S27
L’éclairement exigé par la norme NF X 35-103 pour une salle informatique est de
500 lux. La configuration de la salle S27 est la même que celle de la salle S21 et dispose
du même système d’éclairage que cette dernière. En partant du principe d’une bonne
maintenance des luminaires, l’éclairement moyen calculé est supérieur aux 500 lux
exigés par la norme au niveau du plan de travail (0,80 m). Les coefficients de réflexion
des murs et des tables sont trop élevés et peuvent engendrer une gêne visuelle par une
réflexion importante de la lumière sur ces surfaces. La température de couleur des
lampes installées est égale { 3600 K. Cette valeur est acceptable pour l’usage de la salle.
Salle N30 :
Cette salle regroupe sans séparation physique, une salle de cours « classique » et
des postes informatiques. Lors des mesures il a également était remarqué que 4 tubes
GROUPE 1
60
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fluorescents étaient hors d’état de fonctionnement. L’éclairement moyen est de 205
lux, ce qui est très insuffisant.
600
450-600
450
300-450
300
150-300
150
A
0
0-150
D
1 2
3 4
5 6
J
7 8
9 10
11 12
G
Figure 23: Cartographie de l'éclairement (lux) de la salle N30
Quant { l’uniformité elle est de 0,47 ce qui est là aussi bien en-dessous des
recommandations. La zone en haut à gauche où l’éclairement est correct correspond à
l’endroit où se situe l’éclairage spécifique pour le tableau ce qui explique ces valeurs
plus élevées.
Les coefficients de réflexion mesurés lors de la journée de mesure sont donnés
par la figure 10. Les coefficients de réflexion de chaque mur de la salle ne sont pas
homogènes et celui des tables est encore une fois trop élevé.
Plan utile
Mur 1
Mur 2
Mur 3
Mur 4
Plafond
Sol
0,9
0,59
0,84
0,59
0,52
0,68
0,33
Tableau 26 : Coefficient de réflexion de la salle N30
Salle N14 :
De la même manière, la salle N14 regroupe une salle de cours « classique » et des
postes informatiques. Lors des mesures, 2 tubes fluorescents étaient hors d’état de
fonctionnement (ligne C/colonne 3;7 et ligne I colonne 9). L’éclairement moyen est de
GROUPE 1
61
21/01/2011
220 lux et l’uniformité est de 0,45. Ces mesures donnent des résultats insatisfaisants
par rapport aux exigences de la norme relative { l’ergonomie visuelle sur les lieux de
travail. La ligne J est très faible car les mesures furent altérées par la présence
d'ordinateurs sur les plans de travail, disposés le long du mur. On peut également
remarquer que l’éclairement est plus faible sur les plans de travail que dans la zone
centrale inoccupée. Malgré la présence d'un éclairage spécifique au tableau, en colonne
10 et suivant les lignes B à D, les résultats des mesures restent insuffisants.
600
450-600
450
300-450
300
A
150
D
0
1 2
3 4
J
5 6
7 8
9 10
150-300
0-150
G
Figure 24 : Cartographie de l'éclairement (lux) de la salle N14
6.2.2 Bâtiment M - Cafeteria
Les mesures d'éclairement et de coefficient de réflexion n'ont pu être déterminées
pour des raisons d'accès limité hors période d'usage de ce local. Cependant, ce lieu
d'activité et de récréation ne nécessite pas réellement de niveaux d’éclairement
importants.
6.2.3 Bâtiment N - Bureaux RdC
Salle N20 :
Dans ce bureau, on peut mesurer un éclairement moyen de 328 lux ce qui n’est
pas suffisant. Les problèmes de maintenance et l’usure des luminaires participent { la
baisse de l’éclairement global. L’uniformité est quant à elle assez bonne. Elle est de
l’ordre de 0,76 ce qui est en accord avec la cartographie ci-dessous (figure 12).
GROUPE 1
62
21/01/2011
600
450
300
150
0
450-600
300-450
150-300
C
1
2
3
0-150
A
4
5
Figure 25 Cartographie de l'éclairement (lux) de la salle N20
Les coefficients de réflexion des différentes surfaces du bureau N20 sont donnés
par le tableau 3. Il est observé des coefficients de réflexion pour les murs trop
importants, alors qu’il est inférieur { celui donné par la norme dans le cas du sol.
Plan utile
Mur blanc
Mur de couleur jaune/ocre
Rideau
Plafond
Sol
0,28
0,78
0,91
0,66
0,59
0,32
Tableau 27 : Coefficient de réflexion des surfaces du bureau N20
6.2.4 Bâtiment L - CDI et salle des professeurs
CDI :
Le CDI présente un éclairement moyen trop faible de 52.70 lux pour un
éclairement de 500 lux indiqués par la norme NF X 35-103 « Principes d’ergonomie
visuelle applicables { l’éclairage des lieux de travail » et une uniformité très basse de
0.11. Ces valeurs sont très insuffisantes pour les activités menées dans un CDI. Les
niveaux d’éclairement indiqués par la norme NF X 35-103 au niveau du plan de travail
(0,80 m) sont donnés par le tableau 4 :
Type d'activité
Rayonnages
Salles de lecture
Postes de service au public
Eclairement moyen
(lux)
200
500
500
Tableau 28 : Eclairements indiqués par la norme NF X 35-103
GROUPE 1
63
21/01/2011
Lors de la journée de mesure nous avons remarqué un deuxième système
d’éclairage qu'il n'a pas été possible d'activer car personne ne savait comment le mettre
en marche. Bien que le CDI bénéficie de grande baies vitrées orientées Nord Ouest (ce
qui amène une très bonne lumière pour les activités nécessitant l’usage accrue de la
vue), l’éclairage doit pouvoir être en mesure de satisfaire les éclairements indiqués par
la norme NF X 35-103 sans l’influence de l’éclairement naturel.
Le CDI dispose d'une grande surface vitrée, le long de laquelle ont été disposés
des postes informatiques, ces derniers sont confrontés à des problèmes de contraste
par jour ensoleillé, en effet la luminance constante des écrans peut gêner les
utilisateurs lorsque l'éclairement extérieur varie.
600
450
450-600
300
300-450
150
150-300
0
A
1
3
5
7
9
0-150
F
11 13
15 17
19
Figure 26 Cartographie de l'éclairement (lux) du CDI
Le très mauvais éclairement du CDI ressort également des questionnaires (cf.
annexe Résultats des questionnaires parties éclairage partie 3.1.4).
Les coefficients de réflexion des différentes surfaces mesurés lors de la journée de
mesure s’avèrent être en concordance avec ceux indiqués par la norme. Le tableau
5donne les coefficients de réflexion des surfaces du CDI et les compare avec ceux
indiqués par la norme NF X 35-106 :
Plan utile
Mur
Plafond
Sol
0,36
0,58
0,71
0,4
Tableau 29 : Coefficients de réflexion mesurés au CDI
Les lampes du CDI disposent d’une température de couleur un peu faible par
rapport à celle indiquée par la norme NF X 35-103, de l’ordre de 2700 K, pour un tel
établissement. Pour un éclairement de 500 lux, l’idéal serait de disposer de lampes
d’une température de couleur comprise entre 3500 K (blanc chaud) à 5500 K (blanc
froid).
GROUPE 1
64
21/01/2011
Etablissement du modèle numérique du CDI existant
Figure 16: Modélisation du CDI sous DIALux
L’éclairage des salles du lycée Bellevue a été simulé { l’aide du logiciel DIALux. Ce
logiciel permet de rendre compte de la valeur de l’éclairement sur une surface, en se
basant sur une modélisation en trois dimensions de la salle considérée et de fichiers
comprenant les caractéristiques des lampes et luminaires de véritables constructeurs.
Dans un premier temps, la simulation effectuée sous DIALux doit être calée par
rapport aux diverses mesures effectuées (mesures d’éclairement et coefficient de
réflexion des surfaces). Le modèle est alors validé lorsque l’on observe une similitude
des résultats obtenus. C’est alors que les préconisations pourront être modélisées en
partant du modèle créé et validé.
Eclairage existant du CDI
La figure 17 donne le plan d’implantation des luminaires dans le CDI :
GROUPE 1
65
21/01/2011
Figure 27 Implantation des luminaires du CDI
Ce plan d’implantation tient compte de l’état réel des luminaires. Les lampes ou
luminaires défectueux n’ont pas été simulés. La hauteur sous plafond est de 5m {
l’endroit le plus haut. La marque et le type de chaque luminaire ne sont pas
accessibles, du fait de cette importante hauteur sous plafond. Les luminaires en place
ont donc été dimensionnés par rapport aux mesures relevées, afin de caler
convenablement le modèle sur la réalité. Les lampes et luminaires choisis sont donnés
par le tableau 7 :
Index luminaire
1
2
3
4
Nombre de luminaires
7
14
13
14
Luminaire
DIAL 10 SM283FHE7M
DIAL 10 SM283FHE7M
DIAL 10 SM283FHE7M
PHILIPS TCS160 4xTL-D18W
HFP C5
Nombre de lampes par luminaire
1
1
1
4
Type de lampe
OSRAM DULUX S
OSRAM DULUX D 827
OSRAM DULUX D 840
TL-D18W/840
Puissance unitaire de la lampe (W)
9
10
10
18
Flux lumineux (lumen)
600
600
600
5400
Indice de Rendu de Couleur
80
80
80
84
Température de couleur (Kelvin)
2700
2700
4000
4000
Tableau 30 : Inventaire des luminaires existants
Les 500 lux indiqués par la norme pour les activités d’un local tel que le CDI sont
très loin d’être respectés. On obtient une puissance installée de 5,7 W.m -2, ou bien 4,53
W.m-2.100 lux-1, ce qui est bien en-dessous des 12 W.m-² autorisés. Cette faible
puissance installée ne permet pas d’assurer l’éclairement { apporter.
Le CDI a été divisé en trois parties : la bibliothèque, la grande et la petite zone de
travail. Des trames de calculs ont donc été spécifiquement implantées dans ces trois
zones. Les figures 19, 20 et 21 donnent les courbes isolux du modèle numérique de
l’existant:
GROUPE 1
66
21/01/2011
Emoy= 49,5 lux
Enorme=500 lux
0,50
Figure 28 : Isolux dans la grande zone de travail
Emoy= 22 lux
Enorme=200 lux
=0,45
Figure 29 : Isolux dans la bibliothèque
GROUPE 1
67
21/01/2011
Emoy= 615 lux
Enorme=500 lux
=0,35
Figure 30 : Isolux dans la petite zone de travail
Lors de la journée de mesure, l’essentiel des mesures ont été effectuées dans la
grande zone de travail et un éclairement moyen de 50 lux y a été mesuré. Avec les 49,5
lux calculés sous DIALux, on peut clairement avancer que le modèle se comporte de
façon similaire au CDI réel. Ce modèle numérique va donc servir de support aux
préconisations apportées au système d’éclairage du CDI.
Il faut rappeler que le système d’éclairage du cdi dispose de luminaires type spot
à lampe halogène installés sur toute la longueur du cdi, éclairant la grande zone de
travail et la bibliothèque. Le problème est qu’aucune personne du lycée Bellevue n’a vu
ces luminaires fonctionner.
Des spots à lampe halogène de type Inset Classic Flush QPAR64 de Sylvania
d’une puissance de 75 W ont été intégrés au modèle numérique du cdi, en gardant
intacte la configuration existante de l’éclairage. La figure 22 donne le plan
d’implantation des spots (index 4):
GROUPE 1
68
21/01/2011
Figure 31 : Plan d’implantation des luminaires avec l’intégration des spots
Les luminaires défectueux ont cette fois-ci été modélisés comme valables, afin de
se rendre compte de la capacité d’éclairement totale du cdi lorsque tous les luminaires
sont en bon état. La puissance installée est cette fois-ci égale à 15,84 W.m-², ce qui se
situe au-dessus des 12 W.m-² autorisés.
Au niveau de la grande zone de travail, l’éclairement moyen est de 180 lux avec
l’ajout des spots, ce qui est encore nettement inférieur aux 500 lux indiqués par la
norme. On obtient une uniformité de l’éclairement de 0,79, ce qui s’avère être un
résultat satisfaisant lorsque l’on sait qu’il est recommandé d’avoir une uniformité égale
à 0,8.
GROUPE 1
69
21/01/2011
Figure 32 : Courbes isolux de la grande zone de travail en présence des spots
En ce qui concerne les allées de la bibliothèque, l’éclairement moyen s’y trouvant
est de 176 lux, avec une uniformité de l’éclairement de 0,4. On ne retrouve toujours pas
l’éclairement indiqué par la norme, qui est dans ce cas de figure égale { 200 lux.
Figure 33 : Courbes isolux de la bibliothèque en présence des spots
L’éclairement n’est toujours pas suffisant lorsque les spots sont allumés et que les
luminaires défectueux sont remplacés. Le niveau d’éclairement est tout de même bien
GROUPE 1
70
21/01/2011
meilleur, ainsi que son uniformité, mais le confort visuel des élèves n’est toujours pas
atteint. Enfin, l’UGR calculé par DIALux pour les 3 zones du CDI, qui caractérise
l’éblouissement, ne dépasse pas la valeur de 19, qui est la valeur plafond indiqué par la
norme NF EN 12 464-1 dans le cas d’un tel établissement.
Figure 34 : Aperçu 3D du cdi avec les spots en fonctionnement sur DIALux
Les préconisations sont essentiellement basées sur le respect des 500 lux indiqués
par la norme dans la grande zone de travail et des 200 lux à apporter dans les allées de
la bibliothèque. La petite zone de travail dispose d’un éclairement suffisant, voire
supérieur, à la tâche exercée dans un CDI. Etant supérieur de près de 100 lux aux 500
lux indiqués par la norme NF X 35-103, il est peut être pertinent de reconfigurer le
système d’éclairage de ce petit espace en revoyant { la baisse le nombre de luminaires
encastrés dans le but de baisser la consommation électrique allouée à cet espace, tout
en respectant les 500 lux indiqués par la norme.
GROUPE 1
71
21/01/2011
6.3 Exploitation des données enregistrées au cours du
temps
Les sondes ont été placées de manière { avoir une bonne vue d’ensemble des
salles caractéristiques des différents bâtiments. Les premières sondes ont été placées le
20 octobre et les dernières ont été enlevées le 29 novembre. Chaque sonde a eu au
moins un mois entier d’enregistrement de données.
Les données enregistrées permettent de dégager des tendances dans les différentes
pièces. Celles-ci sont comparées aux simulations thermiques dynamiques afin d’avoir
des consommations conformes à la réalité.
Grâce à ces analyses, il est possible de connaître davantage le comportement
dynamique des bâtiments en prenant mieux en compte l’inertie, les périodes de
chauffe, les ralentis de chauffage et ceci en fonction des différentes périodes
journalières et horaires.
La journée de mesure donne elle aussi des indications physiques du bâtiment qui
peuvent être corrélées aux valeurs des sondes, ainsi, s’il y a bien concordance, les
indications qualitatives obtenues pendant la journée de mesure pourront être
appliquées { tout moment de l’année.
Les sondes donnent des informations de température grâce à un capteur interne qui a
une certaines inertie et, parfois, des capteurs de température déportés plus réactifs, des
informations d’humidité relative, et certaines permettent de donner une idée de la
valeur de l’éclairement. Cette dernière information variant trop et étant trop peu fiable
ne donne qu’une indication des heures de début et de fin de la nuit.
Les analyses ont été faites sur des semaines classiques en période de chauffage et donc
de cours afin d’être plus proches de la réalité que vivent les usagers du bâtiment.
Description de l’emplacement des sondes
Sondes Kistock KH 200 :
Dénomination
Salle des professeurs
Salle banalisée
Langues
Informatique
Salle banalisée
Direction
Orientation
Sud
Sud-Ouest
Sud-Ouest
Nord-Est
Sud-Ouest
Emplacement
L - RDC
M34 - 3ème
M31 - 3ème
N12 - 1er
N14 - 1er
N_bureau20 - RDC
Explication des choix
Connaître son comportement
Comparer avec la salle M31
Comparer avec la salle M34
Comparer avec la salle N14
Comparer avec la salle N12
Emplacement
L - RdC
N - 3ème
Emplacement
M - RdC
Sondes Kistock KCH 08
Dénomination
CDI
Couloir
Orientation
Nord
Nord-Est
Sondes Kistock KH 101
Dénomination
Cafétéria
GROUPE 1
Orientation
Nord-Est
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N.B. : Tous les graphiques à suivre ont pour unité d’abscisse les heures avec h=0 heure pour la
première heure de Janvier.
Rappel : caractéristiques principales de salles étudiées :
- Salle N12 : Salle classique au premier étage orientée Nord-Est.
- Salle N14 : Salle informatique au premier étage orientée Sud-Ouest.
- Couloir 3ème étage du bâtiment N : orienté Nord-Est.
- Salle M31 : Salle classique au 3ème étage orientée Sud-Ouest. Placée le plus au Nord
du bâtiment.
- Salle M34 : Salle informatique au 3ème étage orientée Sud-Ouest. Placée le plus au
Sud du bâtiment.
GROUPE 1
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Comportement des salles de cours et de la circulation entre le 20/11 et le 27/11 :
Figure 35 - Evolution des températures des bâtiments M et N du 20/11 à 8h au 27/11 à 8h
GROUPE 1
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Les ralentis du week-end et de la nuit sont très visibles sur ce graphique. On
remarque d’ailleurs que le week-end, la température ne cesse de baisser d’un peu plus
d’un degré par demi-journée. Cela montre l’importance des déperditions du bâtiment.
On voit aussi l’influence des surfaces vitrées qui permettent une hausse de la
température le samedi en milieu de journée { cause d’un rayonnement solaire
important : en effet, ces apports solaires arrivent même à faire remonter en
température une salle exposée Nord-Est (N12). De plus, la salle N12 se trouve proche de
l’escalier exposé sud, se réchauffant donc plus facilement et lui transmettant alors sa
chaleur. Cette salle N12 est la salle la plus froide, en effet elle est exposée NE, ce qui la
défavorise au niveau des apports solaires, elle est en bout de réseau de chauffage et
celui-ci est mal régulé, elle n’a également pas d’apports internes liés { la bureautique.
De plus, l’amplitude de température est très importante et est synonyme de fortes
déperditions.
Concernant la circulation au 3ème étage du bâtiment N, les variations jour/nuit
sont assez faibles pour un espace qui est majoritairement vitré mais quand même un
peu chauffé. Cette température relativement stable trouve son explication dans la
mauvaise régulation du chauffage : en effet, beaucoup de radiateurs sont installés sous
les fenêtres pour un espace à chauffer finalement réduit.
Ensuite, toute la semaine, on observe des différences notables de température
entre les salles :
- la salle N14 a la température ambiante la plus élevée et pendant toute la journée
- la salle M34 peut avoir des températures élevées mais ponctuellement.
- la salle N12 a les températures les plus basses et n’arrive jamais { atteindre les 20°C en
journée.
- la salle M31 arrive difficilement à 19°C de température ambiante, par contre, la courbe
de température est plus écrasée et les fluctuations jour/nuit sont donc plus basses
(entre 17 et 19°C).
Chaque journée est également différente de la précédente { cause de l’occupation des
locaux qui n’est exactement identique dans le temps, du rayonnement solaire qui
diffère selon les journées.
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Figure 36 - Evolution des humidités relatives des bâtiments M et N du 20/11 à 8h au 27/11
à 8h
Pour un bon confort hygrométrique, il est recommandé de maintenir un taux
d'humidité relative entre 40% et 60%.
On remarque aussi que jour après jour, du lundi au vendredi, lorsqu’il n’y a pas
de ralenti, l’humidité relative diminue généralement. Il y a des fluctuations journalières
mais l’humidité relative a tendance à diminuer au fil du temps. Pourtant, on a une
température relativement identique chaque jour de la semaine. Les tendances
générales des humidités relatives { l’intérieur des locaux ne sont donc pas uniquement
liées aux utilisateurs du bâtiment, mais plutôt aux conditions climatiques lorsque l’on
regarde à grande échelle. En effet, les bâtiments M et N ont une mauvaise étanchéité
de part les infiltrations provenant des menuiseries anciennes. Donc, l’arrivée d’air
extérieure influence énormément l’humidité relative des locaux, beaucoup plus que la
vapeur d’eau apportée par les utilisateurs.
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Comportement des salles de cours et de la circulation le jeudi 18 novembre :
Figure 37 – Evolution des températures des bâtiments M et N le 18 novembre
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Grâce à la Figure 37, le ralenti de nuit est observable clairement dans toutes les salles. La
tendance de chaque courbe est similaire, donc on peut conclure que le niveau
d’isolation des salles est identique quel que soit l’endroit dans les bâtiments M et N.
A 8h pour les salles exposées Sud-Ouest, les températures sont encore un peu
faibles : N14 à 19°C, M31 et M34 à 18°C. Quant à la salle N12, sa température ambiante
est bien trop froide (15°C) et augmente ensuite régulièrement de 7h { 11h. L’élévation
de température { 8h, n’est donc, pour cette salle, pas due au chauffage car celui-ci est
régulé de la même manière sur un même bâtiment ; elle dépend donc de l’orientation
de la salle, exposée Nord-Est, ce qui lui permet d’avoir des apports solaires { partir de
8h. La salle N12 atteint une température règlementaire de 19°C seulement à la pause de
l’après-midi. Cette salle est la seule exposée Nord-Est et ces courbes de températures
confirment le ressenti de certains professeurs : les salles de la façade Nord-Est sont
beaucoup plus froides que celles de la façade Sud-Ouest. En effet, le chauffage étant
régulé sur la température extérieure, et avec deux orientations très distinctes, les
apports solaires sont mal pris en compte et les salles au Sud-Ouest, sont surchauffées
contrairement aux classes au Nord-Est qui sont bien trop froides pour avoir de bonnes
conditions de travail.
Comme exposé auparavant la salle N14 a la température ambiante la plus élevée :
jusqu’{ 22°C. Ceci est dû { l’utilisation des ordinateurs et à la présence d’élèves.
Aux alentours de 12h30, alors que les élèves sont en train de déjeuner, la
température augmente d’environ 2°C dans les salles orientées Sud-Ouest. On
remarque, en regardant les éclairements relevés que ceux-ci augmentent fortement ce
qui indique que ce sont les apports solaires qui font varier si sensiblement la
température. L’orientation des façades a donc une influence importante sur le
comportement des salles.
On peut donc conclure que certaines salles, à cause de leur exposition ne
permettent pas d’avoir une température ambiante suffisante afin que, élèves et
professeurs, aient de bonnes conditions de travail. De plus, des problèmes de
régulation ont pu être relevés et peuvent accentuer les problèmes rencontrés.
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6.3.2 Bâtiment M – Cafeteria
Comportement de la cafétéria entre le 20/11 et le 27/11 :
Figure 38 - Evolution de l’ambiance hygrothermique dans la cafétéria du 20/11 { 8h au
27/11 à 8h
La figure 38 permet d’identifier le ralenti le week-end et on observe également
une baisse des températures le mercredi, ce qui confirme la fermeture de la cafétéria le
mercredi après-midi.
Les sondes de température interne et déportée montre des différences notables.
Ceci s’explique par une mauvais emplacement des sondes. Effectivement, cette
dernière était placée non loin de la grande porte vitrée de l’entrée de la cafétéria et
était donc très influencée par celle-ci. De plus, la sonde interne était placée au-dessus
d’un réfrigérateur en fonctionnement, c’est pourquoi on observe des pics de
températures qui correspondent à la mise en marche régulière de celui-ci. Les allures
des courbes sont toutefois correctes.
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Comportement de la cafétéria le jeudi 18 novembre :
Figure 39 - Evolution de l’ambiance hygrothermique dans la cafétéria le jeudi 18
novembre
La figure 39 montre l’évolution de l’ambiance hygrothermique le jeudi 18
novembre. On observe bien la montée en température d’un peu plus d’1°C de la sonde
interne. Dès l’ouverture de la cafétéria, on observe une augmentation de la
température et de l’humidité relative. Cette dernière montre bien l’arrivée massive
d’élèves dans la cafétéria qui apporte une humidité importante { la pièce. En effet,
l’humidité relative de la cafétéria commence { devenir élevée très tôt dans la matinée :
aux alentours des 9h, l’humidité relative est déj{ { 60%. Le manque d’aération dans
cette pièce commune entraîne une augmentation forte de l’humidité, entre la pause
matinale et la fin de la journée, l’humidité relative ne descend pas en dessous de 65%
et atteint même, à deux reprises, 69% d’humidité relative.
Quant à la température, en début de journée, elle est plutôt basse puis, à partir de
9h30, elle atteint 18°C et ne descendra pas en dessous de cette valeur. Les pics de
température pendant la journée révèlent l’arrivée d’élèves. De plus, ils ont souvent une
activité plus importante que lorsqu’ils sont assis dans les salles de cours (babyfoot,
possibilité de se lever, de se déplacer…etc…) et dégagent donc davantage d’énergie.
On peut conclure qu’une température basse et une humidité si élevée ne permettent
pas aux élèves de se sentir bien dans la seule pièce commune qui est mise à leur
disposition.
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6.3.3 Bâtiment N - Bureau RdC
Comportement du bureau de Mr Bruno au rez-de-chaussée du bâtiment N entre
le 20/11 et le 27/11 :
Figure 40 - Evolution de l’ambiance hygrothermique dans le bureau du 20/11 à 8h au 27/11
à 8h
On observe sur la figure 40 que l’humidité relative dépend énormément des
conditions extérieures. En effet, même avec une température relativement identique
au cours de la semaine, l’humidité relative ne cesse de décroitre au cours de la
semaine.
La journée du lundi, le bureau monte très rapidement en température : entre 7h
et 9h, le bureau gagne 2.9°C pour atteindre une 17.5°C. A 11h seulement, la température
devient plus acceptable : 19.2°C. Ces tendances se retrouvent chaque journée. Par la
suite, la température oscille entre 19 et 21°C. Comme vu auparavant, la régulation est la
même pour toutes les salles dans le bâtiment et est régulée sur l’extérieur. Etant donné
que le bureau a de grandes menuiseries en simple vitrage orientées Nord-Est, obtenir
une température satisfaisante dans ces conditions semble compliqué.
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Conditions thermiques locales dans le bureau de direction N20 au Rez-deChaussée
Figure 41 : Evolution de la température moyenne de rayonnement, de la
température interne, et de l'humidité absolue au cours de la journée de mesure dans le
bureau de direction bâtiment N
L’humidité absolue au sein de la salle est relativement stable.
La température interne suit elle une pente régulière et ascendante de 7h30 à
13h00. On note cependant deux chutes de température avec des pics à 11h et 13h30. Ces
chutes sont dues au fait que Mr Bruno n’est pas tout la journée dans son bureau et peut
être amené à se déplacer dans le lycée ou partir déjeuner. Après 15h00 la température
interne du bureau chute du fait de l’absence d’apports solaires directs. La température
interne du bureau est relativement inconfortable le matin. En effet, à 7h30 la
température est de 16.8°C et il faut 2h (9h30) pour atteindre 19°C au sein de la pièce.
De ce fait, le dimensionnement des émetteurs n’est peut-être pas judicieux pour cette
pièce.
La température de globe noir ainsi que la température moyenne de rayonnement
suivent exactement la même tendance que la température interne. La température
moyenne de rayonnement est cependant plus élevée que la température interne dues
aux apports solaires et internes (Mr Bruno est conseiller principal d’éducation et a
donc pu recevoir certains élèves dans son bureau). On peut également faire la même
remarque que pour la température interne. La température moyenne de rayonnement
est froide le matin et atteint une température correcte aux alentours de 9h00 du matin.
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6.3.4 Bâtiment L – CDI et salle des professeurs
Comportement général du bâtiment L :
Figure 42 - Evolution des températures en salle des professeurs et au CDI
La figure ci-dessus donne l’allure générale des températures du CDI et de la salle des
professeurs pendant la période de mesure de la sonde de la salle des professeurs : du 21
octobre au 29 Novembre.
La période des vacances de toussaint se distingue nettement, on note une
diminution visible des températures. Le bâtiment L met plus de trois jours pour
redescendre à une température plus basse que les températures de fonctionnement en
période d’occupation. L’alternance du jour et de la nuit est toujours bien marquée avec
une remontée diurne en température.
Cependant, on observe pendant cette période de vacances, un profil de température
plutôt récurrent (17.5°C de nuit et 18.5°C de jour) pour le CDI. De plus les températures
ne descendent jamais en dessous des 17°C. Ceci indique la présence d’une consigne
chauffage pendant les périodes d’inoccupation.
Ces salles l{ sont des salles où l’occupation peut être intermittente mais où les
personnes peuvent aussi se réunir tous au même moment. Ces apports internes ne sont
pas négligeables et peuvent amener la salle à connaître des températures élevées et
non voulues à plusieurs reprises (température atteignant parfois 22.5°C).
Les périodes de week-end sont aussi caractérisées par une descente de la
température du bâtiment L d’environ 2°C en comparaison la température en semaine.
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Figure 43 - Evolution de l'humidité relative en salle des professeurs et au CDI
La figure 43 représente l’évolution de l’humidité relative [%] et l’évolution de la
température [°C] dans les salles étudiées.
L’allure des courbes est similaire pour les deux pièces. En période d’occupation, on
note une diminution notable de l’humidité relative due { la présence de chauffage
pendant ces périodes.
La plage de confort est généralement respectée pour les deux salles, cependant on
note une humidité plus faible en salle des professeurs oscillant, hors vacances et weekend, oscillant entre 35 et 45% le plus souvent. Ce problème d’air sec a tendance {
s’aggraver certains jours sur la période de mesure ce qui pourrait causer une gêne aux
usagers.
La suite de l'étude se concentre à la semaine commençant du samedi 20
novembre au samedi 27 novembre afin d’afiner les analyses.
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Comportement du bâtiment L entre le 20/11 et le 27/11 :
Figure 44 - Evolution de la température du 20/11 8h au 27/11 8h du CDI et salle des
professeurs
Comme traîté auparavant, on observe sur la figure 44 que pendant le week-end,
la bâtiment L redescend en température. La forme de marche que prend la courbe du
CDI est uniquement due au pas de temps qui était de 1h, autrement, la courbe aurait
été plus lissée et s’apparenterait { la courbe de températures provenant de la salle des
professeurs.
La salle des professeurs est généralement plus chaude, de 1°C en moyenne, que le
CDI. L’orientation Sud explique ce phénomène et la nuit, le CDI est plus froid que la
salle des professeurs car sur sa façade Nord , on trouve beaucoup de vitrages, donc il y
a de grosses pertes déperditives. De plus, l’entrée vitrée du bâtiment donne sur un Hall
totalement vitré et orienté Nord où la porte donnant sur le CDI est souvent ouverte.
Ceci explique donc la différence nette de température entre ces deux pièces centrales
du bâtiment.
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Comportement du bâtiment L le jeudi 18 novembre :
Figure 45 - Evolution des humidités relatives et températures en salle des professeurs et
au CDI
La figure 45 représente l’évolution de l’humidité relative [%] et l’évolution de la
température [°C] dans les salles étudiées.
Le confort concernant la température ambiante pour cette journée est très acceptable.
Les questionnaires confirment cette analyse, les gens dans le bâtiment L n’ont, en
moyenne, ni chaud ni froid. Il dépend bien sûr de la température mais subit de faibles
fluctuations sur la journée (de l’ordre de quelques pourcents).
On remarque aussi que l’humidité relative fluctue en fonction de l’occupation car
la nuit, elle est stable. Lorsque les variations apparaissent, cela signifie une entrée de
personne corrélée avec une augmentation de température. Ces renseignements
permettent de connaître le déplacement des professeurs et les heures où leur salle est
vraiment utilisée (ici, le matin avant les cours, un peu avant la pause du midi et
pendant celle-ci et à partir de 16h).
La salle des professeurs a une température ambiante convenable et une humidité
relative plutôt faible. Le CDI a, quant à lui, une température un peu faible, surtout la
matinée et des élèves qui n’ont pas trop d’activités ressentent cette gêne : les
questionnaires précisent que les usagers souhaiteraient avoir légèrement plus chaud.
Par contre, l’humidité relative y est très correcte.
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Conditions thermiques locales dans la salle des professeurs pendant la journée
de mesure
Figure 46: Evolution de la température moyenne de rayonnement, de la température
interne, et de l'humidité absolue au cours de la journée de mesure dans la salle des
professeurs bâtiment L
Quelques problèmes ont été rencontrés pendant l’enregistrement de la
température de la boule noire. L’enregistreur n’a pas fonctionné { partir de 14h22 ce
qui rend le calcul de température moyenne de rayonnement impossible à partir de
cette heure. Cependant l’enregistrement fait le matin permet de déduire une tendance
acceptable. La température de globe noir ainsi que l’humidité absolue au sein de la
salle sont quasiment stable au cours du temps. Avec cette courbe d’humidité absolue
on peut déduire que la ventilation dans la salle des professeurs est acceptable. En effet,
surtout le matin de nombreux professeurs étaient présents. Si la ventilation avait été
insuffisante, la courbe d’humidité absolue aurait suivi une tendance { la hausse. A
partir de 14h30 on remarque tout de même une légère baisse due au fait que le
mercredi après-midi (date de la journée de mesure) peut de professeurs sont présents
dans la salle.
Concernant la température interne de la salle on remarque une augmentation de
la température d’environ 1.2°C entre 8h30 et 14h00. Cela coïncide avec l’arrivée de
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professeurs au lycée pour travailler au sein de la salle. Le pic de température est atteint
vers 14h00 après le déjeuner quand l’ensemble des professeurs sont rassemblés avant la
reprise des cours. La température interne chute alors pour atteindre un nouveau pic
vers 17h00 à la fin des cours. Apres 17h00 la température interne chute grandement car
après cette heure la salle des professeurs est quasiment inoccupée. Tout au long de la
journée la température interne reste tout de même convenable pour assurer un confort
correct.
La température moyenne de rayonnement elle suit une pente ascendante jusqu’{
environ 14h00. Cela est due principale aux apports solaire par les vitrages situés aux
sud-ouest. Après 14h22 l’enregistrement de la boule noire s’est arrêté mais on peut
penser que la température moyenne de rayonnement va alors suivre une pente
descendante (fin progressive des apports solaires par les vitrages et occupation de
moins en moins importante).
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6.4 Cartographie thermique extérieure
6.4.1 Bâtiment M/N – Salles de cours
Lors de la journée de mesure du 1er décembre 2010, une cartographie des surfaces
extérieures des différents bâtiments a été réalisée { l’aide de caméras thermiques. Ces
photos ont permis de mettre en évidence différents défauts d’isolation mais aussi de
révéler des parois plus déperditives que d’autres ainsi que des ponts thermiques
surfaciques, linéiques ou ponctuels. L’étude de cette cartographie des températures de
surfaces extérieures des bâtiments va permettre une meilleure prise en compte des
spécificités de chacun d’entre eux et ainsi faire des préconisations appropriées afin de
réduire les consommations d’énergie.
Les bâtiments M et N étant similaires, les remarques sur la cartographie peuvent
s’appliquer aux deux bâtiments sans distinction significative.
 Façades Nord-Ouest et Sud Est
Figure 47 : Façade Sud Est bâtiment N _ Photo IR & visible
La photo IR effectuée sur cette façade (Figure 47) montre des différences de
températures importantes entre la surface du vitrage et les menuiseries ainsi que les
murs adjacents. On remarque que la température des vitrages est de l’ordre de 7°C
tandis que la température des menuiseries et des parois opaques est de l’ordre de 45°C. La plupart des ouvertures sur l’ensemble des deux bâtiments sont en simple
vitrage. Cette photographie confirme le caractère très déperditif de ces vitrages.
Les images suivantes (Figure 48) montrent que les remarques faites
précédemment sur la façade sud-est sont également valables sur la façade Nord-ouest.
Les mêmes problèmes que ceux rencontrés précédemment apparaissent.
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Figure 48 : Zoom façade Nord-Ouest bâtiment N _ photo IR & visible
 Façade Nord Est
On peut observer sur les images suivantes (Figure 49) la façade Nord Est du
bâtiment M. La photo infrarouge montre la différence de température entre les parois
opaques et les vitrages. Cela confirme le caractère très déperditif des vitrages sur ces
deux bâtiments. On note que certaines parties des grandes baies vitrées rayonnent
davantage d’énergie que d’autres. Cela est dû au fait que les radiateurs dans les
différentes salles se situent sous ces ouvertures. Le simple vitrage couplé à des
radiateurs en allège ne permet pas de conserver assez de chaleur pour réchauffer
l’ambiance de la salle.
Figure 49 : Façade Nord Est bâtiment N _ Photo IR & visible
La Figure 50 permet d’observer avec plus de précision l’ensemble des surfaces
déperditives de cette façade. La surface extérieure des vitrages varie entre 10°C pour
celles situées au-dessus d’un radiateur, et environ 6°C pour les autres parties ce qui
confirme l’analyse faite précédemment.
On peut également observer les ponts thermiques linéiques au niveau des planchers et
des poutres. Le bâtiment n’étant pas isolé, les pertes de chaleur vont être plus que
conséquentes et vont donc entrainer des surconsommations d’énergie importantes de
même qu’un inconfort notable.
Pour finir, on observe également certains ponts thermiques au niveau des
aérations situées au-dessus des ouvertures. Ces aérations nécessaires à la ventilation
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naturelle du bâtiment sont situées de part et d’autre des poteaux. Ces dernières sont
souvent bouchées ou encrassées et ne permettent donc pas l’apport d’un air sain {
l’intérieur des locaux. Cependant, comme on peut le voir sur la thermographie
infrarouge, les déperditions énergétiques liées à ces aérations ne sont pas négligeables.
Figure 50 : Façade Sud-Ouest Bâtiment M _ Photo IR & visible
 Façade Sud-Ouest
La façade sud-ouest est globalement la même que la façade nord-est pour les
deux bâtiments. Les mêmes problèmes que ceux évoqués dans la partie précédente
vont donc survenir.
Figure 51 : Bas de Façade Sud-Ouest Bâtiment N _ Photo IR & visible
On peut observer sur la Figure 51 les fenêtres du logement de fonction du
bâtiment N. La photographie infrarouge révèle des températures de surfaces élevées.
Les déperditions d’énergie vont donc être conséquentes du fait de la mauvaise qualité
des vitrages. On observe aussi ici des ponts thermiques au niveau des menuiseries et
du plancher intermédiaire.
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 Halls d’entrées
Les halls d’entrées des bâtiments M et N utilisent une porte vitrée { double
battant avec une menuiserie en aluminium et un double vitrage. Comme on peut
l’observer sur la Figure 52, le double vitrage de la porte vitrée permet de limiter les
déperditions d’énergie. On note également des ponts thermiques importants au niveau
de la jonction du mur adjacent à la salle de réunion et du sol.
Figure 52 : Hall d'entrée bâtiment N _ Photo IR & visible
La Figure 53Erreur ! Source du renvoi introuvable. présentant l’entrée du CDI
révèle une certaine homogénéité des températures de surface à la fois du mur en pavé
de verre et de la porte d’entrée. On peut noter que la présence d’un sas { l’entrée du
bâtiment crée une zone tampon entre l’extérieur et les locaux chauffés et entraine ainsi
une diminution des déperditions. Cette photographie infrarouge permet toutefois de
déceler un pont thermique surfacique entre les briques de verre du mur et le sol.
Ce dernier est relativement important puisqu’il est présent sur l’ensemble du mur en
briques de verre qui est en arc de cercle.
Figure 53 : Entrée CDI _ Photo IR & visible
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En faisant un zoom sur le mur en pavé de verre du CDI (Figure 54), on remarque
que les jonctions entre les briques de verre sont à une température légèrement
supérieure à celle du verre lui-même. Cela correspond à un pont thermique ponctuel à
chaque jonction de briques de verre. Cela n’est pas négligeable compte tenu du
nombre de briques utilisées pour ce mur. On peut noter également que les briques de
verre ont une température relativement élevée sachant que la partie intérieure en
contact avec ces briques n’est pas chauffée. Les déperditions d’énergie { travers ces
briques sont donc importantes.
Figure 54 : Mur rideau Bâtiment L _ Photo IR & visible
Sur la façade sud-est donnant sur la salle des professeurs et sur l’espace de travail
du CDI, on peut noter sur la Figure 55 des ponts thermiques linéiques au niveau du sol
ainsi qu’au niveau de la dalle supérieure. On peut observer sur ce bâtiment la présence
de double vitrage ce qui permet de limiter les déperditions d’énergie.
Figure 55 : Façade Sud-Est Bâtiment L _ Photo IR & visible
On peut observer sur la façade nord-ouest d’importantes surfaces de vitrages qui
ne bénéficient d’aucun apport solaire mais qui, par contre, perdent une énergie
importante. En effet, cette façade ne fait l’objet d’aucun apport solaire durant la
journée. Cependant, au niveau des apports de lumière naturelle et de la spécificité de
la salle destinée au travail et à la lecture, cette exposition est tout à fait justifiée.
De plus, la Figure 56 montre que certaines fenêtres ne sont pas totalement bien
fermées durant la journée et entrainent donc d’importantes déperditions de chaleur.
Une sensibilisation du personnel et des usagers doit permettre dans ce cas-là de lutter
contre le gaspillage énergétique.
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Figure 56 : Façade Nord-Ouest Bâtiment L _ Photo IR & visible
La Figure 57 permet de mettre en évidence l’importance du double vitrage sur la
façade nord-ouest du bâtiment L. La température de surface extérieure de la vitre est
relativement faible ce qui permet de dire que la chaleur { l’intérieur du bâtiment n’est
que modérément perdue vers l’extérieur.
Sur l’ensemble de bâtiment L, on constate que le double vitrage a été privilégié ce qui
permet de limiter les déperditions d’énergies. Cependant, l’ancienneté des menuiseries
nuit { l'imperméabilité de l’enveloppe et va donc conduire { des surconsommations
évidentes ainsi qu’{ des sources d’inconfort.
Figure 57 : Façade Nord Bâtiment L _ Photo IR & visible
6.4.3 Conclusion
Sur l’ensemble de ces bâtiments, les surfaces vitrées occupent une place très
importante voire prépondérante. Les déperditions d’énergie par ces éléments vont
donc être très importantes. La cartographie extérieure des bâtiments a permis de
mettre en évidence de nombreux ponts thermiques notamment au niveau des liaisons
poutre-poteaux et planchers. Ces différents défauts nuisent grandement à la
performance énergétique des bâtiments et entrainent une facture énergétique revue à
la hausse.
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6.5 Cartographie intérieure des bâtiments
Pour les 3 bâtiments étudiés lors de cet audit, lors de la journée de mesure
effectuée, de nombreuses photos ont été prises avec les caméras thermiques. Cela
permet ainsi de mettre en évidence les différentes failles au niveau des enveloppes des
bâtiments étudiés ainsi qu’éventuellement certains disfonctionnements d’équipements
présents dans le bâtiment.
6.5.1 Bâtiment M/N salles de cours
 Salle M31
La photo IR (Figure 58) effectuée { l’intérieur de cette salle de cours du 3 ème
étage du bâtiment M met en évidence plusieurs phénomènes intéressants.
On peut d’une part se rendre compte des faibles performances thermiques
qu’engendrent les simples vitrages. On constate ainsi ici une différence de température
de 6 °C entre le mur et le vitrage. Ces surfaces vitrées qui sont en plus très
conséquentes dans tout le bâtiment sont donc de grandes sources de déperdition.
On s’aperçoit aussi ici de l’influence des grilles d’extraction d’air intérieur sur la
thermique de la pièce.
Figure 58 : Menuiserie salle M31 _ Photo IR & visible
 Salle M34
Sur la Figure 59, prise dans la salle M34, on peut identifier des ponts thermiques
linéiques d’importance toutefois modérée au niveau de la liaison entre les murs et avec
le plancher haut.
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Figure 59 : Pont thermique structurel salle M34_ Photo IR & visible
 Salle N12
Sur les clichés qui suivent, pris dans la salle N12, on peut mesurer l’influence de la
position du radiateur sur la température des vitrages. Pour la Figure 60, il y a présence
d’un radiateur en dessous du vitrage mais pas pour le second (Figure 61), il n’y en pas :
cela occasionne une différence de température de plus de 2°C pour des vitrages d’une
même salle de classe.
Figure 60 : Vitrage avec radiateur Salle N12 _ Photo IR & visible
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Figure 61 : Vitrage sans radiateur Salle N12 _ Photo IR & visible
 Salle N20
Sur les photos qui suivent, on peut rendre compte d’un phénomène observé dans
plusieurs salles des bâtiments N et M à savoir le mauvais fonctionnement de certains
radiateurs. On voit pour la salle N20 (Figure 62) par exemple une différence de
température de surface de plus de 12 °C entre 2 radiateurs. Ce problème s'est retrouvé
dans la salle banalisée 20 du RDC du bâtiment M avec ici une différence de 20°C entre
les radiateurs de cette salle.
Figure 62 : Radiateurs salle N20_ IR
Figure 63 : Radiateur salle N20_ visible
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6.5.2 Bâtiment M - cafétéria
La porte fenêtre de la cafeteria donnant sur l’extérieur est en menuiserie
aluminium avec du double vitrage. On peut s’apercevoir sur la Figure 64 que les
déperditions sont plus importantes au niveau de la menuiserie avec une différence de
2°C avec le vitrage ; ce phénomène est amplifié au niveau du sol où l’on constate une
différence de 5°C avec le vitrage dû { un défaut d’étanchéité.
Figure 64 : Porte fenêtre cafétéria_ Photo IR & visible
6.5.3 Bâtiment N – bureaux RDC
 Bureau de Mr Bruno
Dans le bureau de Monsieur Bruno au RDC du bâtiment N, il a été mis en
évidence l’impact positif que peuvent avoir les rideaux intérieurs sur les déperditions
par les vitrages ; plus ceux-ci sont réfléchissants, plus les diminutions de pertes de
chaleurs seront importantes. Pour ce bureau, on a pu noter une différence de près de 6
°C (voir Figure 65) entre la température du simple vitrage et celle du rideau intérieur.
Figure 65 : Rideaux intérieurs bureau Mr Bruno_ Photo IR & visible
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6.5.4 Bâtiment L - CDI
Dans le CDI, on peut s’apercevoir (Figure 66) qu’il y a des déperditions
importantes au niveau des briques de verre : différence de 3°C avec le mur. Les
déperditions au niveau des jonctions des briques sont encore plus importantes.
Figure 66 : Briques de verre Salle CDI_ Photo IR & visible
Enfin, sur la Figure 67, on peut bien visualiser l’air chaud insufflé dans la grande
salle du CDI, il est à une température proche des 33°C.
Figure 67 : bouche de soufflage salle CDI_ Photo IR & visible
6.5.5 Conclusion
Sur l’ensemble de ces bâtiments, les surfaces vitrées occupent une place très
importante voire prépondérante. Les déperditions d’énergie par ces éléments vont
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donc être très importantes. La cartographie extérieure des bâtiments a permis de
mettre en évidence de nombreux ponts thermiques notamment au niveau des liaisons
poutre-poteaux et planchers. Ces différents défauts nuisent grandement à la
performance énergétique des bâtiments et entrainent une facture énergétique revue à
la hausse.
La cartographie intérieure a pu montrer en plus des problèmes précédemment
évoqués certains disfonctionnements au niveau des diffuseurs de chaleur.
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7. TRAITEMENT ET ANALYSE DES
QUESTIONNAIRES
7.1 Etudes générales
Afin de dépouiller et de traiter l’ensemble des questionnaires, il a été mis en place
un système de traitement des données sous Excel (cf. annexe tableau résultat
questionnaires). Dans ces tableaux, ont été calculés divers indices :
- Dispersion : indique l’entropie de distribution
- Pourcentage d’insatisfait
- Indice de pénibilité
Ils permettront ainsi une analyse plus complète.
7.2 Thermique
7.2.1 Bâtiments M/N – Salles de cours
A l’issu du traitement de l’ensemble des données de la partie thermique (cf.
annexe Résultats des questionnaires), il apparait que la majorité des élèves n’ont ni
chaud ni froid, avec une tendance vers le légèrement le froid. Une majorité des
personnes interrogées souhaiteraient avoir un peu plus chaud. Cela parait cohérent par
rapport aux températures relevées par les sondes fixes et lors de la journée de mesure.
La plupart des élèves ressentent une partie de leur corps plus froide : au niveau
des mains et des pieds. Ceci est peut être dû { des courants d’air ou { la proximité avec
une paroi froide. Par exemple, dans la salle M31, plus de la moitié de la classe se trouve
près d’une fenêtre dont les menuiseries sont particulièrement inefficaces face aux
infiltrations.
7.2.2 Bâtiment M – Cafétéria
D’après les données recueillies (Figure 68) et après analyse, on peut constater que
les occupants ont légèrement chaud et trouvent cela légèrement inconfortable. L’indice
de pénibilité est de 56%. On peut donc en conclure que la température est légèrement
trop élevée dans la cafétéria.
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Figure 68 : exploitation des données recueillies dans les questionnaires
7.2.3 Bâtiment N – Bureaux RDC
Dans ce bureau, l’ambiance thermique est bonne. Aucun changement n’est
désiré. La personne dans ce bureau nous apprend que la ventilation naturelle ne
bloque pas l’air sortant. Ce questionnaire révèle également qu’il utilise un radiateur
électrique en mi- saison lorsque les chaudières ne sont pas encore en route.
A l’issue du traitement de l’ensemble des données de la partie thermique (cf.
annexe Résultats des questionnaires), il apparait que la majorité des personnes
n’ont ni chaud ni froid, tendant vers légèrement le froid. Ils souhaiteraient
majoritairement avoir légèrement plus chaud. Pour ce qui est de la salle des
professeurs l’ambiance thermique parait plutôt correcte bien qu’{ proximité du sas, les
portes soient souvent ouvertes et qu’un courant d’air soit ressenti.
On peut également noter des problèmes de surchauffe en été, dus aux grandes
surfaces vitrées et au sas { l’entrée qui est rarement fermé correctement à cause du
retour automatique qui est cassé.
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7.3 Acoustique
D’après les données de la partie acoustique (cf. annexe Résultats des
questionnaires parties acoustique), il apparait que l’ambiance acoustique est trop
bruyante. Les élèves sont gênés par des bruits provenant des pièces voisines et des
circulations. De plus, il revient fréquemment dans les commentaires que la salle
résonne fortement. Les élèves et les professeurs se plaignent d’une mauvaise isolation
sonore entre les différentes salles de cours.
On remarque que lorsque les classes sont peu chargées (< 18 personnes), les
élèves ne se plaignent pas de l’ambiance acoustique. Dès lors que le nombre d’élèves
approche les 30 personnes, l’ambiance acoustique est dégradée. Ceci est dû { l’effet
« cocktail » entrainant un bruit de fond détériorant l’acoustique de la salle.
A l’issue du traitement de l’ensemble des données de la partie thermique (cf.
annexe Résultats des questionnaires partie), il apparait que l’ambiance acoustique
est surtout gênante aux heures de pointe et lorsque les babyfoots sont utilisés. On ne
relève aucune plainte par rapport { des nuisances sonores pouvant venir d’autres
locaux.
L’acoustique dans ce bureau est bonne ; malgré tout, il est gêné par les bruits
provenant des salles adjacentes (circulations, vie scolaire,…). Le problème acoustique
ici relève donc plus de l’isolation acoustique entre locaux.
7.3.4 Bâtiment L – Cdi et salle des professeurs
A l’issue du traitement de l’ensemble des données de la partie acoustique (cf.
annexe Résultats des questionnaires partie), on peut déduire que l’ambiance
acoustique doit être améliorée en effet lors des heures de pointes, le CDI devient
beaucoup trop bruyant. Il en est de même pour la salle des professeurs.
7.4 Eclairage
Il ressort de ces questionnaires (cf. annexe Résultats des questionnaires
parties éclairage), que l’éclairage des salles est suffisant. Cependant la lisibilité du
tableau est amoindrie par des reflets.
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D’après les données recueillies (cf. annexe Résultats des questionnaires), on
ne relève pas de problèmes concernant l’éclairage.
L’éclairage dans ces bureaux est jugé suffisant par les occupants.
Il ressort de ces questionnaires (cf. annexe Résultats des questionnaires
parties éclairage), que l’éclairage est insuffisant lorsqu’il n’y a pas de soleil. Dans la
salle des professeurs, les lumières sont allumées en permanence car il n’y a pas
suffisamment de lumière naturelle. En été, lorsque l’éclairement pourrait être suffisant,
les stores sont baissés afin d’éviter tout éblouissement.
7.5 Qualité de l’air intérieur
La partie du questionnaire de la qualité de l’air intérieur (cf. annexe Résultats
des questionnaires) permet de dire que lorsque les salles de cours sont chargées en
effectif, les utilisateurs se plaignent d’odeurs corporelles.
A contrario, dans les salles peu remplies, on relève beaucoup moins de plaintes
vis-à-vis de ces odeurs. Ceci est dû à une forte concentration de personnes et un taux
de renouvellement d’air insuffisant. A ce propos, les occupants se plaignent de manière
récurrente d’un fort taux d’humidité et d’une odeur de renfermé.
D’après les données de la partie qualité de l’air intérieur (cf. annexe Résultats
des questionnaires), les odeurs dégagées par les aliments consommés sur place
incommodent fortement certaines personnes. Les odeurs corporelles sont également
très fréquemment citées. Là encore, elles sont dues à la forte fréquentation de ces lieux
et au manque de renouvellement d’air.
Aucun problème de qualité de l’air n’est { signaler ici.
La partie du questionnaire de la qualité de l’air intérieur (cf. annexe Résultats
des questionnaires parties Qualité de l’air intérieur) nous renseigne sur des
problèmes tels que l’impossibilité d’ouvrir les fenêtres et des problèmes récurrents
d’odeurs de renfermé et de brulé pour le CDI.
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Pour la salle des professeurs, c’est globalement satisfaisant sauf lorsque
l’occupation devient trop importante. On relève dans cette salle les mêmes problèmes
qu’au CDI quant { l’ouverture de fenêtres et des odeurs de renfermé.
7.6 Analyse de questionnaires professeurs
 Etats généraux des bâtiments M et N
Il ressort des questionnaires des professeurs que les bâtiments M et N sont peu
entretenues donc dégradées (tags, salissures, couleurs de peintures désagréables, …).
La vétusté des bâtiments est aussi largement montrée du doigt. Cette étude fait
apparaitre un problème au niveau de l’étroitesse et du mauvais éclairage des
circulations. A un niveau moins important, on note une mauvaise isolation des salles
de cours ainsi qu’un problème d’ergonomie que ce soit d’un point de vue fonctionnel
ou tout simplement visuel (impossibilité de voir le tableau pour certains étudiants).
Certains professeurs se plaignent d’une température trop faible, de courant d’air ainsi
que d’une mauvaise acoustique des salles de cours.
 La salle des professeurs, son emplacement géographique et son utilisation
D’après les questionnaires, une majorité des professeurs trouvent que
l’emplacement de la salle des professeurs est convenable. Cependant, ils trouvent
également que la salle n’est pas adaptée au nombre d’utilisateurs. Dans son utilisation,
on remarque que les professeurs travaillent majoritairement seuls dans cette salle et
que l’utilisation d’un ordinateur n’est pas systématique pour chacun d’entre eux.
Toutefois, il ressort que le nombre d’ordinateurs n’est pas suffisant. Concernant les
casiers, les résultats sont plus partagés. Certains y trouvent leur compte, d’autres
auraient besoin de plus de place. Il en est de même concernant leur accessibilité.
Il semble que l’organisation de la salle des professeurs convient { la moitié des
personnes interrogées. Pour les personnes non satisfaites, les plaintes se concentrent
sur le manque de tables et de chaises, de lumière, et d’espace. De plus, il ressort
majoritairement que les professeurs n’ont pas suffisamment d’intimité dans cette salle.
On peut faire le bilan suivant : la salle est pour la majorité des professeurs trop
petite et trop bruyante et ne permet pas un lien rapide avec la vie scolaire. Cependant,
l’accès aisé au CDI et la convivialité sont légèrement mis en avant.
 Améliorations proposées par les professeurs
La majorité des professeurs désire pouvoir profiter d’une salle plus grande avec
plus d’ordinateurs, de rangements et de tables. Il ressort que des petites pièces utilisées
pour recevoir les parents d’élèves seraient utiles, ainsi qu’une salle informatique { part.
Il serait souhaitable de porter une attention importante { l’ergonomie de la salle.
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 Coin restauration
Il semble qu’une majorité des professeurs n’utilise pas le coin restauration. On
peut expliquer cela par un problème d’équipement et d’espace. Si l’espace venait { être
mieux aménagé et mieux équipé, plus de professeurs en profiteraient.
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8. SIMULATION THERMIQUE
DYNAMIQUE
Pour enrichir les conclusions de l’audit puis proposer des préconisations
d’améliorations thermiques des bâtiments, il est nécessaire de modéliser au préalable
chacun d’eux grâce au logiciel de simulation thermique dynamique. Après une
première étape de saisie des bâtiments, il faut recaler les modèles grâce aux mesures
faites sur les bâtiments existants.
Au cours de la campagne de mesures, les sondes placées dans différentes pièces des
bâtiments ont permis de connaître l’évolution des températures et de l’hygrométrie
dans ces locaux au pas de temps horaire.
Dans un premier temps la saisie de la structure du bâtiment (plan, composition
des parois, zonage thermique, …) est effectuée dans le logiciel Alcyone. Puis, les
fichiers sont transférés dans TRNSYS (Transient Simulation Program) pour effectuer la
simulation thermique dynamique par pas de temps d’une heure sur l’année complète.
8.1 Représentation 3D des bâtiments
La modélisation des bâtiments s’effectuera grâce aux plans de ces derniers
récupérés { l’administration du lycée Bellevue ainsi qu’aux différents relevés effectués
sur place lors de nos visites sur place. Les données thermo-physiques, c’est { dire les
températures et l’hygrométrie de l’air, ont été recueilli par des sondes placées dans
différents locaux. Ces données ont été extraites des sondes par le logiciel de décharge
des sondes KIMO.
8.1.1 Représentation des bâtiments M17 & N16
Du fait de leur grande similarité, les bâtiments M17 et N16 ont été modélisés en
parallèle afin de pouvoir assurer une précision et une homogénéité accrue des
matériaux de construction pour la simulation.
 Structure Poteaux-Poutres : La structure des bâtiments M17 et N16 est un
système poteaux-poutres. Par conséquent, il a paru important de différencier les
poteaux des parois opaques, du fait de leur composition différente et afin de
prendre en compte de façon plus fine les ponts thermiques structurels.
Les poteaux ainsi que les poutres ont une épaisseur de 30 cm pour une composition de
béton armée.
 Partie supérieure en bois des menuiseries : La partie supérieure de la plupart
des menuiseries des 2 bâtiments est composée sur une hauteur de 40 cm de bois
sur toute la longueur.
 Zonage des bâtiments : Dans la simulation il n’est pas possible de distinguer
chaque pièce, le bâtiment est alors découpé en zones thermiques, chaque zone
GROUPE 1
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regroupe plusieurs locaux qui ont des orientations, des charges d’occupation proche et
qui auront donc a priori des comportements thermiques similaires.
Certaines pièces (en particulier les pièces à risques de surchauffes potentielles
type salle informatique et les pièces dans lesquelles les sondes étaient placées) ont été
représentées plus finement et ont leur planning propre, les autres pièces ont parfois été
regroupées par groupe de 2 ou 3 en fonction du niveau d’occupation et de l’orientation.
Au final, 40 zones ont été crées pour le bâtiment M17 et 25 pour le bâtiment N16. Cette
différence provient principalement d’une forte alternance de l’utilisation des pièces,
soit des apports internes. En effet, dans le bâtiment N16, les salles ayant les mêmes
fonctionnalités sont souvent accolées à la différence du bâtiment M37 où les salles de
même fonction sont dispersées.
Figure 69: Zonage du RDC du bâtiment N16
Figure 70: Zonage du R+1 du bâtiment N16
Figure 71: Zonage du R+2 du bâtiment M17
Les cages d’escalier de même orientation ont été regroupées dans une même zone
thermique, ainsi que la totalité des sanitaires et des circulations du bâtiment (cf. Figure
70: Zonage du R+1 du bâtiment N16).
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L’appartement de fonction désaffecté en rez-de-chaussée du bâtiment N16
constitue une seule zone, chaque bureau de la direction bénéficie également d’une
zone propre ainsi que le bureau de vie scolaire et la salle de réunion (cf. Figure 69:
Zonage du RDC du bâtiment N16).
L’espace C.D.I. au 1er étage du bâtiment M17 a lui aussi été placé dans une zone lui
étant propre (cf. Figure 70: Zonage du R+1 du bâtiment N16).
Les poteaux en béton devant les menuiseries des cages d’escalier ont été
modélisés en tant que masques solaires sur toute la hauteur du bâtiment.
L’accès handicapé, composé d’un ascenseur et de passerelles menant aux différents
étages, ont également été compris en tant que masques solaires. Les passerelles ont
été modélisées par le biais de casquettes à chaque étage du bâtiment.
Les bâtiments environnants le bâtiment M17, dont l’annexe du rectorat, le bâtiment
N16 et 13, ont été incorporés dans la modélisation en tant que masques. Ces 4
bâtiments se trouvant sur une bute, il a été considéré que la toiture de chaque
bâtiment, en partant du plus bas, arrivait au niveau du premier étage du bâtiment le
surplombant. Pour le bâtiment N16, la modélisation des masques a été la même, seuls
les bâtiments M17 et bâtiment 15 (servant de salle d’études) ont été modélisés comme
masques, les autres bâtiments se situant aux nord-ouest du bâtiment N16 n’ont pas été
modélisés.
 Rendu 3D des bâtiments M17 et N16
Les figures ci-dessous correspondent à certains rendus 3D des bâtiments M17 et
N16 suite { la saisie de l’enveloppe { l’aide du logiciel Alcyone :
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Figure 72: Vue d’ensemble du bâtiment M17 et des bâtiments environnants créant des
masques solaires
Figure 73 : Arrière du bâtiment M17
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Figure 74 : Vue en contrebas du bâtiment M17 et comparaison réalité-modélisation
Bâtiment M17
Figure 75 : Vue de la façade ouest du bâtiment N16
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Figure 76 : Vue générale du bâtiment N16 par la façade est
Figure 77 : vue du parking bâtiment N : t comparaison réalité-modélisation
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8.1.2 Bâtiment L12 -"Centre de Documentation et d'Information"
Structure du bâtiment : Le CDI est construit en "escalier" de manière à suivre la
pente naturelle du terrain.
Zonage : Le zonage est fait selon le mode d'occupation, l'orientation et le système de
ventilation, ici chaque pièce est considérée comme une zone différente, à l'exception
des bureaux exposés à la même orientation (cf. zonage du RDC du bâtiment L12).
Figure 78 : Zonage du RDC du bâtiment L12
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Rendu 3D du bâtiment L12
Figure 79 : Vue arrière du CDI - Salle de projection et Chaufferie
Figure 80 : Vue de l'entrée du
CDI-simulation et photo
Figure 81 : Vue de la façade Sud du CDI
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8.2 Simulations thermique dynamique : calage du modèle
Les sondes de températures et d’hygrométrie ont été installées dans les locaux {
partir du mercredi 20 octobre 2010 et retirées le 1er décembre 2010. Le calage des
simulations s’effectuera donc sur cette période. Dans le bâtiment M17, les sondes ont
été placées dans les salles M34, M31 et la cafétéria. Dans le bâtiment N16, les sondes ont
été placées dans les salles N12, N14, le bureau de M. Bruno, et dans les couloirs au 2 ème
étage.
Par ailleurs, les conditions météorologiques utilisées pour cette période sont celles
enregistrées sur l’Université par le laboratoire d’aérologie.
8.2.1 Hypothèses de simulation
La saisie du bâtiment étant faite, il faut ensuite donner les scénarii des différentes
variables évoluant au cours du temps ; consigne de chauffage, occupation, …. Tous les
scénarii décrits ci-dessous sont communs pour toute une zone thermique. Ils ont soit
été donnés par l’administration du lycée (occupation), le personnel technique
(chauffage) ou éventuellement estimés en l’absence de données suffisamment précises
(infiltration).
 Les scénarii
 Scénario de chauffage
Les bâtiments sont chauffés grâce à un réseau de chauffage relié à une chaudière. Cette
chaudière fonctionne grâce { une loi d’eau, c’est { dire que la puissance est modulée en
fonction de la température extérieure. Aucune régulation sur les émetteurs n’existe.
Seul le rez-de-chaussée est régulé en fonction de la température intérieure, avec une
sonde située dans le bureau « direction 23 ». Un ralenti est effectué la nuit de 18h à 5h
ainsi que les weekends et le mercredi après-midi à partir de 13h. A 5h, une remontée en
température à lieux pour pouvoir accueillir les usagées à 8h.
 Scénario d’infiltration
Les bâtiments datant de plus de 40 ans, les infiltrations dues aux défauts d’étanchéité
des parois sont importantes. De plus, lors de la journée de mesure, il a été constaté que
les fenêtres sont souvent ouvertes pour permettre un renouvellement d’air plus
important pour résoudre les problèmes de qualité de l’air. Un débit de renouvellement
de 0,7 vol/h est choisi pour toutes les zones.
 Scénario d’occupation
Dans un local, en particulier dans des salles de cours où la densité d’occupation est
importante, l’occupation induit un apport de chaleur important. Il est donc primordial
de le prendre en compte lors des simulations.
Etant donné que chaque pièce des bâtiments a un scénario d’occupation
différent, un planning d’occupation global a été établi pour chaque bâtiment par
créneau horaire sur la base du planning d’occupation donné par l’administration du
lycée. Le scénario moyen est affecté à toutes les salles de même fonctionnalité, soit les
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salles de cours, les salles informatiques et les bureaux. Seules les salles disposant des
sondes ont un scénario propre.
Tous ces scénarii sont en annexe.
 Scénario d’apports internes par éclairage et équipements
Dans les bâtiments M et N, il est constaté un maintien de l’éclairage toute la journée. Il
a également été vérifié que les ordinateurs présents dans les salles restent allumés
toute la journée. Une moyenne pour chaque type de local a été effectuée pour la
puissance installée au niveau de l’éclairage, d’après l’état des lieux effectué au lycée. De
la même manière, pour les équipements, notamment informatiques, la base est une
puissance de 200 W par ordinateur. Le Tableau 31donne le récapitulatif des hypothèses
prises pour les puissances moyennes installées.
Eclairage
Informatique
Puissance installée moyenne (W/m2)
8
12
15
6
6
8
17
96
15
Locaux
Circulations
Salles de classes
Salles informatiques
Cafétéria
Cages d'escaliers
Bureaux
Salles de cours et bureaux
Salles informatiques
Cafétéria
Tableau 31: Récapitulatif des puissances installées en éclairage et informatique pour les
bâtiments M et N
A partir de ces valeurs, on en déduit une puissance dissipée totale moyenne pour
chaque type de local, que l’on attribue hebdomadairement de 8h { 18h suivant les
heures d’ouverture du lycée, avec un ralenti aux heures du repas de midi.
La puissance dissipée par la salle des serveurs (N16) a été évaluée à 200 W/m².
Comme ces serveurs sont utilisés pour les inscriptions, les données du site internet et
l’intranet du Lycée, ils fonctionnent jour et nuit tout au long de l’année sauf pendant
les vacances d’été du 15 juillet au 26 août.
 Scénario d’occultation
Pour le bâtiment N, un scénario d’occultation annuel a été créé afin de simuler le
masque solaire lié aux végétaux (rangée d’arbre) devant la façade Est. Trois scénarios
d’occultation ont été créés au préalable, un pour chaque saison et qui correspondrait à
l’occultation d’arbres { feuilles caduques (platanes).
Les taux d’occultation retenus sont les suivants :
 Hiver + 1 mois d’automne : 10% tout le temps
 1 mois d’automne : 50% tout le temps
 Printemps/été + 1 mois d’automne : 85% tout le temps
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8.2.2 Résultats de la STD : Bâtiment M17
Dans un premier temps, pour confirmer le modèle structurel des bâtiments ainsi
que les infiltrations, il a été choisi de faire un focus sur les vacances scolaires de la
toussaint. Durant cette période, du 23 octobre au 4 novembre, le chauffage a été coupé
et les apports internes n’existent pas (éclairage, informatique occupation).
Ainsi, seuls les échanges thermiques surfaciques, linéiques et par renouvellement d’air
font évoluer la température de l’air intérieur.
Figure 82 : Evolution de la température dans la salle M34 Bâtiment M17 lors des
vacances de toussaint
Il existe une nette similarité entre les deux évolutions des températures. En effet,
la dynamique de la simulation est proche de la dynamique réelle. Au vu de la
redescente en température après avoir atteint le pic de chaleur, qui est identique pour
la simulation et la réalité, on peut estimer que l’inertie du bâtiment modélisé est
bonne. De plus, la montée en température du bâtiment sans chauffage est bonne, ce
qui induit principalement que le type de vitrage et les infiltrations choisis sont bons.
Les résultats sont identiques pour la salle M31 où l’évolution des températures est
similaire pour la simulation et la réalité.
Ainsi, on considère que la modélisation de l’enveloppe et des infiltrations choisies pour
ce bâtiment est validée par les résultats obtenus.
Il convient maintenant de valider les scénarii, pour cela le calage s’effectue sur
une semaine standard de cours.
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Figure 83 : Evolution de la température dans la salle M34 du 21 au 27 novembre
Lors d’une semaine standard de cours, il existe une différence entre l’évolution de
la température simulée et la réalité. Cette différence se remarque principalement lors
de la montée en température du bâtiment. Lorsque le chauffage se remet en route, soit
à 5h, la température simulée remonte plus rapidement que dans la réalité. En
revanche, lors de la redescente en température, les courbes sont plus proches.
Le problème a été identifié comme venant de la simulation de la loi d’eau.
Pour confirmer le calage de la simulation, une comparaison des consommations
réelles et simulées est réalisée sur les mois de chauffe. Le logiciel TRNsys donnant les
besoins en chauffage du bâtiment, un rendement doit être appliqué pour passer en
consommation de chauffage.
Un rendement de chaudière a été choisi en fonction de son âge et un rendement de
réseau choisi en fonction des pertes en lignes. En effet, lorsque le bâtiment est chauffé
{ une température supérieure { 19°C, des pertes de calories inutiles dans l’ambiant
induisent un rendement de réseau de chauffage. Le rendement global de la chaudière
et du réseau de chauffage est estimé à 0,6.
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Figure 84 : Consommations de chauffage du bâtiment M17
L’évolution mensuelle des consommations données par simulation se rapproche
des consommations réelles du bâtiment, qui ont été calculées sur la moyenne des
consommations des années précédentes. De plus, les valeurs des consommations sont
du même ordre de grandeur. Seul le mois de mars a une estimation des
consommations par simulation différente des réelles. Ceci s’explique par l’existence
d’un ralenti de chauffage pendant les vacances d’hiver. Or en 2010, ces vacances ont eu
lieu à cheval sur le mois de février et de mars. Les simulations contiennent un scénario
de vacances scolaires basées sur le calendrier de 2010. Usuellement, les vacances
d’hiver se situent au mois de février et c’est ce facteur de variabilité des dates qui
provoque des consommations plus faibles en simulation par rapport à la moyenne
réelle de ce mois.
Au vu des résultats comparés entre réalité et simulations, on peut considérer que
la simulation de la structure des bâtiments et des différentes hypothèses (scénarii,
ventilation) est validée excepté celui de la régulation de la chaudière. On peut donc
admettre que la simulation est calée par rapport au bâtiment réel sachant que la
régulation changera avec les préconisations.
8.2.3 Résultats de la STD : Bâtiment N16
Contrairement au bâtiment précédent, un réduit de chauffage a été mis en place
dans le bâtiment N16 durant les vacances d’automne. L’impossibilité de simuler la
régulation du bâtiment par la loi d’eau, il a été choisi de caler le bâtiment N16 par ces
consommations mensuelles de chauffage.
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Figure 85 : Consommations de chauffage du bâtiment N16
La dynamique des consommations de la simulation est bonne. En effet, les
consommations par la simulation sont proches des consommations réelles, même si
elles sont supérieures pour les mois de novembre, décembre et janvier. Concernant le
mois de mars, comme pour le bâtiment M17, la différence s’explique une nouvelle fois
par les dates de vacances scolaires.
8.2.4 Résultats de la STD : CDI
Dans le CDI, les sondes de températures et d’hygrométrie ont été placées dans les
deux locaux les plus utilisés, la bibliothèque et la salle des professeurs. Ces donc sur ces
deux mesures que le modèle pourra être calé.
 Scénarii
 Scénarii de chauffage
L{ aussi la régulation du chauffage s’effectue par une loi d’eau. Un ralenti de nuit est
appliqué à la chaudière de 18h à 5h ainsi que les week-ends.
 Scénarii d’infiltration
Le bâtiment L date de moins de 15 ans, il est donc relativement récent. Les infiltrations
sont donc moins importantes que celles des bâtiments d’enseignement plus anciens.
De plus, les fenêtres ne peuvent être ouvertes, seules les portes d’entrée peuvent
amener de l’air neuf dues au passage des élèves et des enseignants. Le taux de
renouvellement d’air ainsi choisi est de 0,2 vol/h.
 Ventilation par Centrale de Traitement d’Air (CTA)
La CTA est pourvu d’un échangeur de chaleur. Au vu de l’année de construction du
bâtiment, un rendement de 60% a été admis pour l’échangeur. La ventilation est mise
en recyclage total la nuit, permettant de limiter les déperditions par renouvellement
d’air.
GROUPE 1
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3
Pièce
Débit (m /h)
CDI
Salle des Professeurs
salle de projection
1550
500
750
Tableau 32 : Débits de ventilation dans les locaux du bâtiment L12
 Scénarii d’occupation
Le CDI est le bâtiment où l’occupation est totalement aléatoire. Un scénario a été
réalisé par rapport { l’accueil possible dans ce bâtiment.
Pièce
CDI
Bureaux CPE
Salles de groupe
lundi, mardi, jeudi, vendredi
mercredi
Horaire
Nombre de personnes
8h-10h
5
5
10h-12h
30
20
12h-14h
20
0
14h-18h
30
0
8h-12h
10
10
12h-14h
15
0
14h-18h
10
0
8h-12h
1
0
14h-18h
1
1
10h-16h
2
1
Tableau 33 : Scénario d’occupation du bâtiment L12
 Scénarii d’apports internes par éclairage et équipements
Puissance dissipée par l’informatique : il a été constaté lors de la journée de mesure
que les ordinateurs restent allumés toute la journée et toute la nuit.
Puissance dissipée par l’éclairage : les lumières du bâtiment sont allumées à partir de
5h pour les femmes de ménage et coupé à 19h, lors de sa fermeture.
informatique
Eclairage
Pièce
CDI
Bureau CPE
CDI
Hall
Bureau CPE
Couloirs
Salle de groupes
Divers
Salle de projection
Sanitaires
Puissance (W/m2)
17
9
17
7
12
22
25
10
19
8
9
6
Surface (m2)
290
85
12
290
85
82
12
19
8
21
42
10
Tableau 34 : Scénario de puissance installée par éclairage et informatique dans le
bâtiment L12
GROUPE 1
44
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A l’instar du bâtiment N16, la régulation du CDI n’a pu être reproduite
parfaitement grâce { la simulation thermique dynamique. En effet, l’évolution de la
température intérieure dans les locaux où les sondes ont été posées semble palliative
mais sans jamais respecter les mêmes consignes de température. De plus, la pluralité
des systèmes employés ainsi qu’une occupation aléatoire, rajoute de la complexité de la
simulation pour ce bâtiment. Après de nombreux essais infructueux, comme le
bâtiment N16, il a été décidé de caler le CDI uniquement sur les consommations
mensuelles du bâtiment en comparant les consommations de la simulation et les
consommations réelles.
De plus, ce bâtiment datant de moins de quinze ans est relativement performant
thermiquement, donc peu de travaux de rénovation sont à prévoir dans ce domaine.
Néanmoins, la comparaison des consommations mensuelles est réalisée sur la période
de chauffe. Les préconisations concernant ce bâtiment s’attarderont plus sur les
problèmes d’éclairage et d’acoustique.
Figure 86 : Consommations de chauffage du CDI
On constate que les consommations simulées et réelles sont relativement
proches. Concernant le mois de mars, il semble avoir un comportement différent,
l’explication est similaire aux deux autres bâtiments, soit un décalage des vacances
scolaires à cheval sur les mois de février et de mars.
Au vu des résultats sortis des simulations thermiques dynamiques, il apparaît que
seul le bâtiment M17 est parfaitement calé avec la réalité. En effet, l’évolution de la
température lors d’une période de non chauffe colle parfaitement avec la réalité. Lors
d’une semaine standard de cours, l’évolution de la température sans être parfaite est
vraiment proche de l’évolution mesurée.
Ainsi, il a été choisi de réaliser les modifications les plus importantes et les solutions
techniques proposées sur ce bâtiment, pour avoir une vue précise sur les gains
engendrés au niveau des consommations. En effet, les deux bâtiments étant similaires,
GROUPE 1
45
21/01/2011
avec des consommations semblables, ainsi que des évolutions thermiques proches, les
gains engendrés par les solutions techniques pour le bâtiment M17 pourront être admis
comme similaires pour le bâtiment N16.
La simulation du bâtiment N16 étant calée sur les consommations mensuelles lors de la
période de chauffe, il a été choisi d’utiliser ce bâtiment pour connaître les ordres de
grandeur des gains que peuvent engendrer certaines solutions techniques sur
l’enveloppe du bâtiment.
Enfin, comme dit précédemment, le CDI est un bâtiment récent et ces
consommations en chauffage sont de 65 kWh/m2.an, ce qui en fait un bâtiment
relativement performant. Il a donc été choisi pour ce bâtiment de se concentrer
principalement sur les problèmes d’éclairage et d’acoustique rencontrés lors la journée
de mesure et relatés par les utilisateurs.
GROUPE 1
46
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9. PRECONISATIONS
Les analyses des mesures et les simulations permettent de proposer des
programmes de travaux cohérents.
Ces propositions ne portent que sur un bâtiment type M ou N, la similarité de ces
bâtiments autorise un traitement commun. D'autre part il a été considéré que le
bâtiment L, ne nécessite pas de rénovations thermiques particulières. Les
performances énergétiques étant satisfaisantes, on s'attache uniquement à quelques
modifications précisées dans les parties "Amélioration du confort Acoustique et
Visuel".
Le plan de ce chapitre se construit comme suit :
Préconisations simples à mettre en œuvre : Applicables à tous les bâtiments,
elles permettront d'améliorer le confort des usagers et de réduire les consommations
d’énergie.
Impact des différentes parties de l'enveloppe : Afin de cibler les
préconisations, il est important de connaitre les parties de l'enveloppe à privilégier en
fonction de leur influence sur les consommations du bâtiment. Cette étude a été
réalisée sur le bâtiment N, les conclusions tirées seront également valables pour le
bâtiment M.
Solutions proposées : En fonction des conclusions précédentes, on propose
quatre niveaux de solutions qui permettront la mise au norme du bâtiment, puis
l'amélioration du confort et de la performance énergétique.
Récapitulatif des préconisations : Il est mené une étude comparative entre les
différentes solutions et le bâtiment actuel.
Préconisations pour la nouvelle salle des professeurs : Les souhaits
concernant la nouvelle salle des professeurs, recueillis par l'analyse des questionnaires
ont permis de créer des propositions d’aménagement.
Amélioration du confort acoustique : Des préconisations palliant les points
faibles relevés en acoustique sont proposées.
Amélioration du confort visuel : Des préconisations palliant les points faibles
relevés en éclairage sont proposées.
GROUPE 1
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Figure 87 : Organigramme des préconisations
L'organigramme ci-dessus récapitule l'organisation du chapitre référant aux
préconisations définis précédemment.
GROUPE 1
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Par la suite, il est nécessaire de définir le cadre réglementaire dans lequel on
évolue. En effet, il existe un cadre réglementaire pour la rénovation des bâtiments
existants qui identifie des exigences de caractéristiques thermiques et de performances
énergétiques des équipements, ouvrages et systèmes installés ou remplacés.
La réglementation thermique des bâtiments existants s’applique aux bâtiments
résidentiels et tertiaires existants, { l’occasion de travaux de rénovation prévus par le
maître d’ouvrage. Suivant l’importance des travaux entrepris, la règlementation
appliquée est soit la « RT globale » soit la « RT élément par élément » :
Figure 88 : Explication de la provenance de la RT globale ou de la RT élément par élément
La valeur du bâtiment est basée sur l’Indice de Coût de Construction (ICC) donné
par l’Institut national de la statistique et des études économiques (INSEE).
ICC : Depuis 1954, l’ICC mesure tous les trois mois l’évolution du prix de
construction des bâtiments neufs { usage principal d’habitation en France
métropolitaine. Il est publié au Journal officiel vers le milieu du quatrième mois
suivant le trimestre sous revue. C’est grâce { cet indice que les prix des bâtiments ont
étés évalués. Au 09/01/2011 la valeur moyenne des quatre derniers trimestres était de
1513,00€/m².

Pour chacun des bâtiments M et N nous avons :
2.350 m² soit un prix du bâtiment évalué à environ 3,5 M€

Pour le Bâtiment L nous avons :
740,61 m² soit un prix du bâtiment évalué à environ 1.1 M€
L’Indice des Prix des travaux d’Entretien et d’Amélioration des logements (IPEA)
index BT pourra sera utilisé pour évaluer le prix des travaux.
GROUPE 1
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IPEA : C’est un indice trimestriel qui mesure l’évolution des prix hors taxes
pratiqués par les entreprises ou les artisans de la construction, pour leurs travaux
d’entretien et d’amélioration des logements { la fin du trimestre de constat. Il s’agit de
travaux effectués dans les logements existants en France métropolitaine et comportant
obligatoirement la pose et la fourniture de matériaux. Les index BT du bâtiment ne
tiennent compte, quant { eux, que de l’évolution des coûts supportés par les
entreprises ou les artisans (principalement salaires et matériaux).
A la fin du troisième trimestre 2010 cet indice est de (c’est un prix en euros au m²
hors taxes - €/m² HT) Tableau 35 :
IPEA
Maçonnerie, Béton armé, Carrelage
Peinture, Revêtement mural,
Revêtement de sol souple
Menuiserie de bois et de PVC
Génie climatique
Plomberie sanitaire
Couverture, Zinguerie
Électricité
Menuiserie métallique, Serrurerie
Plâtrerie
3e trim.
2010
100,3
100
2e trim.
2010
100,1
100
1er trim.
2010
100
100
100
99,8
100
99,9
100,5
100,4
100,7
100,4
101,2
100,3
99
100,2
100,1
100,2
100
100,5
100
99,5
100
100
100
100
100
100
100
100,2
100,2
100,3
100,1
100,6
100,1
99,5
Moyenne
100,1
100,0
Tableau 35 : Indice IPEA année 2010
GROUPE 1
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9.1 Préconisations simple à mettre en œuvre
Pour améliorer les performances énergétiques des bâtiments ainsi que le confort des
usagers, des préconisations simples et ne nécessitant pas un investissement importants
sont possibles.

Réduction des consommations d’électricité liées à la bureautique
Mise en veille des ordinateurs : Lors de la journée de mesure du 1er décembre
2010, il s’est avéré que de nombreux ordinateurs étaient allumés alors qu’il n’y avait
aucun cours dans les bâtiments. Cela engendre des consommations d’énergies inutiles
qui pourraient être évitées. Une configuration de l’ensemble des ordinateurs (unité
centrale et écran) pour qu’ils se mettent en veille ou s’éteignent après un temps
d’inactivité est indispensable. Les consommations de bureautique seraient ainsi
significativement réduites. L'université italienne Il Politecnico vient de rendre une
étude sur la consommation des appareils informatiques et électroniques domestiques.
Cette étude explique que laisser un ordinateur en mode veille pendant 24h/24 peut
alourdir la facture électrique de 130 euros / an / machine.
Remplacement des équipements de bureautique : Une réflexion doit
également être portée sur l’aspect énergétique des équipements lors de leur
changement. Par exemple, lors du remplacement d’un ordinateur, il serait intéressant
de choisir un ordinateur portable. En effet, d’un point de vue énergétique un
ordinateur portable consomme beaucoup moins d’énergie. Pour comparaison
l’alimentation d’un pc fixe est d’environ 350-400W tandis que celle d’un ordinateur
portable est d’environ 80W. Sur une année et compte tenu du nombre important de
poste au sein des bâtiments, l’investissement peut s’avérer rentable. Toutefois, cette
solution doit être accompagnée de système de sécurisation contre le vol.

Cadre des menuiseries plus étanches à l’air
Il est également important de porter une attention particulière aux menuiseries.
L’ensemble des joints ne sont plus étanches et laissent entrer de l’air froid { l’intérieur
des salles. Une réfection de l’ensemble des joints des menuiseries permettrait
d’améliorer l’étanchéité { l’air du bâtiment et donc de réduire les consommations de
chauffage.

Renouvellement d’air hygiénique
Un nettoyage des grilles d’entrées d’air au-dessus des menuiseries est également
indispensable pour assurer un renouvellement d’air suffisant dans les salles et
également pour assurer une bonne qualité hygiénique de l’air. La qualité de l’air ainsi
que le confort olfactif en sera grandement amélioré.

Entretien et modification de la robinetterie
GROUPE 1
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Mousseurs : Pour limiter la consommation d’eau,
l’installation de réducteurs de débit est une solution
efficace ne nécessitant pas un lourd investissement. Un
robinet standard débite au minimum 12 l/min sous une
pression de 3 bars. Les mousseurs hydroéconomes
permettent de réduire ce débit de 30 à 70 % (débit de 4
et 8 litres/minute) sans perte de confort. Chaque mètre
cube d’eau chaude économisé, c’est près de 4 €
d’économie. Le prix d’un mousseur hydroéconome est
inférieur { 10€.
Figure 89 Mousseur
hydroéconome
Joints et étanchéité : Le changement des joints abîmés et une inspection
attentive des fuites (robinetterie, tuyauterie) sont également préconisé pour réaliser
des économies d’eau en limitant les fuites et ceci pour un coût très réduit.

Réduction des nuisances sonores
Une communication efficace est essentielle sur le lieu de travail, qu’il s’agisse
d’une usine, d’un chantier, d’un centre d’appels ou d’une école. Une bonne
communication orale nécessite un volume vocal au niveau de l’oreille de l’auditeur
dépassant d’au moins 10 dB le niveau du bruit ambiant. Dans le cadre de cet audit un
bruit ambiant contraindra les enseignants à élever la voix, ce qui entraîne des
problèmes vocaux (extinction de voix). Des recommandations simples permettent de
réduire le bruit ambiant. L’emploi de patins anti-dérapant au niveau du pied des
chaises dans les salles de cours est une solution peu couteuse pour améliorer le confort
acoustique pendant les interclasses. Une sonnerie agréable pour annoncer la fin du
cours bonifiera le confort des usagers dans le bâtiment.

Qualité de l’air
L’ajout de plantes dans les classes régulera l’hygrométrie
dans les salles et apportera un surplus d’humidité pendant les
périodes chaudes. Elles peuvent également servir de « brise
soleil ». Les Plantes Vertes permettent également d’améliorer la
qualité de l’air ambiant en éliminant de nombreux polluants
nocifs pour la santé. De plus la qualité de vie dans les salles sera
grandement améliorée. Il est donc préconisé d’installer ces
plantes dans les bureaux, les salles de classes et les espaces
commun comme la cafétéria.

Calorifugeage et mesure
Figure 90 Exemple de
plante verte
Calorifugeage des réseaux : Pour limiter les pertes d’énergies au niveau des
équipements un calorifugeage des conduites dans les locaux non chauffés doit être
réalisé et ne nécessite pas un grand investissement.
GROUPE 1
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Compteur d’énergie : Le remplacement des compteurs d’énergies défaillants
(électrique, gaz, eau) par des plus performants peut également permettre un meilleur
contrôle des dépenses énergétiques et donc engendrer une meilleure régulation des
équipements.

Sensibilisation des usagers :
Le comportement des usagers influe grandement sur les consommations d’un
bâtiment (énergie thermique, électrique et consommation d’eau). Une sensibilisation
des usagers des bâtiments pourrait réduire grandement la dépense énergétique.
Eteindre les ordinateurs inutilisés, réduire l’éclairage artificiel quand l’éclairage naturel
est suffisant sont des exemples de petites actions qui mises bout à bout réduisent les
consommations énergétiques. Une majeure partie de la population française n’est pas
sensibilisé à ces petites économies. Une prise de conscience collective des usagers est
donc nécessaire pour que les consommations inutiles soient réduites.
GROUPE 1
53
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9.2 Impact des différentes parties de l’enveloppe
Sur les bâtiments M et N existants, aucune isolation n’est en place sur
l’enveloppe, { l’exception du plancher haut où il existe une fine épaisseur de
polystyrène. Ces bâtiments sont donc des vrais passoirs énergétiques. L’un des moyens
facile et classique de limiter les déperditions des bâtiments est l’isolation. Il a donc été
choisi de réaliser une étude sur l’impact de l’isolation des différents éléments de
l’enveloppe. En effet, une étude sur l’enveloppe permet de mesurer l’impact que les
différentes solutions existantes ont sur les besoins de chauffage des bâtiments.
Cette étude est réalisée sur le bâtiment N16. Les constats tirés des simulations
pour ce bâtiment pourront être retenus pour le bâtiment M17 du fait de leur grande
similarité.
Le bâtiment N16 à actuellement des consommations de chauffage de 122
kWh/m2.an.
Pour chaque type d’isolation (mur pignon, allège+lintaux,…), une étude sur
l’épaisseur optimale d’isolant { mettre en place est effectuée.
Un temps de retour sur l’investissement sera calculé pour chaque solution. Ce
temps de retour est calculé en prenant en compte une augmentation de 5% du prix de
l’énergie chaque année. En effet, sur les deux dernières années, soit en 2009 et 2010,
l’augmentation du prix du gaz a été de 5% chaque année. L’énergie utilisée par le lycée
Bellevue pour le chauffage des bâtiments M et N est le gaz. Le prix du gaz en janvier
2011 est de 4,169 centimes/kWh HT.
Pour rappel, la consommation annuelle moyenne du bâtiment N16 est de 120
kWh/m2.an.
9.2.1 Isolation des murs pignons
La solution technique la plus simple { mettre en œuvre est l’isolation des murs
pignons. En effet, l’isolation se fait sur la quasi-totalité du mur du fait du nombre peu
élevé de vitrage et la surface est plane.
Figure 91 : Evolution des besoins du bâtiment N16
GROUPE 1
54
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en fonction de l’épaisseur d’isolant sur le mur pignon
L’évolution des besoins en fonction de l’épaisseur de l’isolation sur les murs pignons
n’est pas linéaire. La diminution des besoins se stabilise arrivée { une certaine valeur
d’isolant. Il convient donc de se limiter { 10 cm d’isolant, car pour une épaisseur
supérieure, le gain n’est plus assez conséquent.
Pour cette valeur d’isolation des murs pignons, les besoins du bâtiment sont de 110
kWh/m2.an. Ceci représente un gain de 10 kWh/m2.an par rapport au bâtiment actuel,
alors que la surface des murs pignons représente 23% de la surface totales des murs du
bâtiment.

Coût de l’investissement
o Surface à isoler : 425 m2
o Prix du m2 (pose et main d’œuvre) : 150 €
o Investissement : 45 000€ - 55 000 €
9.2.2 Isolation des allèges et linteaux des murs extérieurs
Les résistances thermiques des murs existants ainsi que les garde-fous de la RT
existante élément par élément à respecter sont :
R (m².K/W)
Valeur de l'existant
Valeur de référence RT 2005
0,34
2,3
Tableau 36 : Tableau des Résistances thermiques des murs extérieurs
Les murs étant très peu isolés, il est nécessaire d’augmenter considérablement
leur résistance thermique.
Le système d’isolation par l’intérieur présente trop de contraintes :
- Nécessité de déplacer les radiateurs et le réseau de chauffage
- Travaux { l’intérieur du bâtiment qui prennent trop de temps pour un bâtiment
tertiaire tel qu’un lycée
- Plus de complications pour faire d’autres travaux en même temps dans les salles
- Perte de surfaces exploitables dans les différentes pièces
- Pas de préservation de l’inertie du bâtiment indispensable au confort d’été
Il a donc été choisi une isolation par l’extérieur car ses avantages sont multiples :
- Permet d’avoir en même temps un ravalement de façade qui est nécessaire
- Les ponts thermiques peuvent être réduits
- L’inertie thermique existante est préservée
- Les radiateurs peuvent être conservés
- Possibilité de faire les travaux d’isolation sur les façades extérieures même si les
locaux sont occupés par des élèves ou pour des travaux
GROUPE 1
55
21/01/2011

Solution adoptée
On met en place une isolation extérieure au niveau de l’allège des
fenêtres et au niveau de la partie supérieure en bois (cf Figure 93Erreur ! Source du
renvoi introuvable.). Des ouvertures sont prévues pour les entrées d’air au dessus du
linteau, il sera donc nécessaire de prévoir ce détail de mise en œuvre en amont.
Figure 93 : Schématisation de la solution
d'isolation des murs retenue - Vue en
coupe
d'isolation des murs retenue
Matériaux courants : De la laine de verre, de roche ou du polystyrène expansé ou
extrudé pourra être utilisés. Ces matériaux d’isolation pourront être recouverts de
bardages ou bien enduits. Voici les différentes solutions de mise en œuvre :
Figure 94 - Polystyrène avec bardage
GROUPE 1
Figure 95 - Polystyrène enduit
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Figure 96- Laine minérale avec bardage
Figure 97 - Laine minérale enduite
Matériaux à impact environnemental réduit : Il est possible de choisir une isolation
ayant un impact sur l’environnement et un impact sanitaire faible. Les matériaux
utilisés en isolation peuvent être de la fibre de bois, du liège, de la ouate de cellulose.
Les deux premiers peuvent être bardés ou enduits comme on peut le voir ci-dessous ;
la ouate peut, quant { elle, être mise en œuvre derrière un bardage.
Si on choisi de recouvrir l’isolant par un enduit extérieur, tout impact et
projection de ballon ou autre, entrainerait une dégradation de l’enduit et donc une
diminution de la protection de l’isolant. Il serait donc intéressant de mettre un bardage
jusqu’{ une hauteur de 3 mètres et au-delà un enduit peu être envisager.
Figure 98 - Fibre de bois
GROUPE 1
Figure 99 - Fibre de bois avec contrelattage
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Afin de déterminer l’épaisseur optimale d’isolant sur les allèges et les linteaux, le
graphe suivant est utilisé :
Figure 100 : Evolution des besoins en fonction de l’épaisseur d’isolant sur les allèges et
linteaux
Comme pour l’isolation des pignons, les besoins du bâtiment se stabilisent pour une
valeur d’isolant. Il n’est plus nécessaire d’isoler les allèges et linteaux au del{ de 12 cm
pour réduire de manière significative les besoins.
Matériau choisi : Fibre de bois, épaisseur = 12 cm,  = 0,042 W/m.K, R = 2.86 m².K/W
La simulation de cette préconisation donne le résultat suivant :

Consommations du bâtiment : 87 kWh/m2.an

9.2.3 Isolation des murs : pignons et murs NE et SO
Une combinaison des deux solutions précédentes, c’est { dire isolation des murs
pignons, des allèges et des linteaux, permet de réduire les déperditions et donc les
consommations de manière plus significative.

GROUPE 1
58
21/01/2011
On en déduit :

o Surface à isoler : 1 775 m2
o Investissement : 250 000 – 270 000 €
La combinaison de ces deux solutions permet effectivement de réduire de
manière plus significative les consommations mais augmente le temps de retour sur
investissement.
9.2.4 Isolation des murs pignons, des murs NE, SO et des
poteaux-poutres
Les solutions précédentes entraînent une diminution locale de la résistance
thermique au niveau des poteaux et des poutres. Dans cette préconisation, les murs
extérieurs sont donc entièrement isolés y compris la structure apparente afin de
remédier à ce problème.
d'isolation des murs retenue
d'isolation des murs retenue - Vue en
coupe

On en déduit :

o Surface à isoler : 1 775 + 870 (poteaux + poutres) = 2645 m2
Le gain engendré par l’isolation des poteaux-poutres par rapport à la solution
technique précédente n’est que de 10 kWh/m2.an. Or, l’isolation d’une telle structure
est imposante. En effet, pour chaque mètre linéaire de poteaux ou de poutre, une
surface de 1,3m2 d’isolant doit être mise en place, ce qui représente une surface totale
GROUPE 1
59
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non négligeable de 870m2. L’isolation des poteaux-poutres n’est pas un investissement
économique viable.
9.2.5 Plancher bas
Les résistances thermiques du plancher bas existant ainsi que les garde-fous de la RT
R (m².K/W)
0.11
2
Tableau 37 : Tableau des Résistances thermiques du plancher bas
Le plancher bas est sur un vide sanitaire peu voire pas isolé du tout dans
certaines parties, il est donc nécessaire de mettre en place une isolation qui permettra
de respecter cette valeur de référence.
d (cm)
0<d<30
d>30
épaisseur de mur (cm)
20
25
30
0,7
0,75
0,8
0,6
0,65
0,7
Tableau 38 : Valeurs des ponts thermiques du
plancher bas
Figure 103 : plancher bas en béton plein
isolé en sous-face

Solution adoptée
Dans les bâtiments M17 et N16, les épaisseurs de murs extérieurs sont de 25 cm,
en isolant le plancher bas en sous face (dans le vide sanitaire) et descendant l’isolant
extérieur jusqu’{ 30cm maximum en dessous de la dalle, on diminue fortement le pont
thermique. (= 0,65 W/(m.K))
Le système d’isolation qui permet d’atteindre une telle exigence est le suivant (cf.
figure ci-dessus) :
- Descente de l’isolant extérieur jusqu’{ 15 cm du sol
- Isolant sous dalle
Le vide sanitaire n’étant pas enterré il sera facile de descendre l’isolant comme
sur le schéma ci-dessus. Seule une des façades n’est pas accessible sans creuser le sol
bétonné.
GROUPE 1
60
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En isolation extérieure des murs il est nécessaire d’arrêter l’isolant { une hauteur
de 15cm par rapport au sol afin d’éviter d’éventuelles remontées d’eau qui pourrait
détériorer l’isolant.
Solution classique : De la laine de minérale pourra être utilisée et collée en sous face de
la dalle.
Solution plus écologique : fibre de bois d’épaisseur ou panneau de liège type
Thermoliège.
La courbe suivante représente l’évolution des besoins de chauffage en fonction de
l’épaisseur de l’isolant mise pour le plancher :
Figure 104 : Evolution des besoins en fonction de l'épaisseur d'isolant
sur plancher bas
Matériau choisi : Polystyrène expansé, épaisseur = 8cm,  = 0,038 W/m.K,
R = 2.11 m².K/W

On en déduit :

GROUPE 1
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9.2.6 Toiture terrasse
Les résistances thermiques du plancher haut existant ainsi que les garde-fous de la RT
R (m².K/W)
0.09
2,5
Tableau 39 : Tableau des Résistances thermiques de la toiture terrasse
La toiture est isolée de 7 cm de polystyrène, mais ceci n’est pas suffisant pour un
poste qui est généralement l’un des plus déperditifs.

Solution adoptée
On pourra mettre en place une isolation extérieure par-dessus l’étanchéité
existante. Cette isolation devra être complétée d’une étanchéité afin d’éviter les
infiltrations. Enfin, si l’isolant n’est pas solidaire de la structure, on mettra en place une
couche de graviers de lestage.
Figure 105 - Schéma de principe de rénovation de
la toiture terrasse
Figure 106 - Photographie d'une
rénovation de toiture terrasse
 Propriétés des matériaux mis en place
Solution classique : De la laine de roche, du polystyrène expansé ou bien du
polystyrène extrudé pourront être utilisés. Ces matériaux d’isolation seront recouverts
d’une étanchéité bitumineuse.
Solution à impact environnemental réduit : Il sera également possible d’utiliser la même
mise en œuvre avec des isolants plus écologiques comme le liège, la fibre de bois
rigide, de la fibre de cellulose sous forme de panneaux rigides.
Quant { l’étanchéité de la toiture terrasse, il est aussi possible d’utiliser une bâche
EPDM, membrane à faible impact environnemental, avec une excellente durabilité
dans le temps.
La courbe suivante représente l’évolution des besoins de chauffage en fonction de
l’épaisseur de l’isolant mise pour le plancher :
GROUPE 1
62
21/01/2011
Figure 107 : Evolution des consommations en fonction de
l’épaisseur d’isolant sur le plancher haut
Matériau choisi : Rajout de polystyrène, épaisseur = 8 cm,  = 0,038 W/m.K,
R = 2.1 m².K/W
Cette solution permettrait d’avoir une épaisseur cumulée d’isolant de 15 cm.


Contrairement aux préconisations précédentes, celle ci impose un temps de retour sur
investissement très important. En effet, un isolant en toiture est déjà en place, ainsi le
rajout d’isolant influe moins sur les besoins que les autres parois du bâtiment. Cette
préconisation est une de celles qui apportera le moins de bénéfice énergétique et
économique.
9.2.7 Menuiseries
Uw (W/m².K)
5,88
2,1
Tableau 40 : Tableau des coefficients de transmission du vitrage et de la menuiserie
Les menuiseries sont clairement trop déperditives. De plus, elles provoquent des
sensations d’inconfort important, le simple vitrage et le cadre en acier sont très
GROUPE 1
63
21/01/2011
déperditifs, et du fait de leur mauvais état provoque des infiltrations désagréables et
couteuses en énergie. Il est donc fortement recommandé de changer les fenêtres.
 Solution adoptée
Nous choisissons des fenêtres double
vitrage avec un cadre en PVC. Le
double vitrage améliorera le confort et
les déperditions. Le cadre PVC est
plus isolant que l’acier et l’aluminium.
Il permettra également d’avoir un
entretien réduit et une meilleure
étanchéité comparé aux cadres en
bois. De plus, ces vitrages seront
recouverts d’un film peu émissif et
entre les deux vitrages, on aura une
lame d’argon.
Figure 108 - Schématisation de
l'insertion de la nouvelle fenêtre et
réduction le pont thermique
Afin de réduire le pont
thermique entre le dormant de la
fenêtre et la paroi, la menuiserie est insérée entre l’isolant du haut et du bas. On
déconstruira les vitrages existants et de nouveaux seront installés.

Propriétés des matériaux mis en place
Il est aujourd’hui commun d’utiliser des vitrages { isolation renforcée, c’est
pourquoi nous avons choisi des menuiseries de type Climaplus de St Gobain, 4/16/4, à
faible émissivité avec remplissage argon ou équivalent. Le facteur solaire est de 0.71. Le
cadre est en PVC. Le coefficient de transmission du vitrage et de la menuiserie est :
Uw = 1.9 W/m².K

Cette forte baisse est non seulement due aux performances des vitrages et des
menuiseries mais également au fait qu’en changeant fenêtre on réduit très fortement
les infiltrations et donc les déperditions et par conséquent les consommations.

9.2.8 Tout + menuiseries
GROUPE 1
64
21/01/2011


Coût de l’investissement – Murs pignons, Allèges + Linteaux, Fenêtres, Planchers
haut et bas :
La figure suivante permet de visualiser que les économies qui seront réalisé avec
ces préconisations augmenteront de manière exponentielle au cours des années :
Remarque importante
Il est important de remarquer que cette préconisation ne peut s’appliquer sans la
mise en place d’une ventilation mécanique contrôlée (VMC). En effet, ces
préconisations réduisent énormément les infiltrations ce qui pose des problèmes
hygiénique quant { la qualité de l’air intérieur. Une autre solution serait la ventilation
naturelle par ouverture des fenêtres mais cette solution dégraderait fortement les
performances énergétique du bâtiment et le confort des occupants lors des périodes
froide. Seule une VMC serait capable de résoudre ces problèmes.
9.2.9 Récapitulatif
R de l'existant
(m².K/W)
R de la référence
RT 2005
(m².K/W)
R utilisée
dans la
simulation
consommations
(kWh/m2.an)
Isolation murs pignons
0,34
2,3
2,86
110
Isolation allèges et linteaux
0,34
2,3
2,86
87
Isolation murs pignons +
allèges et linteaux
0,34
2,3
2,86
82
Isolation allèges et linteaux +
murs pignons + ponts
thermiques
0,34
2,3
2,86
72
Isolation Plancher bas
0,11
2
2,11
102
Isolation toiture terrasse
0,09
2,5
2,1
118
Changement des menuiseries
Uw = 5,88
W/m2.K
Uw = 2,1 W/m2.K
Uw = 1,9
W/m2.K
80
Isolation Plancher haut +
plancher bas + murs + ponts
thermiques + menuiseries
-
-
-
30
Tableau 41 : Comparatif des consommations de chauffage selon les solutions techniques
GROUPE 1
65
21/01/2011
Figure 109 : Comparatif des gains sur les consommations de chauffage selon les solutions
techniques
La Figure 109 permet de visualiser clairement les impacts sur la consommation
énergétique de chaque préconisation. Il apparaît clairement que certaines
préconisations comme l’isolation par l’extérieur des allèges et des linteaux ainsi que le
changement des menuiseries sont indispensables { mettre en œuvre. Effectivement,
elles permettent les plus grands gains en termes d’économie sur consommations de
chauffage. L’isolation du plancher bas, de la toiture terrasse et des murs pignons est la
moins prépondérante quant aux diminutions des déperditions du bâtiment.
Il est à noter que le changement des menuiseries influera plus sur le taux de
perméabilité { l’air du bâtiment que sur les déperditions. En empêchant l’air extérieur
de pénétrer dans le bâtiment les déperditions seront sensiblement réduites.
GROUPE 1
66
21/01/2011
9.3 Solutions proposées
9.3.1 Mise aux normes, température de confort et ventilation
La journée de mesure ainsi que les questionnaires ont permis de mettre en
évidence la non-conformité des bâtiments concernant les températures et la
ventilation. Les normes de confort préconisent une température d’au moins 19°C dans
les salles de cours et le règlement sanitaire départemental de Haute Garonne un
renouvellement d’air minimal 18m3/h par occupant.
Ces conditions n’étant pas respectées, il est nécessaire de mettre en conformité ces
paramètres essentiels.

Température de consigne
La base réglementaire implique une température minimale de 19°C dans chaque
pièce et la mise en place d’une ventilation réglementaire. Le fait d’imposer une
température de 19°C augmentera fortement les consommations énergétiques mais
cette mise aux normes est nécessaire et permettra d’obtenir de meilleures conditions
de travail.
Pour cela, une restructuration des espaces permettra de compenser les déperditions de
certaines zones grâce aux importants apports internes des équipements.
Les salles informatiques pourront être alors déplacées du coté de la façade Nord
et au dernier étage. Il faudra donc prévoir toutes les prises électriques et réseaux
informatiques nécessaires dans les nouvelles salles informatiques. On pourra conserver
les prises dans les anciennes salles.
Cette nouvelle disposition permettra de mettre en place des systèmes de
ventilation spécifiques pour les salles informatiques et également de compenser les
déperditions des zones bénéficiant de moins d’apports solaires (façade Nord-est). Cette
préconisation permettra de faire des économies sur les consommations énergétiques.

Ventilation
Après traitement des donnés (questionnaires et sondes) de la journée de mesure,
on remarque que les plaintes concernant la qualité de l’air intérieur sont nombreuse.
En effet, nombreuses sont les personnes qui disent être gênées par de fortes odeurs
corporelles, une odeur de renfermé ou un taux d’humidité trop important dans les
salles de cours.
Lors de la journée de mesure on a remarqué à plusieurs reprises que des fenêtres
étaient et restaient ouvertes afin d’adhérer et de ventiler les salles de cours que ce soit
{ l’inter classe ou { la fin du cours.
Si l'humidité est trop importante les effets nuisibles suivants apparaissent :
- Condensation
- Confort moindre : Sensation de moiteur (souvent retrouvé dans les
questionnaires)
GROUPE 1
67
21/01/2011
Hygiène : Risque de prolifération de germes et moisissures
-
Afin d’améliorer le confort olfactif et par conséquent obtenir une meilleur qualité
de l’air, on préconise dans la mise en conformité, la mise en place d’une ventilation
simple flux qui aura pour but d’assurer un taux de renouvellement d’air suffisant dans
les salles de cours.
On améliorera ainsi le confort des usagers et on procèdera de même dans les bureaux
et les sanitaires.
Dans ce cas, on préconise la mise en place d’un caisson d’extraction avec des bouches
d’extraction dans chacune des salles de cours.
Dans le cas présent, la mise en place d’une ventilation n’est pas obligatoire.
Cependant, la mise en place d’une VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) simple flux
est préconisée. La VMC engendrera une importante augmentation de la consommation
électrique et des déperditions dues { l’air neuf, non préchauffé, insufflé en grande
quantité dans les pièces. Néanmoins, cette ventilation permettra de réduire très
sensiblement les problèmes de qualité de l’air mis en avant par l’analyse des
questionnaires. Et également de limiter les risques hygiéniques. Le confort des
occupants sera ainsi améliorer.
Les débits réglementaires de ventilation sont les suivants :
Débit
(m3/h par
occupants)
Type de
pièce
Salle
cours
Bureaux
WC
Cafétéria
Divers

de
Les débits dans chaque classe seront modulés en
fonction du nombre d’occupants maximum que peut
accueillir la salle. En effet, certaines salles peuvent
accueillir 19 personnes et d’autres plus cela influe sur le
dimensionnement de la ventilation.
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Commentaires
Naturelle, infiltration par les menuiseries
Tableau 42 : Tableau des débits par types de salles
Systèmes de production
Afin d'améliorer le confort intérieur des locaux, on se propose ici de procéder à
une division des réseaux sur chacun des bâtiments M et N. En effet les campagnes de
mesures ont révélé une dissymétrie des températures selon les façades. Pour y
remédier on peut alors effectuer une régulation par façade, ainsi le réseau distribuant
les locaux de la façade Nord-est sera indépendant du réseau alimentant la façade Sudouest (Figure 110).
GROUPE 1
68
21/01/2011
Figure 110 : Schéma de principe de la chaufferie existante (gauche) et de la chaufferie avec
nouvelle régulation (droite)
Les schémas de principe ci-dessus mettent en évidence la modification apportée.
Par rapport à l'existant on ajoute une vanne 3 voies, et deux pompes en parallèle (une
fonctionne pendant que l’autre assure le secours en cas de panne) afin de réguler
séparément les deux réseaux (façade Nord-est et façade Sud-ouest).
Un travail d'équilibrage sera alors nécessaire sur l'ensemble des émetteurs, une
manipulation simple qui ne s'effectue qu'à la mise en service.
Il est important de noter que cette modification améliore nettement le confort
dans les bâtiments tout en ayant un faible impact sur les consommations (ajout d’une
pompe mais meilleure régulation).

Désenfumage
Les bâtiments M et N sont des bâtiments d’enseignement et sont donc considérés
comme des établissements recevant du public. Ils sont soumis à une réglementation
particulière concernant la sécurité incendie. Etant donné la catégorie ERP du lycée,
soit de type R en 3ème catégorie, un système de désenfumage est obligatoire dans les
circulations de plus de 30m de long.
Un système de désenfumage est un système de ventilation permettant
l’évacuation rapide des fumées lors du déclenchement d’un incendie dans le bâtiment.
Il fonctionne de la manière suivante : lorsqu’un départ de feu est détecté soit par une
personne qui déclenche l’alarme, soit par la machine (détecteur de fumée), les portes
coupe-feu se referment pour condamner la zone où le feu agit. Après un temps de
temporisation, les volets de désenfumage s’ouvrent pour permettre l’insufflation et
l’extraction des débits d’air réglementaire dans les zones { désenfumer.
Dans les deux bâtiments M et N, toutes les circulations dépassent les 30 m de
long exceptés les rez-de-chaussée. Il est donc indispensable de mettre en œuvre un
GROUPE 1
69
21/01/2011
système de désenfumage dans les étages de ces bâtiments. En effet, les seuls systèmes
de désenfumage présent sont situés dans les cages d’escalier.
Dans chaque circulation, un débit d’air neuf doit être insufflé et un autre débit
extrait. Le débit d’insufflation doit être égal { 0,6 fois le débit d’extraction, ceci pour
mettre les zones de désenfumage en dépression et empêcher les fumées de migrer dans
les zones pouvant être occupées, telles que les salles de classe. Ces débits dépendent
des UP (unités de passage) de la circulation. Les débits d’air { appliquer { chaque
circulation sont les suivants :
Bâtiment
Etage
1
M
2
3
1
N
2
3
numéro
couloirs
Couloirs 15
Circulation 16
Circulation 14
Couloirs 15
Circulation 13
Couloirs 14
Circulation 17
Couloirs 1
Circulation 4
Circulation 3
Circulation 5
Circulation 6
Circulation 7
Circulation 5
Largeur
moyenne (m)
2,0
2,0
1,7
2,1
1,7
2,1
2,0
1,7
1,5
3,1
1,8
1,5
2,7
1,5
UP
3
3
3
3
3
3
3
3
2
5
3
2
4
2
Débit extrait
(m3/h)
5400
5400
5400
5400
5400
5400
5400
5400
3600
10800
5400
3600
7200
3600
Débit d’insufflation
(m3/h)
3240
3240
3240
3240
3240
3240
3240
3240
2160
6480
3240
2160
4320
2160
Tableau 43 : Débits d'extraction et d'insuflation à appliquer dans les circulations en
fonction de l’UP
Les bouches d’insufflation et d’extraction d’air doivent être placées dans les
circulations suivant la réglementation incendie en vigueur : « Arrêté du 4 juin 1982,
section V-désenfumage ».
Un système complet de désenfumage est composé des éléments suivants :
- Détecteurs d’incendie
- Portes coupe feu résistantes de 1 à 2 heures
- Volets de désenfumage résistants au feu de 1 à 2 heures
- Gaines entourées de 3 cm d’isolant au feu reliant les volets de désenfumage sur
une même colonne (soit extraction, soit insufflation)
- Caissons d’insufflation ou d’extraction d’air
Les volets de désenfumage situés dans les zones ciblées pour le désenfumage doivent
respecter certaines règles :
- La distance VB-VH ne doit pas excéder les 15m dans une circulation rectiligne.
- La distance VB-VH ne doit pas excéder les 10m dans une circulation non
rectiligne.
GROUPE 1
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21/01/2011
- Toute porte d’un local accessible au public non située entre une VB et une VH
doit être distante d’au moins 5m de l’un des volets de désenfumage.
Figure 111: Distance maximale réglementaire des volets de désenfumage
- La distance entre le plancher bas et la partie supérieure de la VB ne doit pas
excéder le mètre.
- La distance entre le plancher bas et la partie inférieure de la VH doit être au
moins de 1m80.
Figure 112: Hauteur réglementaire d'installation des bouches
Les réseaux :
Le réseau de gaines pour le désenfumage doit être séparé du réseau de
ventilation. En effet, les réseaux doivent être certifiés pour la lutte anti-incendie. De
plus, dans une même zone, chaque volet de désenfumage doit être relié à une gaine
unique, comme indiqué dans le schéma de principe suivant :
GROUPE 1
71
21/01/2011
Figure 113 : Schéma de principe de la disposition des gaines de désenfumage
Le système de désenfumage est un point important de la remise aux normes des
bâtiments d’enseignement du lycée Bellevue.

Résultats de la simulation
Pour rappel, les consommations du bâtiment M17 actuel sont de 122 kWh/m2.an.
A partir de la simulation thermique dynamique du bâtiment qui a permis de
déterminer cette consommation, un scénario de ventilation simple flux et une
température de confort sont appliqués. L’influence de ces scénarii sur les
consommations de chauffage sera donnée dans la suite de l’audit.
Scénario de ventilation (Tableau 44) :
journée (7h-18h)
nocturne (18h-7h)
Un ralenti de débit nocturne est mis en
place pour limiter les déperditions.
Débit (vol/h)
2
0,5
Tableau 44 : Sénario des débits en fonction
des heures
Scénario température de confort à 19°C :
Les consommations de chauffage passent alors à 218 kWh/m2.an. Cette forte
augmentation est principalement due à la mise en place de la ventilation simple flux
(pour 80% et { l’augmentation de la température (pour 20%).
Une fois le bâtiment existant mis aux normes de température (19°C) et de débits
hygiéniques règlementaires, on obtient alors de nouvelles consommations.
Consommation du bâtiment existant mis aux normes de température
et de débits de ventilation : 218 kWh/m².an
GROUPE 1
72
21/01/2011
La consommation du bâtiment existant étant 122 kWh/m².an, on a donc une
consommation de 96 kWh/m².an. On se rend compte que la consommation
énergétique du bâtiment est fortement augmentée, proche du double. Cette
surconsommation s’explique par une grande quantité d’’air neuf introduite par la
ventilation en simple flux. Afin de réduire les pertes par la ventilation il est possible de
mettre en place un système de ventilation double flux.
GROUPE 1
73
21/01/2011
9.3.2 Solution 1 = VMC double flux, Fenêtres
Dans la solution 1, on se propose d’étudier l’impact de la mise en place d’une
ventilation double flux sur les besoins du bâtiment.
Ventilation double flux
Dans cette proposition, on préconise la mise en place d’une Centrale de
Traitement d’air (CTA) double flux avec un échangeur rotatif.
Le principe de ce système est de récupérer l’énergie de l’air extrait afin de
réchauffer l’air neuf et donc de diminuer la facture énergétique. L’avantage de
l’échangeur rotatif par rapport { un système { plaque classique est de pouvoir gérer la
quantité d’énergie récupérée sur l’air extrait et de permettre d’avoir un by-pass de
l’échangeur sans augmenter l’encombrement. Dans cette préconisation, on propose de
ne pas réchauffer l’air après l’échangeur ce qui permet d’avoir une régulation simplifié
et de limiter les coûts d’investissement.
Concernant la régulation de ce système, on prévoit de mettre sur le réseau de
soufflage et d’extraction de chaque salle un régulateur de débit (constant) afin de
pouvoir régler lors de la mise en service le débit d’air neuf de la salle en fonction du
nombre d’occupants. Nous reprendrons la même méthode de calcul que celle vue dans
la solution précédente afin de calculer les débits de soufflage et de reprise (le nombre
d’occupants par pièce étant indiqué sur le schéma de principe dans Annexe schéma
de principe simul 1).
Les principales caractéristiques contrôlées ou régulées sont :
- le niveau de pollution de l'air ambiant (local à traiter) : renouvellement, soit
par extraction forcée de l’air hors du local, soit par introduction forcée d'air neuf
(air extérieur) dans le local, soit par renouvellement partiel de l'air ambiant
pollué.
- la teneur en poussière de l’air : traitement par filtration de l'air soufflé.
La régulation se fera alors par allumage ou extinction de la CTA avec un système
d’horloge. On prévoit un fonctionnement { 7H00 le matin afin de dépolluer les salles
de cours avant l’arrivée des lycéens et jusqu'{ 19H00 le soir afin de pouvoir évacuer
l’ensemble des polluants accumulés tout au long de la journée. On prévoit un arrêt du
système pendant les week-ends et les vacances scolaires. (A savoir qu’il faudra prévoir
surtout pendant les longues périodes de congés des périodes de fonctionnement afin
de faire respirer le bâtiment)
Pour les sanitaires et les zones diverses, on prévoit de conserver la ventilation de
type mécanique et simple flux. Le calcul des débits se fera comme expliqué dans la
préconisation précédente. Le but de la ventilation simple flux pour cette zone est
d’extraire cet air sans risquer de polluer d’autres zones notamment les salles de cours.
Avantages :
- Système simple et peut couteux
GROUPE 1
74
21/01/2011
- Récupération d’énergie
- Bonne qualité d’air intérieur
- Bonne rentabilité
Inconvénients :
- Mauvaise adaptabilité
- Pas de prise en compte de la présence
- Horloge à régler et à vérifier
Le Tableau 45 donne les ordres de grandeur du coût de la préconisation de ventilation
double flux correspondant à la solution 1.
Système
Caractéristiques Prix du matériel (€)
Prix de main d'œuvre (€) Total (€)
Centrale
double flux
air acces 200
40000
500
Réseau
Gaine +
calorifuge +
registres
30000
70000
Regul base
5000
1000
Caisson
1000
300
Régulation
générale
VMC
40500
100000
6000
1300
147800
Tableau 45 : Caractéristiques et coûts des systèmes de ventilation (solution 1 et 2)
Le principe de fonctionnement est le suivant :
De l’air vicié est extrait dans les pièces et de l’air neuf y est insufflé selon les débits
hygiéniques règlementaires. Ce système permet donc de contrôler la quantité et la
qualité de l’air intérieur. La présence d’un récupérateur de chaleur permet de
préchauffer l’air entrant { l’aide de l’air sortant et l’été en by-passant l’échangeur cela
permet de rafraîchir l’air.
Figure 114 - Schéma de principe d'une ventilation double flux
GROUPE 1
75
21/01/2011

Mise en œuvre
Pour mettre en œuvre un tel système il est nécessaire de prévoir le passage des
gaines de ventilation dans les faux-plafond si l’espace est suffisant. Il faut également
prévoir des bouches de soufflage et d’extraction dans les pièces nécessitant une
ventilation.
Cette préconisation impacte premièrement sur les consommations d’énergie. En
effet, une centrale double flux permettra des économies d’énergie. Deuxièmement cela
aura un effet sur le confort des occupants. Cela permettra également de régler les
problèmes d’odeurs et de sensation de moiteur que l’on peut retrouver dans les salles
de classe (ce qui est un problème récurent d’après les analyses des questionnaires).

Caractéristiques de la ventilation double flux
Efficacité de l’échangeur : 60%
Taux d’infiltration : de 0.7 pour l’existant on passe { 0.9 vol/h
Consommations du bâtiment existant mis aux normes de
température et de débits de ventilation + double flux : 145 kWh/m².an
Il est important de préciser que la mise en place d’une ventilation double flux met
en dépression les locaux et par conséquent rend plus prépondérante la part des
infiltrations par les menuiseries et autres défauts d’étanchéité de l’enveloppe.
Afin de palier ce problème il peut être intéressant de changer les menuiseries qui
actuellement ont une étanchéité { l’air très mauvaise. Et ainsi de pouvoir estimer le
gain apporté par l’ajout de ces deux préconisations.
Fenêtres – Vitrages et menuiseries

Caractéristiques des menuiseries
Vitrage 4/16/4, à faible émissivité et remplissage argon
Cadre est en PVC
Uw = 1.9 W/m².K
Facteur solaire = 0,71
Taux d’infiltration : 0.5 vol/h
température et de débits de ventilation + ventilation double flux +
changement des menuiseries : 103 kWh/m².an
On obtient donc un gain de 42 kWh/m².an en changeant les menuiseries après avoir
installée la VMC double flux.
GROUPE 1
76
21/01/2011
On obtient donc notre solution 1 comprenant la mise aux normes + la ventilation
double flux + changement des menuiseries pour une consommation totale de 103
kWh/m².an
Les différents changements effectués dans cette solution (mise en place de la
ventilation double flux et changement des fenêtres) modifient les consommations et
les appels de puissance. Il sera alors nécessaire de procéder au remplacement des
chaudières actuelles. Ce changement peut être l'occasion d'installer deux chaudières
par chaufferie, chacune de ces chaudières ayant une puissance égale à 1/2 de la
puissance totale nécessaire (cf Figure 116). Cela permet une sécurité d'une part (en cas
de panne de l'une des deux chaudières), et des économies d'énergie d'autre part. Les
chaudières fonctionneraient à un régime correspondant à leurs meilleurs rendements.
La Figure 115 présente le schéma de principe correspondant à cette solution. En
comparaison avec l'étape précédente (Figure 110) on ajoute une seconde chaudière en
parallèle. Le coût se porte donc essentiellement sur le prix de la chaudière.
Figure 115 : Schéma de principe de la chaufferie (Solution 1)
GROUPE 1
77
21/01/2011
La Figure 116 indique la fréquence d'utilisation en fonction de la puissance, ainsi
on note qu'une chaudière (Chaudière 1) d'une puissance maximale de 60 kW couvrira
73% du temps d'utilisation (valeur calculée, lisible sur la Figure 116: 100-27=73). D'autre
part, afin de subvenir au temps d'utilisation restant. On propose une seconde
chaudière (Chaudière 2) d'une puissance de 60 kW qui couvrira 90% du temps
d'utilisation, combinée à la chaudière 1, soit une puissance totale de 120 kW.
Les 10% restant correspondent à des appels de puissance qui seront amoindris par la
régulation.
Figure 116 : Monotone de puissance issue de la simulation (solution 1)
En fonction des puissances de chaudière installées, on peut alors estimer les prix
sur la base des catalogues fabricants. La Tableau 46 rappelle les puissances des
chaudières, le rendement global de l'installation et le prix estimé de la chaufferie.
Solution 1
Puissance (kW) Rendement Global(%) Prix du matériel (€) Prix main d'œuvre (€) Prix total (€)
Chaudière 1
60
80
6000
1500
7500
Chaudière 2
60
80
6000
1500
7500
15000
Tableau 46 : Caractéristiques et coût de la chaufferie (solution 1)
GROUPE 1
78
21/01/2011
9.3.3 Solution 2 = Solution 1 + Isolation allège/linteaux,
ventilation nocturne
Afin d’améliorer la performance du bâtiment, cette solution a été élaborée {
partir de la solution 1 et en améliorant deux autres paramètres, décrits ci-dessous.
Isolation des allèges et des linteaux
D’après l’étude faite dans la solution 1, on remarque qu’après les postes les plus
déperditifs traités dans la solution 1, on retrouve les déperditions liées aux murs du
bâtiment. La préconisation est donc de mettre en place une isolation au niveau des
allèges et des linteaux comme détaillé dans la partie étude de sensibilité des
paramètres. L’isolant installé est de la fibre de bois ayant une conductivité thermique
λ= 0.042 W/m².K et pour une épaisseur de 10 cm.
R (m².K/W)
0,34
Valeur utilisée dans la
simulation
2,4
Tableau 47 : Tableau des résistances thermiques de l’isolant des murs extérieurs
On obtient donc notre solution 2 comprenant les paramètres de la solution 1 +
l’isolation des allèges et linteaux du bâtiment pour un besoin total de 78 kWh/m².an
Les diverses modifications dernièrement proposées entrainent des
consommations de chauffage très inférieur à la solution précédente. Cependant, dans
le but d'améliorer la consommation en énergie primaire, on propose dans cette
solution une installation identique (à la solution 1) mais avec une des deux chaudières
récupérant la chaleur latente (chaudière à condensation).
GROUPE 1
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Figure 117 : Schéma de principe de la chaufferie (solution 2)
Le schéma de principe (Figure 117) correspondant à la solution 2, est sensiblement
similaire à la version précédente, seules les valeurs de puissances misent en jeu
changent, ainsi que la présence d'une chaudière à condensation.
Les chaudières à condensation nécessitent une température de retour plus basse,
le réseau étant à haute température (environ 70/90°C) on installe une seule chaudière
à condensation afin de subvenir aux besoins de production inter-saisonniers, lorsque la
température nécessaire dans le réseau est inférieure.
Consommations du bâtiment avec la solution 2 + Isolation allège et
linteaux : 62,96 kWh/m².an
Nombres d’heures où une salle de cours exposée ouest a une température
supérieure à 28°C : 495 h
GROUPE 1
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De la même manière que dans la solution précédente, en analysant la Figure 118
et les remarques ci-dessus, on préconisera une chaudière à condensation d'une
puissance de 30 kW pour couvrir 65% des heures de chauffe. Une seconde chaudière
(chaudière 2) de 70 kW, fonctionnera lorsque les besoins seront plus importants
(température nécessaire de réseau plus basse), puis les deux combinés pour le temps
de fonctionnement restant assurant une puissance totale de 100 kW.
Solution 2
Chaudière 1
30
95
10000
1500
11500
Chaudière 2
70
80
6500
1500
8000
19500
Tableau 48 : Caractéristiques et prix de la chaufferie (solution 2)
GROUPE 1
81
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9.3.4 Solution 3 = Solution 2 + isolation totale de l’enveloppe,
ventilation, brise-soleils
A présent, comme le montant des travaux est probablement supérieur à 25% de la
valeur du bâtiment, c’est le cadre de la règlementation sur la rénovation thermique de
l’existant globale qui s’applique.
D’après l’étude faite dans les parties précédentes, on remarque qu’après les postes
les plus déperditifs traités dans les solutions 1 et 2, on retrouve encore les déperditions
liées { l’enveloppe du bâtiment.
Isolation totale de l’enveloppe
Les murs ayant été isolés { la solution 2 avec 8 cm d’isolant, on propose
d’augmenter cette épaisseur à 14cm. Aussi, il sera intéressant de mettre en place une
isolation au niveau de la toiture et du plancher bas en sous-face comme détaillé dans la
partie étude de sensibilité des paramètres. L’isolant installé est du polystyrène ayant
une conductivité thermique = 0.038 W/m².K, en toiture, on installera 14 cm de plus
d’isolant (20 cm au total) et 15 cm en sous-face du plancher bas. Les fenêtres, quant à
elles, restent inchangées (on conserve le double vitrage comme dans les solutions 1 et
2. On garde donc un coefficient de transmission thermique Uw = 1.9 W/(m².K)
Valeurs des garde-fous
R (m².K/W)
Résistance thermique
intégrée à la simulation
R (m².K/W)
Murs isolation extérieure
2,2
3,3
Plancher bas
2,5
2,4
Toiture terrasse
2,94
5,26
Menuiseries
0.38
0.52
Tableau 49 : Tableau des résistances thermiques de l’isolant des murs extérieurs
Consommations du bâtiment avec la solution 2 + isolation totale de
l’enveloppe : 18 kWh/m².an
Nombres d’heures où une salle de cours exposée sud-ouest a une
température supérieure à 28°C : 2887 h
Les consommations du bâtiment ont donc sensiblement diminué grâce à
l’isolation totale de l’enveloppe. Toutefois, lorsqu’une enveloppe est bien isolée, des
problèmes de surchauffe dans le bâtiment apparaissent.
Installation de brise-soleils sur la façade Sud-ouest du R+1 au R+3
GROUPE 1
82
21/01/2011
Etant donné la surchauffe du bâtiment, il est nécessaire d’anticiper ce problème
afin d’éviter d’avoir recours { des systèmes de climatisations peu économes.
Les surchauffes en été peuvent être réduites par l’installation de brise-soleils à
l’ouest compte tenu de l’orientation du bâtiment et des importantes surfaces vitrées
sur cette façade. Ils permettront de préserver le bâtiment du rayonnement solaire
direct et ainsi limiter sa montée en température. Ils seront mis en place sur 3 niveaux.
Ils seront commandés depuis l’intérieur grâce { une commande manuelle gérée par les
usagers. Cette commande permettra de faire pivoter les volets afin filtrer plus ou moins
l’ensoleillement direct. Cette commande permettra de faire pivoter les volets afin
filtrer plus ou moins l’ensoleillement direct.
De plus, il est possible de faire glisser verticalement le brise-soleil au niveau de l’allège
afin de profiter au maximum des apports gratuits solaires.
La mise en place de brise-soleils coûtera environ 20000€.
Besoins du bâtiment avec la solution 2 + isolation totale de l’enveloppe
: 18 kWh/m².an Nombres d’heures où une salle de cours exposée sudouest a une température supérieure à 28°C : 1731 h
Le nombre d’heures où la salle est supérieure { 28°C est encore trop élevé pour un
confort des usagers suffisant. Il sera donc mis en place une ventilation des locaux
pendant les nuits d’été.
Figure 119 : Schéma de l'installation des brises soleil
Ventilation nocturne
La ventilation nocturne est une solution à ce problème. Cette solution consiste à
rafraîchir le bâtiment en insufflant { l’intérieur l’air plus frais venant de l’extérieur
GROUPE 1
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21/01/2011
pendant la nuit. Elle permettra d’évacuer les apports internes accumulés pendant la
journée dans les pièces et permettra de stocker la fraîcheur de la nuit et grâce { l’inertie
du bâtiment, de stocker cette fraîcheur qui se diffusera pendant la journée. Ces débits
supplémentaires seront gérés par la CTA (centrale de traitement de l’air). Ils s’élèvent {
4 vol/h.
La mise en place d’une ventilation nocturne ne nécessitera qu’une modification
sur la programmation de la régulation, et du fait de l’augmentation des débits, il y aura
une augmentation de la consommation électrique durant les périodes à risque de
surchauffe.
Consommations du bâtiment avec la solution 2 + isolation totale de
l’enveloppe : 18 kWh/m².an
Nombres d’heures où une salle de cours exposée ouest a une
température supérieure à 28°C : 0 h
A présent, la température en été dans les locaux est acceptable sans que les besoins ne
soient trop augmentés.
Température de consigne à 20°C
Une dernière préconisation pouvant être prescrite pour améliorer le confort des
occupants est d’augmenter la température intérieure des salles.
température et de débits de ventilation + double flux + changement
des menuiseries + T° 20°C : 22 kWh/m².an
Cette préconisation entraîne une augmentation de 4 kWh/m².an de la
consommation du bâtiment. Cette surconsommation est négligeable comparée à
l’amélioration des conditions de travail que cette solution procurera.
Ventilation
Dans cette solution on propose de conserver les systèmes précédents, ventilation
double flux et ventilation et de proposer une régulation plus performante afin de
mieux prendre en compte les occupants.
Tout d’abord, on préconise la mise en place d’une batterie { eau chaude (reliée {
la chaufferie) en sortie de la CTA afin de garantir une température de soufflage d’air
constante { 17°C. L’avantage est que les pertes thermiques par renouvellement d’air
sont compensées par le système de ventilation et non plus par le système de chauffage.
Ensuite, on sait que la qualité de l’air se dégrade en fonction de l’occupation, il est
donc judicieux de mettre en place un système qui régule le débit d’air neuf en fonction
de l’occupation de la salle de cours et ceux pour chacune des salles.
Afin de mettre en place un tel système, il faut prévoir non plus des registres à
débit fixe mais des registres motorisés ainsi que des sondes de CO2 qui vont nous
GROUPE 1
84
21/01/2011
permettre de définir la qualité de l’air intérieur et donc d’adapter le débit de la
ventilation. Le schéma de principe de cette installation est présenté en Annexe.
Le système ne sera plus un système à horloge mais une installation qui va
fonctionner en fonction de la qualité de l’air intérieur. Il faudra prévoir cependant des
gardes fous afin de s’assurer que la nuit en période de non occupation le système limite
son débit au maximum et qu’il relance l’installation avant les cours même si le taux de
CO2 est faible de même pendant les périodes de vacances.
La sonde de CO2 est un bon indicateur de pollution de l’air en cas de présence
d’individus ; cependant, même pendant leur absence l’air d’une pièce se pollue
(dégazage des matériaux et humidités sont autant de polluants qu’il est important
d’évacuer).
Avantages :
-
Adaptabilité
Consommation des ventilateurs
Gestion de l’installation
Inconvénients :
-
Investissement élevé
Nécessité d’une régulation complexe voir une GTB
On donne dans le Tableau 50 les estimations de coût pour le système de ventilation
préconisé ci-dessus:
Système
Caractéristiques Prix du matériel (€) Prix de main d'œuvre (€) Total (€)
Centrale double flux
air acces 200
40000
500
Réseau
Gaine +
calorifuge +
registres
30000
70000
Régulation générale
Regul base
5000
1000
VMC
Caisson
1000
300
Régulation spécifique
GTB
25000
5000
40500
100000
6000
1300
30000
147800
Tableau 50 : Caractéristiques et coût des systèmes de ventilation (solution 3)
Dans cette dernière solution on propose de conserver le réseau et les émetteurs
existants. Cependant alors qu'à l'état initial le réseau était à un haut régime de
température, on va ici réduire le régime de température pour obtenir un régime "basse
température".
GROUPE 1
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21/01/2011
Ce changement modifie les puissances des émetteurs, mais dans cette dernière
solution, les puissances nécessaires sont nettement réduites par rapport à l'existant. De
plus, dans cette solution, la Centrale de Traitement d'Air souffle un air à une
température de 17°C, les radiateurs apportant la puissance nécessaire pour atteindre la
température de consigne (ici 20°C).
Au niveau du système de production on préconise alors deux chaudières à
condensation, à basse température, chacune d'entre elles ayant une puissance égale à
1/2 de la puissance maximale. Ces chaudières assureront la production d'eau chaude
alimentant le réseau de distribution existant et la batterie chaude de la Centrale de
Traitement d'Air (cf Figure 120).
Figure 120 : Schéma de principe de la chaufferie (solution 3)
GROUPE 1
86
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Toujours par la méthode expliquée auparavant et en fonction du choix de régulation
détaillé ci-dessus, on choisira deux chaudières d'une puissance de 50 kW, permettant de
faire fonctionner une seule d'entre elle en période de besoin réduit et les deux
simultanément en période de besoin maximal et de fort appel de puissance.
Solution 2
Chaudière 1
50
95
10000
1500
11500
Chaudière 2
50
95
10000
1500
11500
23000
Tableau 51 : Caractéristiques et prix de la chaufferie (solution 3)
On récapitule dans le Tableau 51 les caractéristiques des chaudières préconisée pour
cette solution. On note un coût légèrement plus élevé que la solution précédente, ce surcoût
sera rentabilisé rapidement par le changement de rendement des chaudières (pour rappel,
les chaudières à condensation ont un rendement de l'ordre de 110% contre 90% pour une
chaudière simple).
Pour assurer le bon fonctionnement d'une telle installation, il est nécessaire de mettre
en place une Gestion Technique du Bâtiment (GTB), permettant le contrôle de la régulation.
Et notamment en fonction des sondes CO2 préconisée pour cette solution.
En période d'occupation, la Centrale de Traitement D'air fournie de l'air à 17°C, cet air est
ensuite soufflé dans les salles. Les radiateurs apportent la puissance supplémentaire pour
atteindre la température de consigne de 20°C.
Hors période d'occupation, le réseau de ventilation est arrêté, car on le débit d'air
hygiénique n’est pas nécessaire. Le réseau de chauffage existant est alors régulé afin de
maintenir une température de consigne réduite à 17°C.
GROUPE 1
87
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9.4 Préconisations pour la nouvelle salle des professeurs
La salle des professeurs devant être déplacé au rez-de-chaussée du bâtiment N,
des préconisations sur l’organisation de cet espace peuvent être faites. L’intervention
d’un architecte et d’un ergonome pourrait être un plus très important pour la
réalisation d’une salle des professeurs plus agréable { vivre. Grâce aux questionnaires
et aux discussions avec les enseignants certains souhaits sont apparus nettement.
Pour la salle des professeurs :
o 2 Pièces séparées pour pouvoir recevoir les parents des élèves
o 1 Espace salle informatique,
o 1 Espace reprographie (cet espace devra être séparé pour des problèmes
d’acoustique), on y retrouvera une imprimante, une photocopieuse et 5
postes informatiques avec un accès internet.
o 1 Espace commun convivial avec des fauteuils, canapés et tables basses.
Il faudra aussi prévoir un espace pour poser les vêtements (portemanteaux). Des plantes vertes devront également être mise en place dans
l’espace commun. Les plantes vertes permettent aux salariés de ressentir
leurs espaces de travail comme étant plus agréables. Cette appréciation
s'accompagne d'une diminution visible du stress et des symptômes
typiques du "mal des bureaux" tels que les maux de tête et la fatigue.
o 1 Machine { café, elle pourra être placée dans l’espace commun
o 1 Pièce dédiée aux casiers
o 2 Sanitaires (H/F)
o 1 Espace de travail avec des tables et munis de lampes d’appoints. Cet
espace devra être séparé. Il devra être partitionné ou modulable pour une
meilleure tranquillité et une plus grande souplesse d’usage. Cet espace
doit pouvoir également servir de salle de réunion lors des conseils de
classe par exemple.
Dans la salle des professeurs un accès wifi pourra être mis en place pour permettre aux
professeurs d’accéder { internet dans les salles de travail.
GROUPE 1
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21/01/2011
9.5 Amélioration du confort acoustique

Isolement acoustique des parois intérieures
D’après les mesures acoustiques effectuées et les analyses des questionnaires il en
résulte qu’un problème d’isolement entre les salles de cours et entre les salles de cours
et les circulations est présent. On privilégiera les systèmes simples d’installation et
ayant une grande résistance mécanique pour éviter des dégradations.
Les parois séparatives du lycée sont exclusivement des panneaux de plaques de
plâtre avec lame d’air mis { part quelques murs en maçonnerie légère. Afin d’améliorer
l’acoustique interne des salles d’enseignement (temps de réverbération correct mais
légèrement élevé) on installera des panneaux à lames de bois disjointes posés sur un
feutre ou un isolant.
Figure 122 : Indice d’isolement acoustique de deux parois
Cela permet d’associer une correction
acoustique
performante
et
résistance
mécanique. L’isolant sera de la laine de roche
d’une épaisseur de 2cm. Le système Rockfon
Selva Mural utilise cette solution pour garantir
une bonne isolation phonique
De plus, comme ces panneaux seront
disposés de part et d’autre de la paroi
séparative, ils constitueront une paroi
« sandwich » et il ne sera pas nécessaire de
démolir les parois existantes. L’isolant
acoustique pourra être un panneau de fibres de
bois, qui présente l’avantage d’être totalement
naturel, et non allergisant.
On peut compter environ 60€/m² pour
ce système.
GROUPE 1
89
Figure 123 Panneaux à lames de bois
disjointes
21/01/2011
Variante écologique : L’isolant acoustique pourra être un panneau de fibres de bois, qui
présente l’avantage d’être totalement naturel, et non allergisant.

Bruits d’équipements
Dans les salles informatiques où un serveur est présent, un bruit d’équipement
est perceptible pour les usagers. Il est possible de poser un isolant de type mousse
acoustique autour de l’armoire des serveurs pour limiter les nuisances sonores de ces
équipements.

Isolement acoustique entre les circulations
Suite aux mesures de temps de réverbération effectuée dans les circulations et les
cages d’escaliers, il a été noté que la réverbération de ces locaux était beaucoup trop
élevée. Le fait que les sons émis dans ces pièces se réverbère pendant un temps très
long implique que les transmissions au travers des parois des salles d’enseignement
seront augmentées.
Variante économique : Pour cette variante il est préconisé d’installer des joints
d’encadrement des portes qui bloqueront efficacement les transmissions de sons.
Cette solution est très simple { mettre en œuvre et économique.
Une autre mesure simple de correction acoustique des cages d’escaliers est le
remplacement des sols des cages d’escaliers. Le carrelage présent sera remplacé par des
dalles souples de type linoléum ou équivalent, ce qui limitera dans une certaine
mesure les transmissions acoustiques des circulations vers les salles d’enseignement
afin de ne pas perturber les cours avec des bruits extérieurs.
Variante plus efficace : Dans les circulations, on optera pour l’utilisation de faux
plafond acoustique Rockfon Sonar. Ce dernier sera composé d’un panneau acoustique
en laine de roche (20 mm) pourvu, sur la face visible, d’un voile peint en blanc (finition
structurée) assurant une parfaite pérennité d’aspect et d’un contre-voile sur la face
arrière. Il est à noter que le faux plafond pourra également servir à faire passer les
gaines de VMC. Le prix de ce système est d’environ 40€/m².
Ce système de faux plafond acoustique pourra également être mis en place dans
les salles de cours si les panneaux à lames de bois disjointes ne sont pas suffisants pour
fournir un confort suffisant aux usagers des salles de cours.
Pour limiter le temps de réverbération et la diffusion du bruit dans l’ensemble des
circulations, des panneaux à lames de bois disjointes pourront également être disposés
dans les cages d’escaliers.

Isolement de Façade
Comme vu dans le chapitre règlementation, les bâtiments traités ne font pas
l’objet de mesures spécifiques de protection aux bruits de route (pouvant être
GROUPE 1
90
21/01/2011
occasionnés par la route de Narbonne proche). La règlementation en vigueur impose
donc de respecter un minimum de 30dB d’isolation de façade.
Les niveaux d’isolement au bruit de façade mesurés lors de la journée de mesure
dépassaient tous les 30 dB imposés par la réglementation, sauf pour le cas de la salle
M01, pour laquelle il a été mesuré à 28 dB.
Le traitement thermique de l’enveloppe dans les différentes variantes de
modifications étudiées, par la mise en place d’une isolation par l’extérieure ainsi que le
remplacement des menuiseries par du double vitrage augmentera fortement le niveau
d’isolement de la façade.
Une étude des différents locaux testés pour l’isolement de façade a permis de
déterminer les éléments responsables de la transmission sonore au travers des parois
en contact avec l’extérieur :
Figure 124 : Eléments responsables de la transmission du bruit extérieur
La quasi-totalité des transmissions se font par les fenêtres et les entrées d’air
(grilles hautes) qui sont également un bon vecteur de propagation des nuisances
extérieures. La contribution des murs et des parois extérieures reste faible.
Il n’est pas nécessaire de rajouter une couche d’isolant acoustique. En effet la
faiblesse de l’isolement de façade est essentiellement due au faible indice d’isolement
des menuiseries simple vitrage représentant plus de 60% de la surface du bâtiment en
contact avec l’extérieur.
Le remplacement de ces menuiseries par du double vitrage 4/16/4, permet
l’augmentation de l’indice d’isolement d’environ 15 dB par bande d’octave par rapport
au simple vitrage.
GROUPE 1
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Figure 125 : Affaiblissement acoustique de deux fenêtres par bandes d'octave
L’affaiblissement d’un double vitrage est plus fort dans les domaines fréquentiels
couvrants la voix et plus faible dans les basses fréquences mais très peu de sons sont
émis dans les basses fréquences à proximité des bâtiments.

Isolation aux bruits de chocs
D’après la campagne de mesure il s’avère que l’isolation aux bruits de chocs n’est
pas réglementaire. La mise en place de patins antidérapants aux pieds des chaises a
déjà été évoquée dans la partie « préconisations générales ».
Variante économique : Pour limiter les bruits de chocs sans faire de travaux très
importants, la mise en place d’un linoléum acoustique est une solution bien
adaptée à la problématique posée. On pourra choisir le Linosom Silencio xf de
« Tarkett Bâtiment » qui a une performance acoustique aux bruits d'impacts de 17
dB. Ce qui est idéal pour équiper les établissements scolaires.
Variante efficace :
Lorsque la désolidarisation entre la dalle et le
plancher est impossible, l’ADEME recommande de
mettre en œuvre un plafond suspendu constitué de
plaques de plâtre vissées sur une ossature
métallique. L’espace entre le plafond et le plafond
suspendu est garni de laine minérale. En plafond, il
ne faut pas coller un complexe de doublage. Le
plafond est suspendu { l’aide de suspentes antivibratiles.
Figure 126 : Schéma de principe
d'un plafond suspendu
Un tel système constitue une protection partielle contre les bruits de chocs,
cependant associé à un revêtement de sol du plancher supérieur performant les
résultats sont nettement satisfaisants. Il peut être mis en œuvre sur un système de
faux-plafond existant en remplaçant les suspentes de celui-ci, ce qui réduit la charge
d’investissement et évite de faire appel à un remplacement total des faux-plafonds.
GROUPE 1
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21/01/2011
Variante la plus performante :
Pour un maximum d’efficacité, il est
possible de mettre en place des
solutions
permettant
une
désolidarisation entre le plancher
porteur et le plancher qui est susceptible
de recevoir le choc. La mise en place
d’un plancher flottant ou d’une chape
flottante avec traitement acoustique est
une
solution
possible.
L’isolant
phonique
Isover
Fonas
M
est
spécialement conçu pour les chapes
flottantes et permettra de limiter
grandement les bruits de chocs.

1 Revêtement
2 Dalle en béton ou X-Chape flottante
3 Fonas M
4 Adhésif bande intégrée
5 Plancher à entrevous béton
Figure 127 : Coupe d’une chape flottante avec
un isolant Isover Fonas M
Insonorisation de la cafétéria
Suite aux résultats de notre enquête et de nos mesures acoustiques au sein de la
cafétéria, il ressort que l’acoustique de cet espace est particulièrement mauvaise. Le
bruit provient d’un phénomène acoustique appelé « effet cocktail ». L’ensemble des
personnes présentes communiquent entre elles et élèvent la voix pour se faire
entendre, créant ainsi un brouhaha auto générateur. Cet effet est d’autant plus
accentué que le temps de réverbération de la salle est élevé.
Une modélisation sur le logiciel « ECOTECT » édité par Autodesk a permis de
déterminer expérimentalement les temps de réverbération de la cafétéria pour
plusieurs configurations (avec ou sans occupation et pour la cafétéria rénovée { l’aide
de dalle de plafonds acoustiques).
Figure 128 : Capture d’écran du logiciel Autodesk ECOTECT
GROUPE 1
93
21/01/2011
L’objectif dans notre cas va donc être de réduire le niveau du temps de
réverbération pour limiter cet « effet cocktail » et créer une atmosphère sonore plus
étouffé.
On installera par conséquent des ilots
acoustiques suspendus absorbants « Rockfon
Eclipse » ou équivalent pour réduire la nuisance
sonore et assurer le confort des usagers.
Ce système permet { l’air de circuler
librement entre l’ilot et le plafond, les échanges
thermiques sont donc favorisés. De plus, cette
solution d’ilots suspendus offre une qualité
esthétique supérieure à des faux plafonds Figure 129 : Ilots acoustiques Rockfon
acoustiques traditionnels.
Eclipse
« Rockfon Eclipse » est un îlot acoustique composé d’un panneau de laine de
roche de 40mm. La face visible est recouverte d’un voile de verre peint offrant une
finition blanche et lisse. La face arrière du panneau est pourvue d’un voile acoustique
blanc offrant une excellente réflexion de la lumière.
Le prix de ce système est d’approximativement 200€ par panneau (système de
fixation compris).
Les gains théoriques en temps de réverbération sont indiqués dans le graphique
qui suit :
Figure 130 : Temps de réverbération calculés avec ECOTECT selon les variantes et
l'occupation
Le temps de réverbération de la salle corrigée est légèrement plus faible que le temps
de réverbération optimal pour les hautes fréquences. Dans la réalité on considère qu’il
est difficile de descendre en dessous de 0,5 ce qui dans la théorie peut arriver, on
considèrera dès lors que le temps de réverbération corrigé approche l’optimal y
compris pour les hautes fréquences.
GROUPE 1
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
Insonorisation du C.D.I.
D’un point de vue acoustique, les mêmes problématiques sont constatées dans la
cafétéria du bâtiment M. Lors d’une forte occupation du CDI, un fort « effet cocktail »
se fait ressentir. On emploiera donc la même solution que dans la cafétéria c'est-à-dire
des ilots acoustiques suspendus au plafond. Le système d’éclairage devra être modifié
pour tenir compte des panneaux suspendus. La modélisation du C.D.I. sur le logiciel
ECOTECT nous a permis de calculer les temps de réverbération et indique qu’une fois
corrigé le temps de réverbération s’approche de l’optimum { l’aide de 8 panneaux
acoustiques disposés dans l’ensemble de la salle.
Figure 131 : Aperçu de la modélisation du CDI sur Ecotect
Figure 132 : Temps de réverbération calculés avec ECOTECT selon les variantes et
l'occupation
La personne responsable du CDI a signifié une gêne acoustique au niveau du
portail magnétique. Les mesures effectuées révélaient effectivement des bruits élevés
dans les basses fréquences correspondant au « sifflement » ressenti par cette
responsable. Une réorganisation de l’espace de travail est peut être envisageable pour
éviter un remplacement de matériel. Sinon, pour remédier à ce problème seul un
GROUPE 1
95
21/01/2011
changement de portail magnétique est possible. Il faudra veiller à ce que ce nouveau
portail ne procure aucun gène acoustique à proximité.
Suite { l’analyse des questionnaires des bruits
d’équipements sont également gênant dans le CDI
notamment au niveau des bouches d’insufflation d’air. Des
silencieux cylindriques à bulbe peuvent être placés afin de
limiter les bruits au niveau des bouches. Le coût de cet
équipement est d’environ 60€ par silencieux.
Figure 133 : Silencieux
cylindrique à bulbe
9.6 Amélioration du confort visuel
9.6.1 Préconisation proposée sur l’éclairage du CDI
Le principal problème concernant l’éclairage du CDI réside dans un éclairement
sur le plan de travail des lycéens bien trop faible. Les mesures, le modèle numérique
sous DIALux et les résultats des questionnaires font tous état d’un éclairement moyen
trop faible, de l’ordre de 50 lux sur les tables de travail du CDI, ce qui est nettement
inférieur aux 500 lux prescrits par la norme NF X 35-103 dans un tel local. Il en est de
même concernant les 20 lux présents à hauteur de lecture dans les allées de la
bibliothèque du CDI. Un éclairement d’au moins 200 lux est demandé dans un tel
endroit.
Si l’on observe un éclairement si bas dans le CDI du lycée Bellevue, c’est
essentiellement en raison d’un éclairage peu puissant pour la hauteur où il se situe (5
m). Une première piste de préconisation serait donc de baisser la hauteur sous plafond,
ou de mettre en place des luminaires suspendus. Cette dernière proposition fait l’objet
de cette préconisation.
La mise en place de luminaires suspendus, à la place des lampes fluo compactes
et des spots { lampe halogène, est donc proposée. Afin d’avoir l’éclairement moyen
voulu de 500 lux sur les tables du CDI, ils doivent être fixés à une hauteur de 3 m.
L’abaissement des luminaires est une préconisation transversale avec la préconisation
concernant l’amélioration de l’acoustique du CDI (figure 8). La diminution de la
hauteur des luminaires permettra la mise en place de panneaux acoustiques.
Le modèle de luminaire choisi est de type TPS682 1xTL5-73W HFP C8 de Philips
pour la grande zone de travail du CDI et de type TPS682 1xTL5-45W HFP C8 de Philips
pour la bibliothèque. Ces luminaires { ballast électronique disposent d’un haut
rendement de 72% et d’un indice de rendu des couleurs de 84. Le coût des luminaires
issu du catalogue de Philips, qui ne comprend pas la main d’œuvre, est indiqué dans le
tableau ci dessous:
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nombre
type
12
6
Type TPS682 1*73W
Type TPS682 1*45W
Coût
Coût €HT
unitaire €HT
664
407
7968
2442
Coût toal
€HT
10410
Tableau 52 : Coût des luminaires
Un champ de luminaires de type TPS682 avec un tube fluorescent de 73W de 3
lignes et 4 colonnes est à installer, afin d’avoir les 500 lux donnés par la norme, le long
de la grande zone de travail du CDI, et un autre utilisant les tubes fluorescents de 45W
de 3 lignes et 2 colonnes pour la bibliothèque. Voici la répartition des différents
luminaires, avec en index n°4 les tubes de 73W et en n°3 les tubes de 45W :
Figure 134 : Répartition des luminaires de type TPS 682 à tubes fluorescents
Pour la grande zone de travail, l’éclairement moyen obtenu suite { la
réorganisation de l’éclairage est de 501 lux, avec une uniformité de 0,6 :
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Figure 135 : Courbes isolux de la grande zone de travail après réorganisation de l’éclairage
En ce qui concerne la bibliothèque, la simulation nous donne un éclairement
moyen de 234 lux, avec une uniformité de 0,5, en partie dégradée par la présence des
étagères :
Figure 136 : Courbes isolux de la bibliothèque après réorganisation de l’éclairage
Suite { la réorganisation de l’éclairage, l’éclairement moyen donné par la norme
NF X 35-103, 500 lux pour la grande zone de travail et 200 lux pour la bibliothèque, est
effectif dans les deux zones spécifiques du CDI.
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Figure 137 : Modèle 3D de la salle du CDI après réorganisation de l’éclairage et en
présence des panneaux acoustiques
La puissance installée trouvée suite à la simulation est de 8,4 W.m -2. Les
puissances installées sont récapitulées dans le tableau suivant :
Puissance installée Eclairement norme
(W/m2)
NF X 35-103 atteint
CDI existant
5,7
NON
CDI avec des spots
15,8
NON
CDI avec réorganisation de l’éclairage
8,4
OUI
Tableau 53 : Récapitulatif des puissances installées
Version
9.6.2 Préconisations proposées pour les salles de classe et les
bureaux
Il apparaît d’après nos mesures que les niveaux d’éclairement moyen au sein des
salles de classe et des bureaux sont insuffisants sur la base de la norme NF X 35-103. En
dimensionnant l’éclairage du lycée Bellevue sur DIALux, et en appliquant les
coefficients de réflexion mesurés lors de la campagne de mesure sur les surfaces
modélisées, il apparaît cependant que les niveaux d’éclairement sont supérieurs { ceux
exigés par la norme. On en déduit que le facteur dégradant l’éclairement au sein des
locaux du lycée Bellevue provient d’un suivi pas assez poussé de la maintenance des
luminaires. Le non remplacement des lampes défectueuses, des lampes de type
différent pour un même luminaire (température de couleur et indice de couleur
différents) et un mauvais entretien de ces derniers (saletés, poussière sur les tubes)
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participent grandement { l’inconfort visuel des élèves. Il est donc primordial d’apporter
plus d’attention { la maintenance des luminaires du lycée.
Les coefficients de réflexion mesurés sur les différentes surfaces des locaux du
lycée s’avèrent être trop importants, notamment ceux des murs et des tables. Ils sont {
la base d’éblouissement provoqué par une trop importante réflexion de la lumière sur
ces surfaces. La peinture des murs est donc à revoir. Il serait judicieux de choisir des
peintures ou revêtements disposant d’un coefficient compris entre 0,3 et 0,7 pour les
parois verticales et entre 0,3 et 0,5 pour les plans de travail.
Les tubes fluorescents à ballasts ferromagnétiques sont largement utilisés dans
les locaux du lycée Bellevue. L'éclairage fluorescent nouvelle génération permet de
réduire considérablement les consommations d'énergie: les ballasts électroniques
remplacent les ballasts ferromagnétiques et les lampes haut rendement (type T5),
remplacent les lampes traditionnelles (type T8). Les luminaires actuels pourront être
remplacés par des luminaires équipés de ballasts électroniques et de tubes T5 avec
gradation de lumière (60% d'économie d'énergie et une durée de vie du ballast
prolongée de 12 000 h à 50 000 h et du tube de 14 000h à 20 000h). Les prix des
différents blocs T5 sont estimés dans le tableau 2 :
Type
Coût (euros HT)
Bloc T5 3*14 W
80
Bloc T5 1*24 W
65
Bloc T5 1*35 W
90
Bloc T5 1*28 W
70
Bloc T5 2*35 W
95
Tableau 54 : Prix des blocs T5
L’éclairage artificiel du lycée reste la plupart du temps allumé toute la journée.
L'emploi de détecteurs gérant automatiquement la détection de présence et la
gradation d'intensité en fonction du niveau d'éclairage naturel sont prioritairement
recommandé. Les ballasts électroniques autorisent l’ajout de capteurs de luminosité
permettant la gradation continue de l’éclairage artificiel, ce qui augmente fortement
les économies d’électricité et optimise surtout la puissance électrique par rapport aux
besoins. L’extinction automatique de l’éclairage artificiel en cas d’inoccupation des
locaux est également possible. Ce système entraîne un allongement de la durée de vie
des équipements et une diminution du coût de la maintenance. Il faut compter 200 €
pour l’obtention d’un tel multi-détecteur.
Une réorganisation des postes de travail comprenant un écran d’ordinateur est {
prendre en compte. Des écrans se trouvant à proximité direct de baies vitrées peuvent
engendrer des gênes importantes dues aux reflets et au fort contraste. Il est donc
important du point de vue du confort visuel de réorganiser la configuration de
certaines salles pour diminuer ces effets perturbateurs.
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Liste des Figures
Figure 1 : Situation du lycée Bellevue à Toulouse ................................................................................... 2
Figure 2 : Localisation des bâtiments étudiés dans le lycée Bellevue .................................................... 3
Figure 3 : Plan du rez-de-chaussée du bâtiment L (CDI) ......................................................................... 3
Figure 4 : Plan du rez-de-chaussée des bâtiments M et N ...................................................................... 4
Figure 5 Plan du premier étage des bâtiments M et N ......................................................................... 12
Figure 6 Plan du deuxième étage des bâtiments M et N ...................................................................... 13
Figure 7 Plan du troisième étage des bâtiments M et N ....................................................................... 14
Figure 8 : Localisation des masques sur plan de masse ........................................................................ 22
Figure 9 : Répartition des salles (en nombres) du bâtiment M par type d’usage ................................. 26
Figure 10 : Occupation horaire des salles du bâtiment M .................................................................... 27
Figure 11 : Taux d’occupation journalier des salles du bâtiment M ..................................................... 28
Figure 12 : Répartition des Salles du bâtiment N .................................................................................. 28
Figure 13 : Occupation horaire des salles du bâtiment N ..................................................................... 29
Figure 14 Taux d'occupation journalier des salles du bâtiment N ........................................................ 30
Figure 13 : Plan du rez-de-chaussée du bâtiment L12 CDI .................................................................... 45
Figure 16: Mesure de bruit ambiant de la cafeteria ............................................................................. 51
Figure 17: Cartographie de l'éclairement (lux) pour la salle S21 .......................................................... 56
Figure 18 : Modélisation d’une salle de cours du bâtiment M à l’aide de DIALux ................................ 57
Figure 19 : Courbe isolux de la salle S21 dans l’état actuel des luminaires .......................................... 58
Figure 20 : Courbes iso UGR de la salle S21 .......................................................................................... 58
Figure 21 : Courbes isolux à 100% de l’efficacité des luminaires .......................................................... 59
Figure 22: Cartographie de l’éclairement (lux) pour la salle S27 .......................................................... 60
Figure 23: Cartographie de l'éclairement (lux) de la salle N30 ............................................................. 61
Figure 24 : Cartographie de l'éclairement (lux) de la salle N14 ............................................................ 62
Figure 25 Cartographie de l'éclairement (lux) de la salle N20 .............................................................. 63
Figure 26 Cartographie de l'éclairement (lux) du CDI ........................................................................... 64
Figure 27 Implantation des luminaires du CDI ...................................................................................... 66
Figure 28 : Isolux dans la grande zone de travail .................................................................................. 67
Figure 29 : Isolux dans la bibliothèque .................................................................................................. 67
Figure 30 : Isolux dans la petite zone de travail .................................................................................... 68
Figure 31 : Plan d’implantation des luminaires avec l’intégration des spots ........................................ 69
Figure 32 : Courbes isolux de la grande zone de travail en présence des spots ................................... 70
Figure 33 : Courbes isolux de la bibliothèque en présence des spots .................................................. 70
Figure 34 : Aperçu 3D du cdi avec les spots en fonctionnement sur DIALux ........................................ 71
Figure 35 - Evolution des températures des bâtiments M et N du 20/11 à 8h au 27/11 à 8h ............. 74
Figure 36 - Evolution des humidités relatives des bâtiments M et N du 20/11 à 8h au 27/11 à 8h ..... 76
Figure 37 – Evolution des températures des bâtiments M et N le 18 novembre ................................. 77
Figure 38 - Evolution de l’ambiance hygrothermique dans la cafétéria du 20/11 à 8h au 27/11 à 8h... 2
Figure 39 - Evolution de l’ambiance hygrothermique dans la cafétéria le jeudi 18 novembre .............. 3
Figure 40 - Evolution de l’ambiance hygrothermique dans le bureau du 20/11 à 8h au 27/11 à 8h ..... 4
Figure 41 : Evolution de la température moyenne de rayonnement, de la température interne, et de
l'humidité absolue au cours de la journée de mesure dans le bureau de direction bâtiment N............ 5
Figure 42 - Evolution des températures en salle des professeurs et au CDI........................................... 6
Figure 43 - Evolution de l'humidité relative en salle des professeurs et au CDI ..................................... 7
Figure 44 - Evolution de la température du 20/11 8h au 27/11 8h du CDI et salle des professeurs ...... 8
Figure 45 - Evolution des humidités relatives et températures en salle des professeurs et au CDI ....... 9
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Figure 46: Evolution de la température moyenne de rayonnement, de la température interne, et de
l'humidité absolue au cours de la journée de mesure dans la salle des professeurs bâtiment L ......... 10
Figure 47 : Façade Sud Est bâtiment N _ Photo IR & visible ................................................................. 12
Figure 48 : Zoom façade Nord-Ouest bâtiment N _ photo IR & visible................................................. 13
Figure 49 : Façade Nord Est bâtiment N _ Photo IR & visible ............................................................... 13
Figure 50 : Façade Sud-Ouest Bâtiment M _ Photo IR & visible ........................................................... 14
Figure 51 : Bas de Façade Sud-Ouest Bâtiment N _ Photo IR & visible ................................................. 14
Figure 52 : Hall d'entrée bâtiment N _ Photo IR & visible..................................................................... 15
Figure 53 : Entrée CDI _ Photo IR & visible ........................................................................................... 15
Figure 54 : Mur rideau Bâtiment L _ Photo IR & visible ........................................................................ 16
Figure 55 : Façade Sud-Est Bâtiment L _ Photo IR & visible .................................................................. 16
Figure 56 : Façade Nord-Ouest Bâtiment L _ Photo IR & visible ........................................................... 17
Figure 57 : Façade Nord Bâtiment L _ Photo IR & visible ...................................................................... 17
Figure 58 : Menuiserie salle M31 _ Photo IR & visible .......................................................................... 18
Figure 59 : Pont thermique structurel salle M34_ Photo IR & visible ................................................... 19
Figure 60 : Vitrage avec radiateur Salle N12 _ Photo IR & visible ......................................................... 19
Figure 61 : Vitrage sans radiateur Salle N12 _ Photo IR & visible ......................................................... 20
Figure 63 : Radiateur salle N20_ visible ................................................................................................ 20
Figure 62 : Radiateurs salle N20_ IR ...................................................................................................... 20
Figure 64 : Porte fenêtre cafétéria_ Photo IR & visible......................................................................... 21
Figure 65 : Rideaux intérieurs bureau Mr Bruno_ Photo IR & visible ................................................... 21
Figure 66 : Briques de verre Salle CDI_ Photo IR & visible .................................................................... 22
Figure 67 : bouche de soufflage salle CDI_ Photo IR & visible .............................................................. 22
Figure 68 : exploitation des données recueillies dans les questionnaires ............................................ 25
Figure 69: Zonage du RDC du bâtiment N16 ......................................................................................... 31
Figure 70: Zonage du R+1 du bâtiment N16 ......................................................................................... 31
Figure 71: Zonage du R+2 du bâtiment M17 ......................................................................................... 31
Figure 72: Vue d’ensemble du bâtiment M17 et des bâtiments environnants créant des masques
solaires .................................................................................................................................................. 33
Figure 73 : Arrière du bâtiment M17 .................................................................................................... 33
Figure 74 : Vue en contrebas du bâtiment M17 et comparaison réalité-modélisation ........................ 34
Figure 75 : Vue de la façade ouest du bâtiment N16 ............................................................................ 34
Figure 76 : Vue générale du bâtiment N16 par la façade est ................................................................ 35
Figure 77 : vue du parking bâtiment N : t comparaison réalité-modélisation ...................................... 35
Figure 78 : Zonage du RDC du bâtiment L12 ......................................................................................... 36
Figure 79 : Vue arrière du CDI - Salle de projection et Chaufferie ........................................................ 37
Figure 80 : Vue de l'entrée du CDI-simulation et photo........................................................................ 37
Figure 81 : Vue de la façade Sud du CDI ................................................................................................ 37
Figure 82 : Evolution de la température dans la salle M34 Bâtiment M17 lors des vacances de
toussaint ................................................................................................................................................ 40
Figure 83 : Evolution de la température dans la salle M34 du 21 au 27 novembre ............................. 41
Figure 84 : Consommations de chauffage du bâtiment M17................................................................ 42
Figure 85 : Consommations de chauffage du bâtiment N16 ................................................................ 43
Figure 86 : Consommations de chauffage du CDI ................................................................................. 45
Figure 87 : Organigramme des préconisations ..................................................................................... 48
Figure 88 : Explication de la provenance de la RT globale ou de la RT élément par élément .............. 49
Figure 89 Mousseur hydroéconome ..................................................................................................... 52
Figure 90 Exemple de plante verte ....................................................................................................... 52
Figure 91 : Evolution des besoins du bâtiment N16.............................................................................. 54
Figure 92 : Schématisation de la solution ............................................................................................. 56
Figure 93 : Schématisation de la solution ............................................................................................. 56
Figure 94 - Polystyrène avec bardage ................................................................................................... 56
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Figure 95 - Polystyrène enduit .............................................................................................................. 56
Figure 96- Laine minérale avec bardage ............................................................................................... 57
Figure 97 - Laine minérale enduite........................................................................................................ 57
Figure 98 - Fibre de bois ....................................................................................................................... 57
Figure 99 - Fibre de bois avec contrelattage ......................................................................................... 57
Figure 100 : Evolution des besoins en fonction de l’épaisseur d’isolant sur les allèges et linteaux ..... 58
Figure 101 : Schématisation de la solution ........................................................................................... 59
Figure 102 : Schématisation de la solution ........................................................................................... 59
Figure 103 : plancher bas en béton plein isolé en sous-face ................................................................ 60
Figure 104 : Evolution des besoins en fonction de l'épaisseur d'isolant sur plancher bas ................... 61
Figure 105 - Schéma de principe de rénovation de la toiture terrasse ................................................. 62
Figure 106 - Photographie d'une rénovation de toiture terrasse ......................................................... 62
Figure 107 : Evolution des consommations en fonction de l’épaisseur d’isolant sur le plancher haut 63
Figure 108 - Schématisation de l'insertion de la nouvelle fenêtre et réduction le pont thermique .... 64
Figure 109 : Comparatif des gains sur les consommations de chauffage selon les solutions techniques
............................................................................................................................................................... 66
Figure 107 : Schéma de principe de la chaufferie existante (gauche) et de la chaufferie avec nouvelle
régulation (droite) ................................................................................................................................. 69
Figure 111: Distance maximale réglementaire des volets de désenfumage........................................ 71
Figure 112: Hauteur réglementaire d'installation des bouches ........................................................... 71
Figure 113 : Schéma de principe de la disposition des gaines de désenfumage .................................. 72
Figure 114 - Schéma de principe d'une ventilation double flux............................................................ 75
Figure 115 : Schéma de principe de la chaufferie (Solution 1) ............................................................. 77
Figure 116 : Monotone de puissance issue de la simulation (solution 1) ............................................. 78
Figure 117 : Schéma de principe de la chaufferie (solution 2) ............................................................. 80
Figure 119 : Schéma de l'installation des brises soleil .......................................................................... 83
Figure 120 : Schéma de principe de la chaufferie (solution 3) .............................................................. 86
Figure 122 : Indice d’isolement acoustique de deux parois .................................................................. 89
Figure 121 Panneaux à lames de bois disjointes ................................................................................... 89
Figure 124 : Eléments responsables de la transmission du bruit extérieur .......................................... 91
Figure 125 : Affaiblissement acoustique de deux fenêtres par bandes d'octave ................................. 92
Figure 126 : Schéma de principe d'un plafond suspendu ..................................................................... 92
Figure 127 : Coupe d’une chape flottante avec un isolant Isover Fonas M .......................................... 93
Figure 128 : Capture d’écran du logiciel Autodesk ECOTECT ................................................................ 93
Figure 130 : Temps de réverbération calculés avec ECOTECT selon les variantes et l'occupation ...... 94
Figure 126 : Ilots acoustiques Rockfon Eclipse ...................................................................................... 94
Figure 131 : Aperçu de la modélisation du CDI sur Ecotect .................................................................. 95
Figure 132 : Temps de réverbération calculés avec ECOTECT selon les variantes et l'occupation ....... 95
Figure 133 : Silencieux cylindrique à bulbe ........................................................................................... 96
Figure 134 : Répartition des luminaires de type TPS 682 à tubes fluorescents .................................... 97
Figure 135 : Courbes isolux de la grande zone de travail après réorganisation de l’éclairage ............. 98
Figure 136 : Courbes isolux de la bibliothèque après réorganisation de l’éclairage ............................ 98
Figure 137 : Modèle 3D de la salle du CDI après réorganisation de l’éclairage et en présence des
panneaux acoustiques ........................................................................................................................... 99
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Liste des Tableaux
Tableau 1 : Relevés météorologiques de Toulouse de 1978 à 2008 ....................................................... 5
Tableau 2 : Tableau comparatif des données climatiques de Toulouse et d’autres grandes villes ........ 5
Tableau 3 : Parois des bâtiments M et N .............................................................................................. 15
Tableau 4 : Parois du bâtiment L (C.D.I) ............................................................................................... 15
Tableau 5 : Catalogue des vitrages des bâtiments N & M .................................................................... 17
Tableau 6 : Catalogue des vitrages du bâtiment L ................................................................................ 18
Tableau 7 - Photographies des ouvertures des bâtiments N et M ....................................................... 19
Tableau 8 - Photographies des ouvertures du bâtiment L .................................................................... 20
Tableau 9 : surfaces déperditives Bâtiment N ...................................................................................... 21
Tableau 10 : surfaces déperditives Bâtiment M.................................................................................... 22
Tableau 11 : surfaces déperditives CDI ................................................................................................. 22
Tableau 12 : Coefficients de besoins de chauffage en fonction de l’ancienneté des bâtiments .......... 24
Tableau 13 : Consommations de chauffage pour chacun des bâtiments du lycée ............................... 25
Tableau 14 : Débits à prendre en compte par occupant ....................................................................... 33
Tableau 15 : Valeurs minimales d’éclairement par zone ...................................................................... 34
Tableau 16 : valeur du coefficient maximal Cep selon la zone et le type de chauffage ....................... 35
Tableau 17 : Tableau des isolements acoustiques standardisés pondérés selon l’usage du local (arrêté
du 25 avril 2003) .................................................................................................................................... 37
Tableau 18 : Tableau des temps de réverbération à respecter en fonction de l’usage des locaux ...... 38
Tableau 19: Prescriptions définies sur quelques applications utiles dans le lycée ............................... 39
Tableau 20 : Angles de défilement en fonction des luminances des lampes ....................................... 40
Tableau 21 : luminances des luminaires réfléchis dans l’écran selon la qualité de l’écran .................. 40
Tableau 22 : Liste du matériel disponible ............................................................................................. 42
Tableau 23: Tableau des mesures acoustiques des bâtiments M et N ................................................. 49
Tableau 24 : Coefficient de réflexion des surfaces de la salle S21 ........................................................ 56
Tableau 25 : Coefficient de réflexion des surfaces de la salle S27 ........................................................ 60
Tableau 26 : Coefficient de réflexion de la salle N30 ............................................................................ 61
Tableau 27 : Coefficient de réflexion des surfaces du bureau N20 ...................................................... 63
Tableau 28 : Eclairements indiqués par la norme NF X 35-103 ............................................................ 63
Tableau 29 : Coefficients de réflexion mesurés au CDI ......................................................................... 64
Tableau 30 : Inventaire des luminaires existants .................................................................................. 66
Tableau 31: Récapitulatif des puissances installées en éclairage et informatique pour les bâtiments M
et N ........................................................................................................................................................ 39
Tableau 32 : Débits de ventilation dans les locaux du bâtiment L12 .................................................... 44
Tableau 33 : Scénario d’occupation du bâtiment L12 ........................................................................... 44
Tableau 34 : Scénario de puissance installée par éclairage et informatique dans le bâtiment L12 .... 44
Tableau 35 : Indice IPEA année 2010 .................................................................................................... 50
Tableau 36 : Tableau des Résistances thermiques des murs extérieurs ............................................... 55
Tableau 37 : Tableau des Résistances thermiques du plancher bas ..................................................... 60
Tableau 38 : Valeurs des ponts thermiques du plancher bas ............................................................... 60
Tableau 39 : Tableau des Résistances thermiques de la toiture terrasse ............................................. 62
Tableau 40 : Tableau des coefficients de transmission du vitrage et de la menuiserie ........................ 63
Tableau 41 : Comparatif des consommations de chauffage selon les solutions techniques ................ 65
Tableau 42 : Tableau des débits par types de salles ............................................................................. 68
Tableau 43 : Débits d'extraction et d'insuflation à appliquer dans les circulations en fonction de l’UP
............................................................................................................................................................... 70
Tableau 44 : Sénario des débits en fonction des heures....................................................................... 72
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Tableau 45 : Caractéristiques et coûts des systèmes de ventilation (solution 1 et 2) .......................... 75
Tableau 46 : Caractéristiques et coût de la chaufferie (solution 1) ...................................................... 78
Tableau 47 : Tableau des résistances thermiques de l’isolant des murs extérieurs ............................. 79
Tableau 48 : Caractéristiques et prix de la chaufferie (solution 2) ....................................................... 81
Tableau 49 : Tableau des résistances thermiques de l’isolant des murs extérieurs ............................. 82
Tableau 50 : Caractéristiques et coût des systèmes de ventilation (solution 3) ................................... 85
Tableau 51 : Caractéristiques et prix de la chaufferie (solution 3) ....................................................... 87
Tableau 52 : Coût des luminaires .......................................................................................................... 97
Tableau 53 : Récapitulatif des puissances installées ............................................................................. 99
Tableau 54 : Prix des blocs T5 ............................................................................................................. 100
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Bibliographie
TEXTES RÉGLEMENTAIRES, D’APPLICATION OBLIGATOIRE
 Relatifs { l’éclairement (niveau, uniformité, commande, entretien…) :
 Décret 83-721 du 2 août 1983 (articles R. 232-7 à R. 232-7-10 du Code du travail) et
décret 83-722 du 2 août 1983 (articles R.235-1 à R. 235-2-3 du Code du travail) fixant
les règles relatives { l’éclairage des lieux de travail auxquelles doivent se conformer
les maîtres d’ouvrage entreprenant la construction ou l’aménagement de bâtiments
destinés { l’exercice d’une activité industrielle, commerciale ou agricole (+ circulaire
d’application du 11 avril 1984 relative au commentaire technique des décrets).
 Arrêté du 23 octobre 1984 relatif aux relevés photométriques sur les lieux de travail
et aux conditions d’agrément des personnes et organismes pouvant procéder { ces
contrôles.
 Journal officiel de la république française pour les tableaux des décrets concernant
l’acoustique des bâtiments { usage d’enseignement.
NORMES
 Relatives { l’installation électrique et d’éclairage :
NF C 15-100 : « Installations électriques à basse tension ».
 Relatives aux luminaires :
Les luminaires doivent répondre aux normes européennes harmonisées de la série NF
EN 60-598. Ces normes visent essentiellement la sécurité des luminaires.
 Relatives { l’éclairagisme :
NF EN 12464-1 : Éclairage des lieux de travail – intérieurs.
NF C 71-121 : Méthode simplifiée de prédétermination des éclairements dans les espaces
clos et classification correspondantes.
NF X 35-103 : Principes d’ergonomie visuelle applicables { l’éclairage des lieux de
travail.
NF EN 13032-1 : Lumière et éclairage - Mesure et présentation des données
photométriques des lampes et des luminaires - Partie 1 : Mesurage et format de
données.
NF EN 13032-2 : Mesure et présentation des caractéristiques photométriques des
lampes et luminaires - Partie 2 : Présentation des données utilisées dans les lieux de
travail intérieurs et extérieurs.
 Relatives aux établissements recevant du public
Règlementation des ERP : (www.sitesecurite.com et www.legifrance.gouv.fr), d’après
l’arrêté du 4 juin 1982 consolidé le 16 mai 2010
AUTRES
 www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_9973.htm
 www2.ademe.fr/servlet/list?catid=15030
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




www.cstb.fr/fileadmin/documents/telechargements/Guide_CPE_V1_15_02_10.pdf
www.rockfon.fr
www.sitesecurite.com
www.acouphilie.fr
www.ademe.fr
 Guide Energétique de l'ADEME 1999
 Modélisation des performances énergétique du parc existant - Agence Nationale de
l'Habitat
 Catalogue CIAT
 Magazine Agence Qualité Construction, Janvier Février 2009, N°112
 Magazine Agence Qualité Construction, Juillet Août 2008, N°109
 Le coût des travaux du bâtiment, Groupe Moniteur (Editions du Moniteur), Paris
2007-20090
 Caractéristiques des produits pour la construction durable, Groupe Moniteur
(Editions du Moniteur), Paris 2008
 La rénovation écologique, Pierre Lévy, Editions terre vivante, Mens, 2010
GROUPE 1
107
21/10/2010
GROUPE 1
108
21/10/2010
ANNEXES
GROUPE 1
109
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AUDIT ENERGETIQUE ET CONFORT LYCEE BELLEVUE

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