L’architecture bioclimatique, structures et analyses d’espaces batis.

Durant la première semaine nous avons décidé de nous pencher principalement sur les grands principes de l’architecture bioclimatique et des systèmes de représentation en deux et trois dimensions ainsi que sur la répartition des forces dans une structure. Lors de la deuxième semaine, nous nous sommes concentrés sur l’analyse du bâtiment de Prabouré, et nous avons mis en place une sorte de « cahier des charges » pour la réalisation d’une voûte Bioclimatique. Il y a tant de paramètres à prendre en compte que nous n’avons pas eu le temps d’aboutir à une proposition définitive...

LA REPRESENTATION ET LE VOLUME

En commençant par imaginer notre maison idéale, nous avons découvert différents principes qui doivent être pris en compte lors du processus de création d’un projet :
 L’échelle de représentation et les dimensions des meubles communs
 La relation entre plan coupe et façade ainsi que le dimensionnement d’un escalier
 La cotation des espaces intérieurs et extérieurs
 La technologie d’aujourd’hui nous permet de faire des plans en trois dimensions. C’est grâce au logiciel gratuit « sketch up » que nous avons découvert ce procédé. Ce logiciel innovant permet de transformer à l’infini des plans, et de pouvoir tourner virtuellement autour de notre « œuvre ».

Bien entendu nous nous sommes exercés à la représentation manuelle avec le traditionnel crayon de papier et la feuille blanche. (L’horreur des écrivains l’est pour nous aussi !!) Ainsi nous avons pu expérimenter tour à tour l’axonométrie, la perspective avec son fameux point de fuite, le dessin à main levée de paysages, ainsi que le dessin au (T) et à l’équerre.

L’INTEGRATION INTELLIGENTE AU SITE ET LA REGULATION THERMIQUE NATURELLE

Lorsqu’on construit un bâtiment, il faut aussi penser à l’intégrer à l’environnement et à son site naturel (la topographie). Il faut réfléchir à l’orientation de la maison en fonction du climat local. D’autres paramètres doivent être pris en compte comme la végétation qui diffère selon la région et l’altitude. Dans les régions où on peut planter aussi bien des feuillus que des conifères, on veillera à mettre les conifères au nord de la maison car ces arbres protégeront du froid, de l’humidité et du vent froid tout le long de l’année. Au contraire, au sud de la maison on plantera plutôt des feuillus car ceux-ci perdent leurs feuilles en hiver et cela permettra au soleil de passer, alors qu’en été les feuilles feront barrière aux rayons du soleil et à sa chaleur. Respecter ces petits principes et bien d’autres, c’est déjà construire un bâtiment bioclimatique.

LE BOIS ET LA STRUCTURE

Nous nous sommes ensuite penchés sur les différents types de Bois massifs ou reconstitués qui peuvent servir dans la construction. Le bois est en effet un matériaux fibreux, et donc orienté, il faut en tennir compte lors de sa mise en oeuvre. Il est aussi vivant, et irrégulier, il existe donc des critères pour les classer par qualité. Il présente l’aventage d’etre un stock de CO2 naturel et son utilisation peut freiner l’effet de serre qui perturbe l’équilibre de la planète. Certains bois sont naturellement imputrécibles, maisla plus part redouttent l’eauEau / EauxL’eau est un concept très largement abordé au sein des stages Objectif Sciences, que ça soit sous la forme de Vacances Scientifiques ou de Classes Sciences pour les établissements scolaires, et ce dans tous les pays où l’association est présente (Polynésie, France, Québec...). lors d’un contact prolongé, et sans aération. Certaines espèces sont indiquées pour une utilisation en structure porteuse, et d’autres en parement, voire pour des travaux minutieux de sculpture. voire le site internet du CNDB http://www.cndb.org/infotheque/info...

Nous avons étudié la résistance du bois aux différentes forces pouvant agir dessus en construisant des maquettes de ponts en balsa (un bois très léger) et en les cassant grâce à une masse plus ou moins importante. La construction de ces maquettes nous a permis de nous pencher sur diverses structures utilisées aussi bien dans la construction de ponts que dans la construction de bâtiments. Ainsi, nous avons fabriqués deux ponts différents. Le premier est un pont en « ferme », le deuxième est un pont en treillis. Une « ferme » est un triangle qui sert de structure à la plupart des toitures. Celle-ci est toujours contreventée, c’est-à-dire qu’on la solidifie grâce à divers éléments qui forment des triangles entre eux et avec la structure d’origine. En effet, le triangle est la seule figure géométrique qui ne se déforme pas (à moins d ecasser).

Nous avons ensuite cassé les ponts afin de pouvoir étudier le rapport entre la masse du pont et celle qu’il peut supporter et de voir comment et pourquoi le pont a cassé.

ANALYSE THERMIQUE

Placement des capteurs thermiques (iButton) à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment pour analyse. Nous avons commencé par posé des capteurs thermique à différents endroits du centre. Nous avons relevé qu’une chambre vide orientée au Nord étais très froide et humide alors qu’une autre chambre à l’Est l’est moins. Et d’autant moins si elle est occupée car un etre humain dégage 80Watt/h au repos en moyenne.

ANALYSE DU CENTRE DE PRABOURE

Au cours de notre analyse du centre nous avons relevé un certain nombre d’inconvénients dans les couloirs et les pièces qui le constituent. Nous allons tenter de faire un état des lieux rapide de la situation afin de montrer les améliorations que nous avons jugées les plus importantes pour que les séjours futurs soient améliorés.

Nous avons d’abord remarquée que d’une façon générale, la lumière manquait cruellement dans les espaces de circulations, ce qui est du à la distribution des salles d’activités en façade au détriment des couloirs... L’utilisation de pavés de verre y plierait économiquement à défaut de ré agencer la totalité des circulations. L’élargissement de certains couloirs du niveau B serait agréable. Une solution de puits de lumière réflecteurs qui devraient traverser 3m de hauteur (niveau O) serait inefficace, coûteux et entraînerait rapidement des problèmes d’étanchéité.

L’espace de « l’entrée » fait plus penser à un espace de circulation étroit qu’à un espace d’accueil. On se sentirait tout de suite mieux si l’on pouvais profiter d’une double hauteur sous plafond à cet endroit, et de lumière naturelle accompagnée d’une vue sur l’extérieur bien entendu.

L’acoustique du grand réfectoire et de la piscine sont à revoir pour permettre de passer des repas agréables. On peut placer des panneaux absorbants au plafond et/ou en partie haute des murs (car ces matériaux sont fragiles).

La piscine devra être ouverte vers l’extérieur pour que l’on profite de la lumière naturelle, mais on devra aussi mieux l’ isoler thermiquement . La condensation sur les vitres montre bien que celles-ci laissent passer la chaleur. Le projet de serre végétalisée qui servira d’espace tampon est donc une bonne idée. Il est prévu d’installer un caillebotis de bois par terre, ce qui part d’une bonne attention, mais il faudra penser à revoir tout le système de ventilation pour éviter que le bois ne pourrisse, et installer une pompe a chaleur pour éviter de perdre trop de calories dans la ventilation.

ETUDE DE LA VOUTE :

Le projet de voûte est plutôt impressionnant. En effet, la voûte couvrira une grande surface et le dénivelé du terrain sur lequel elle s’appuiera est très important.

Il serait intéressant d’avoir accès à ce qui est en ce moment le toit pour en faire suivant les circonstances une terrasse ou une salle d’activité. Cela entraine qui’il faudra pouvoir couvrir les terrasses quand il pleut ou qu’il fait froid . Une solution en toile tendue permettrait une mise en œuvre manuelle et écologique de ce couvrement.

Structurellement parlant... Pourquoi ne pas intégrer du métal dans la structure pour solidifier la voûte ? On peut aussi bien faire du « bois armé » que du béton armé... Les assembler en treillis intelligent pour que le bois soit en compression et les cables de métal en traction puisque c’est comme cela que travaillent le mieux ces matériaux.

Thermiquement, la ventilation sera différente en hiver et en été. La chaleur monte et donc l’air froid se retrouve en parties basses. Il faudra donc utiliser un système qui permettra d’ouvrir la voûte en été, mais de la fermer en hiver pour retenir la chaleur. On pourra avoir recours à la domotique pour la gestion contrôlée de ce système. Les rayons du soleil vont venir taper directement sur la voûte : il faudra donc veiller à une bonne régulation thermique et une bonne ventilation en été. Des panneaux solaires peuvent couvrir toute la face sud à plus ou moins 20° vers l’est et vers l’ouest pour capter un maximum d’énergie solaire. Ces capteurs pourraient être orientables de façon à se mettre perpendiculaires aux rayons brûlants du soleil en été, et, au contraire, les laisser passer en hiver pour réchauffer la voûte.

EBAUCHE DE PROPOSITION DE VOUTE

Voûte I / toile /systeme de chapiteau / + : léger rapide modulable

Voûte II / structure pyramidale métallique/ + systeme éprouvé et facile à dimensionner, à monter

Voûte III / Voute en bois lamellé collé / Plus cher, plus lourd mais plus esthétique.

Pour les trois solutions, la couverture peut etre en toile, pour II et III en verre. Elle peut aussi etre mixte.

ACTIVITES EXTRA SCIENTIFIQUES

Nous avons aussi eu l’occasion de faire des balades, du VTT, une tentative de cabane dans la piscine, de l’astronomie et de nombreux jeux... C’est las vacances quand meme !