Etude de cas : les bureaux du TCI par AB Lall.

Concept
Bien que climatisé, le bâtiment tente de tirer avantage au mieux de son environnement afin d’améliorer son efficacité énergétique.
La stratégie de composition s’inspire du dispositif introverti des traditionnelles havelis (maison àcour indienne). La cour centrale où se trouve la fontaine et les bassins permet d’offrir un cadre naturel privilégié aux bureaux qui l’entourent. La façade est conçues comme un mur épais isolant doté de petites ouvertures basses qui assurent la ventilation et de plus hautes afin d’assurer l’éclairage naturel des bureaux dans leur profondeur. La sélection des matériaux et des équipements de contrôle du confort interne a été effectuée de manière àréduire au maximum les consommations futures d’énergies mais c’est sans doute sur le caractère passif de l’enveloppe même du bâtiment qu’on été concentrés les plus gros efforts de conception.

Hypothèses de départ de l’architecte :

1.l’air conditionné reste une technologie coà»teuse tant pour l’installation qu’au fonctionnement

2.ce coà»t est largement dà» au transfert de chaleur qui se fait par l’enveloppe du bâtiment

3.pour rendre l’air conditionné moins coà»teux, la meilleure stratégie est de limiter les besoins en amont en travaillant plus sur l’isolation et la réduction des surfaces exposées au soleil.

Description :
Ces bureaux ont été conçus afin de répondre aux critères de confort de travail contemporains, intégrant les nouveaux systèmes de technologies de communication, et permettent par leur flexibilité une possible évolution dans le temps.
Le bâtiment est installé sur une typique parcelle rectangulaire d’une une zone institutionnelle en cours de développement. Les trois étages sont posés sur un soubassement abritant les services et quelques espaces de travail.
L’ensemble de la construction est basée sur une grille structurelle de 1,4 m par 1,4 m qui commande le dessin du système d’air conditionné, des éclairages, des partitions intérieures ainsi que les ouvertures en façade de manière àassurer cette flexibilité d’aménagement.
Le bâtiment contient une cour intérieur et trouve son entrée principale par le biais d’une cour d’accueil plantée et ombragée.

Exposition :
Le bâtiment adopte une forme rectangulaire compacte avec une hauteur minimale afin de limiter son exposition aux conditions climatiques. Les ouvertures des murs externes sont dessinées pour répondre àdeux fonctions : de petites ouvertures pour donner un minimum de vues sur l’extérieur et assurer la ventilation, de plus larges en partie haute pour assurer un éclairage naturel de qualité dans les bureaux. Au final, les ouvertures représentent 18% de la surface extérieure des murs.
Aussi bien la cour d’entrée que la cour intérieure vers lesquels s’ouvrent beaucoup plus largement les espaces, sont dotées d’une structure fixe assimilable àune pergola qui supporte des écrans mobiles ajustables au gré des saisons.

Isolation :
L’orientation du bâtiment est déterminée par les contraintes urbaines du site. La profondeur des fenêtres permet de prévenir les locaux du soleil d’été tout en favorisant l’apport lumineux des rayons d’hiver. Les stores vénitiens intégrés aux ouvertures hautes doivent être ajustés trois fois pas an par le personnel afin de mieux diffuser les rayons du soleil et assurer une réflexion plus large de la lumière sur le plafond des espaces de travail. Les larges parois vitrées autour des deux cours sont protégées par les pare soleil situés en partie haute.

Transfert de chaleur :
En principe le bâtiment se comporte comme une masse lourde isolée par l’extérieure. Les murs sont ainsi isolés par 25 mm de polyuréthane protégés du soleil par le parement extérieur en grès rouge. L’isolation de la toiture consiste en une épaisseur de 35 mm dotée d’un pavement de céramiques blanches qui réfléchissent les rayonnements du soleil.
Les fenêtres extérieures sont munies de stores pris en sandwich entre les deux épaisseurs de verre tandis que les baies situées autour de la cour centrale sont en simple vitrage du fait du micro climat généré par les ombrages et la présence de l’eau.

Cour et fontaine :
Cette fontaine est un système de circulation continue d’eau doté d’un large bassin et de deux massives colonnes le long desquelles ruisselle l’eau. Ce dispositif permet de maximiser les surfaces d’évaporation de l’eau et contrôler la température de cet espace de manière passive. Les faces du réservoir traitées en marbre blanc reflètent la lumière de l’atrium.

Stratégie interactive pour la climatisation du bâtiment :
A partir de moyennes établies sur les deux extrêmes climatiques dans la région de Delhi, la stratégie de climatisation a été établie de manière àtirer parti des conditions externes.
Durant le printemps et l’automne, la fraîcheur peut être naturellement emmagasinée la nuit par la masse du bâtiment en ventilant les espaces intérieurs. De la même manière aux deux extrémités de l’hiver, l’air chaud devant être rejeté happe l’air frais évitant ainsi l’usage de la tour de refroidissement.
Apres une attentive étude financière une centrale de refroidissement àsystème d’absorption a été installée. Elle permet le refroidissement de l’eau du réseau de climatisation grâce àun réseau auxiliaire de lithium qui absorbe l’eau et sa chaleur par évaporation puis la restitue dans une tour extérieure où l’eau se condense avant de revenir dans le réseau, àbasse température. Le système fonctionne grâce àun moteur diesel dont la chaleur est récupérée pour évaporer l’eau contenue dans le réseau lithium. Ce moteur diesel prend aussi le relais de l’alimentation du réseau électrique lorsqu’une panne de courant advient (chose assez courante) et peut couvrir les besoins maximaux du bâtiment en énergie ce qui évite l’installation du dispositif habituel de batteries et de générateurs.

Distribution de l’air :
Chaque étage fonctionne de manière autonome. Les espaces de chaque étage sont de surcroît gérés par unités de façon àrépondre indépendamment aux pics de demande en climatisation liés aux sollicitations différentes selon l’orientation : les parties les plus exposées aux rayonnements (est et ouest) se partagent la capacité d’apport en air frais durant les périodes les plus critiques de la journée (matin et après midi). Cette disposition tient donc compte de manière fine de l’exposition et des transferts de chaleur qui varient durant la journée.
L’économie la plus significative en terme de climatisation réside cependant dans l’acceptation du client àreconsidérer les standards de conforts dans les bureaux par rapport aux normes internationales usuellement en vigueur en Inde. Il a ainsi été décidé par exemple que lorsque la température extérieure avoisinait les 43°C, une température intérieure de 24°C restait raisonnable pour travailler.
De même une commune décision avec l’architecte a mené àne pas climatiser les espaces de circulation et auxiliaires comme les toilettes et lieux de stockages qui bénéficieront d’une ventilation naturelle assistée.

Eclairages :
La lumière naturelle est la première source d’éclairage. Les stations de travail ne sont pas éloignées de plus de 5 mètres des sources de lumière naturelle. La position haute des fenêtres et leurs systèmes de stores permettent encore une fois d’assurer un éclairage optimal au fil des saisons.
L’éclairage artificiel est assuré par un réseau de lampe ànéon intégré au faux plafond avec un ratio de 19 Watts par mètre carré. Ce dispositif prend le relais lorsque la quantité de lumière naturelle n’est pas suffisante. Des lampes individuelles d’appoint sont fournies pour chaque bureau afin de limiter l’usage du réseau principal lors des heures de nuit. Enfin, les éclairages ponctuels sur les murs ou des Å“uvres d’art complètent le confort visuel d’ensemble.
Le contrôle de l’éclairage artificiel du faux plafond est géré par le personnel. Le réseau est dessiné pour fonctionner en fonction de l’apport naturel afin d’être utilisé en parallèle avec le lever ou le coucher du soleil.

Système structurel et hauteur de planchers :
Avec une hauteur courante de plafond à2,65 mètres dans les bureaux et l’épaisseur nécessaire au passage des fluides dans le faux plafond, la hauteur entre planchers est de 3,5 mètres. Cette faible hauteur vise àminimiser les transferts de chaleur sur les surfaces extérieures verticales des façades. Restreindre la hauteur du bâtiment àtrois étages participe de même àcette volonté. Avec une grande proportion de parties enterrées, le volume du bâtiment utilise le maximum de surface d’occupation du site permise par la réglementation, avec la hauteur la plus faible possible. Les avantages sont multiples : l’énergie consommée pour élever les matériaux de construction pendant le chantier est minimisée, de même l’est l’énergie nécessaire pour alimenter la centrale de refroidissement. Enfin l’avantage majeur est de restreindre la nécessité des ascenseurs : un seul est installé, destiné aux personnes handicapées ou aux invités spéciaux.

Energie grise :
Le choix des matériaux de finition a aussi fait l’objet d’une étude précise. Le critère principal qui a présidé àleur choix est, qu’en accord avec les contraintes de résistance et de performance requises par le client, les matériaux devaient être acheminés d’une localité la plus proche possible et n’avoir fait appel qu’àun minimum de ressources énergétiques dans leur processus de conversion et d’installation. Le parement extérieur est composé de dalles de grès rouge d’Agra et de montant et appui de fenêtres sont en béton préfabriqué. Les sols intérieurs sont en granit pré poli de Jhansi (près de Delhi) ou en pierre de Kotha (Rajasthan).
Le verre et l’aluminium étant les plus gourmands en énergie, leur utilisation est réduite au minimum.

Contrôle et automatisation :
L’automatisation du système de climatisation est assurée par des valves solénoïdes et des thermostats qui régulent le débit d’eau froide vers les unités de contrôle d’air ainsi que l’allumage ou l’extinction de la centrale de refroidissement. Le contrôle de l’éclairage est géré manuellement ou par minuterie.

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Architecte : A B Lall Architects

Année d’achèvement : 1999

Client : Transport Corporation of India Ltd

Surface total bâtie : 2750 m²

Coà»t : 55 millions de roupies soit 1 million d’euros.

Infrastructure (électricité, climatisation, plomberie, ascenseur, pompes et réservoirs) :24 millions de Roupies (440 000 euros)

Gros Å“uvre, faux plafond et pergolas : 30,7 millions de Roupies (560 000 euros)

Espaces verts : 0,35 millions de Roupies (6500 euros)

(Credits to Ashok B Lall Architect)