Travaux de rénovation énergétique à l’école communale La Gaminerie de Lessines

Sommaire

Le projet en images

Les 3 vidéos qui illustrent le contenu de cette page, ci-dessous, c’est à dire l’installation d’un système de ventilation, le relighting et l’isolation de la toiture et par le plancher du grenier sont visibles ici.

Contexte

Le site accueille une école primaire et maternelle sur une surface bâtie de 2455m². Le bâtiment principal date de 1993 et a été rénové en 2020. Il abrite les classes de la section maternelle, des classes de primaires, des bureaux ainsi que les cuisines et les sanitaires. Une extension a été ajoutée à l’école en 2008 afin d’accueillir de nouvelles classes de primaires. Cette extension est encore en bon état et ne nécessite dès lors pas encore de rénovation.

L’accolade de bâtiments avec toiture à 2 pans forment l’extension datant de 2008.

Les travaux de rénovation envisagés ont été accélérés par la nécessité d’une intervention urgente liée à un problème structurel de la charpente. Avant les travaux, ce bâtiment de l’école était source de nombreux inconforts (thermique, visuel, respiratoire…) pour ses occupants. Les travaux de rénovation de la toiture pour résoudre les faiblesses manifestes de la charpente ont dès lors été pensés dans une perspective plus globale incluant plusieurs objectifs, notamment ceux d’une utilisation plus rationnelle de l’énergie mais avec un gain de confort au niveau du climat ambiant intérieur de l’établissement. Si l’objectif premier était donc de solutionner urgemment un problème structurel du bâtiment, un second objectif était de diminuer les consommations énergétiques et le bilan carbone de l’école. Au-delà des aspects techniques, les différents travaux avaient comme objectif majeur d’améliorer le confort des occupants dans le bâtiment.

Pour parvenir à ces objectifs, voici la liste des travaux entrepris :

Le remplacement et l’isolation de la toiture (par le plancher)
(lien vers vidéo) ;
le remplacement des baies : installations de nouveaux châssis et portes ;
le remplacement de l’installation électrique et de la détection incendie ;
le remplacement des installations de chauffage et de ventilation
(lien vers vidéo) ;
la rénovation complète des murs et du sol ;
le placement de panneaux photovoltaïques
(lien vers vidéo). lien vers PPV CER (Communauté d’Energie Renouvelable)

Tous ces travaux ont permis de rendre l’école moins énergivore et grâce à l’installation des panneaux photovoltaïque, l’établissement est devenu producteur d’énergie et s’est engagée dans un projet pilote de communauté d’énergie (voir lien).

Rénovation de la toiture et isolation par le plancher des combles

Avant les travaux.

Pendant le chantier.

Toiture, châssis et protections solaires après travaux.

Les toitures en pentes du bâtiment principal ont été rénovées dans le même esprit que l’extension datant de 2008. L’ancienne couverture en tuiles a donc fait place à une nouvelle couverture en zinc.

Source= auteur de projet

La toiture est isolée via le plancher des combles par une couche isolante de 22 cm de laine minérale. Cette isolation via le plancher des combles permet une économie (de matière et de coût) par rapport à une isolation des pans entiers de toiture. Les combles ne sont pas “habités”, ils servent de local technique. Les installations techniques présentes sont calorifugées.

Schématiquement, il s’agit ici de ce type d’intervention qui permet, lorsque la charpente n’est pas “habitée”, d’isoler la toiture par le biais du plancher des combles, ce qui génère une économie de matière et de coûts.

Note du bureau d’étude présentant une estimation des économies engendrées par l’isolation thermique des toitures :

Type d’affectation de l’immeuble	Ecole
Température moyenne de la saison de chauffe	21°C
Détermination de la température extérieure moyenne de référence Station IRM la plus proche Valeur moyenne des degrés-jours 15/15 de la station T° extérieure moyenne de la zone considérée	Chièvres (Huissignies) 1847 DJ 7°C
Paramètre du bâtiment Coefficient de transmission thermique de la paroi initiale Surface mise en œuvre Durée annuelle de la saison de chauffe	0,2 W/m²K 806 m² 5600 heures
Réduction annuelle de la demande en énergie utile Economies annuelles	82 148 kWh
Réduction annuelle de la consommation annuelle de combustible Corrélation consommation théorique et consommation réelle Economies sur le besoin net en énergie Rendement de l’installation de chauffage actuelle Economie d’énergie	100 % 82 148 kWh 78,43 % * 104 739,92 kWH

* L’installation de chauffage a également été remplacée par deux nouvelles chaudières à condensation dont le rendement est de 90 %. Le calcul ci-dessus n’intègre pas encore ce rendement amélioré de la chaudière.

Les anciennes chaudières atmosphériques datant de 1993 et disposait d’une régulation de type climatiques. Afin de mieux maîtriser la consommation énergétique, le système de régulation lié aux nouvelles chaudières à condensation permet une gestion à distance des producteurs et distributeurs. Les radiateurs, disposant déjà de vannes thermostatiques, ne sont pas remplacés.

Dans le cadre de cette rénovation plus globale, l’enveloppe a également été améliorée au niveau des châssis.

Remplacement des châssis et protections solaires

Note du bureau d’étude présentant une estimation des économies engendrées par le remplacement des châssis :

Type d’affectation de l’immeuble	Ecole
Température moyenne de la saison de chauffe	21°C
Détermination de la température extérieure moyenne de référence Station IRM la plus proche Valeur moyenne des degrés-jours 15/15 de la station T° extérieure moyenne de la zone considérée	Chièvres (Huissignies) 1847 DJ 7°C
Paramètre du bâtiment Coefficient de transmission thermique de la paroi initiale Coefficient de transmission thermique de la paroi Surface mise en œuvre Durée annuelle de la saison de chauffe	3,00 W/m²K 1,4 W/m²K 125 m² 5 600 heures
Réduction annuelle de la demande en énergie utile Economies annuelles	15 680 kWh
Réduction annuelle de la consommation annuelle de combustible Corrélation consommation théorique et consommation réelle Economies sur le besoin net en énergie Rendement de l’installation de chauffage actuelle Economie d’énergie	100 % 15 680 kWh 78,43 % * 25 237,41 kWH

Les ouvertures pour les baies vitrées ont été agrandies afin que les fenêtres deviennent des porte-fenêtre permettant un accès direct vers l’extérieur. Selon les témoignages des enseignantes, ce lien immédiat avec l’extérieur est un vrai “plus” par rapport à la situation d’avant les travaux. Cela impact positivement la vie du groupe-classe et l’autonomie des enfants puisqu’ils peuvent ouvrir-fermer, seuls, les fenêtres de manière sécurisée.

En façade Sud, les châssis sont équipés de protections solaires que les enseignantes peuvent descendre et remonter librement grâce à une commande électrique (mais non automatisée).

Ventilation VMC double flux

Les groupes de ventilation double flux (VMC avec récupérateur de chaleur) sont installés dans les combles non-aménagés.

source = auteur de projet / bureau d’étude

Relighting

“Assurer le confort visuel des enfants c’est leur assurer des conditions lumineuses favorables à une vision sans fatigue, c’est-à-dire une vision ressentie comme non désagréable et dans laquelle le corps humain n’a pas d’efforts à faire pour bien voir et se sentir bien.
Veiller à ce confort visuel est particulièrement important dans les locaux d’apprentissage (qu’il s’agisse de salles de classe traditionnelles ou non, d’ateliers de travaux manuels, ou encore de salles de sport) et dans les espaces de travail dans lesquels les employés ont une activité prolongée.”

Avant le relighting, les sources lumineuses étaient de type “tubes lumineux” énergivores (en moyenne 4 * 35 W par luminaire). Suite aux travaux de relighting, ces anciens luminaires ont été remplacés par des éclairages LED possédant le marquage *L80 /B20.

* Cela veut dire qu’après une durée de vie de 50 000 heures (environ 16 ans), pour 80 % des luminaires, la valeur du flux lumineux est maintenue de telle sorte qu’elle ne tombe pas à moins de 80 % de la luminosité initiale et que 20 % des LED ont une valeur de flux lumineux inférieure à 80 % du flux initial.

Une commande et gestion d’éclairage par détection de présence ou d’absence suivant les espaces.

Il est essentiel d’avoir une dérogation manuelle possible à cette détection automatique (d’absence de préférence). Car le risque est de ne jamais pouvoir éteindre. En effet, avec la généralisation des tableaux interactifs, il est parfois souhaitable de vouloir baisser l’ambiance lumineuse ponctuellement.

Lien vers un complément d’informations relatives à la norme NBN EN 12464-1 réglementant l’éclairage.

Avant les travaux de relighting, la puissance moyenne installée dans l’école était de 20 W/m². Le remplacement des tubes lumineux par des LED ont permis de passer à une puissance à 8W/m². L’’éclairage fonctionne en moyenne 2000 h/an.

Schéma extrait de l’étude lumineuse d’une classe (faite dans DIALux)

Hauteur de la pièce : 2 800 m, hauteur de montage : 2 800 m, facteur de valeurs en Lux, maintenance : 0.90.

Surface	ρ [%]	E_moy[lx]	E_{min [lx]}	E_{max [lx]}	E_min/E_moy
Plan utile	/	471	256	589	0.544
Sol	20	414	244	508	0.590
Plafond	70	104	87	178	0.838
Murs (6)	50	258	88	617	/

Plan utile à 80 cm = hauteur d’une table.
Puissance installée spécifique: 7.30 W/m² = 1.55 W/m²/100 lx (Surface au sol : 62.49 m²).

vidéosSchéma extrait de l’étude lumineuse d’une classe (faite dans DIALux).

Hauteur de la pièce : 2 800 m, hauteur de montage : 2 800 m, facteur de valeurs en Lux, maintenance : 0.90.

Surface	ρ [%]	E_moy[lx]	E_{min [lx]}	E_{max [lx]}	E_min/E_moy
Plan utile	/	227	38	382	1.168
Sol	20	208	42	297	0.200
Plafond	70	45	15	81	0.325
Murs (6)	50	96	6.63	341	/

Puissance installée spécifique : 3.05 W/m² = 1.34 W/m²/100 lx (Surface au sol : 246.83 m²).

Schéma extrait de l’étude lumineuse d’une classe (faite dans DIALux).

Hauteur de la pièce : 2 800 m, hauteur de montage : 2 800 m, facteur de valeurs en Lux, maintenance : 0.90.

Puissance installée spécifique : 3.37 W/m² = 3.12 W/m²/100 lx (Surface au sol : 5.34 m²).

Surface	ρ [%]	E_moy[lx]	E_{min [lx]}	E_{max [lx]}	E_min/E_moy
Plan utile	/	108	63	154	0.586
Sol	20	73	52	89	0.721
Plafond	70	32	19	42	0.591
Murs (6)	50	65	25	213	/

Résumé des travaux de relighting

Puissance moyenne installée avant travaux = 20W/m²

Puissance moyenne installée après travaux = 8 W /m²

Consommation annuelle avant travaux: 36 000 KWh (2000h)

Consommation annuelle après travaux 14 400 KWh (2000h)

L’installation s’accompagne d’une régulation selon détecteurs de présence et d’absence.

Panneaux photovoltaïques

60 panneaux phtovoltaïques;
Capacité du panneau: 250 Wc
Puissance de l’installation = 15 kWc
La production en énergie en 2021 = 10 000 kWh
La consommation d’électricité en 2021 = 30 000 kWh

Au delà de l’installation technique en toiture de panneaux photovoltaïques, c’est toute la communauté scolaire qui s’est investie de manière pro-active dans une réflexion sur l’énergie au sens large. Cette prise en compte des énergétique a percolé dans les activités pédagogiques et c’est toute la collectivité qui se mobilise en action autour de la quetion énergétique.

Dans cet état d’esprit, l’école a pris part à une expérience pilote de mise sur pied d’une Communauté d’Energie Renouvelable (CER) encadrée par IDETA, une agence de développement territoriale de la Wallonie picarde. Plus d’infos sur la page dédiée à ce sujet: voici le lien

L’installation actuelle a été dimensionnée dans un premier temps dans une logique d’autoconsommation propre à l’école. Il reste une grande surface disponible en toiture pour développer l’installation et assurer une plus grande production d’électricité. Pour poursuivre son déploiement, ce projet expérimental de mise en place d’une CER attend les avancées législatives en la matière, à savoir les arrêtés d’éxécution relatifs au décret permettant le partage d’énergie renouvelable au sein d’une communaut d’énergie citoyenne.