Installation d’un système de ventilation décentralisé à l’école communale Sart d’Avette à Flémalle

Sommaire

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Contexte

Les travaux de rénovation énergétique de l’école communale Sart dame D’avette située à Flémalle ont été facilités par RENOWATT et ont bénéficié de subsides (sur les postes éligibles) UREBA CLASSIQUE (version 2019).

, facilitateur de la rénovation énergétique en Wallonie.

https://renowatt.be

Pour atteindre les objectifs européens en matière de climat et d’énergie (- 55 % de gaz à effets de serre d’ici 2030), et encourager les collectivités locales à entreprendre des rénovations favorisant l’efficacité énergétique, le projet RenoWatt fournit une assistance globale aux autorités locales pour les épauler dans la rénovation énergétique de leurs bâtiments. Il leur permet :

d’identifier les bâtiments à rénover ;
de préparer un projet de rénovation énergétique de bâtiments publics (y compris en intégrant les subventions régionales) ;
de lancer les marchés publics nécessaires en vue de conclure des contrats de performance énergétique, négocier avec les entreprises et faciliter l’attribution de ces marchés par les pouvoirs publics.

Les 6 étapes du processus RenoWatt

RenoWatt, une initiative du Gouvernement wallon, est un guichet unique qui réalise des audits énergétiques et des études techniques en vue de conclure des marchés de services et de travaux pour la rénovation des bâtiments publics, que ce soit au travers de marchés Design and build (D&B) ou de contrats de performance énergétique (CPE). Dans le cas de l’école de Sart D’Avette, il s’agit d’un projet Design and build.

Actuellement, RenoWatt compte près d’une centaine d’adhérents (villes, communes, provinces, zones de secours et de police, hôpitaux, …) et continue d’être sollicité pour apporter son expertise à d’autres pouvoirs publics. Elle est soutenue par le programme d’investissement ELENA, initiative conjointe de la Banque européenne d’investissement (BEI) et de la Commission européenne dans le cadre du programme Horizon 2020.

La commune de Flémalle a décidé de réaliser des travaux de rénovation dans plusieurs bâtiments, en vue de diminuer leur consommation énergétique et d’améliorer le confort des occupants. La majorité des bâtiments sont des écoles où le confort revêt un intérêt particulier. C’est dans ce cadre que la commune de Flémalle a adhéré à la centrale de marchés RenoWatt, et a intégré les bâtiments suivants, qui bénéficieront donc d’un programme de rénovation énergétique (liste de travaux non-exhaustive) :

École Sart d’Avette (cas d’étude de cet article) : travaux d’isolation des façades, toitures et plafond, remplacement des châssis, réfection de la toiture, ainsi que des investissements sur les équipements techniques (ventilation).
École Jean Beulers : remplacement des chaudières, des circulateurs et de la régulation des systèmes de ventilation, ainsi que l’installation de panneaux PV.
École des Awirs : remplacement de la chaudière, isolation des combles et des toitures plates, ainsi que la rénovation de ces dernières, installation de panneaux PV et de compteurs, …
Service Travaux : installation de compteurs, remplacement des circulateurs, relighting LED, …
E-pole : remplacement des chaudières, installation de compteurs, relighting LED, …

Ces 5 bâtiments totalisant une surface chauffée de 9 907m² et ambitionne de voir leur consommation en énergie primaire diminuer de 33 % en moyenne pour le lot CPE et de 73 % pour le lot D&B, et leur impact CO2 de 34 % en moyenne pour le lot CPE et de 73 % pour le lot D&B, pour un montant total de marchés attribués de : 1 398 961 € TVAC.

Dans le cas de l’école Sart D’Avette, l’avis de marché relatif à la publication des guides de sélection a paru en août 2019 et la commande des travaux a eu lieu en avril 2022. Entre-ces deux dates, les différentes étapes liées à la passation de marchés publics ont été franchies, une entreprise locale spécialisée a été désignée pour réaliser ces travaux.

Programme Ureba

Le projet de rénovation bénéficie d’un subside UREBA classique 2019. UREBA est un programme de subvention de rénovation des bâtiments publics. Les bases légales de ce programme datant respectivement de 1993 et de 2003, une actualisation des conditions d’éligibilité étaient nécessaire. C’est chose faite depuis octobre 2022. Voici un bref aperçu des modifications de conditions :

Types de travaux : Les travaux subsidiés sont plus nombreux et le taux d’intervention financière plus important. Précédemment, le taux de subside était de 30 % des dépenses éligibles, la réforme monte le taux à 40 % des dépenses éligibles. Une surprime est prévue si le projet atteint des niveaux élevés d’efficacité énergétique, dans ce cas, la couverture atteint jusque 52 %. L’utilisation de matériaux bio-sourcés est également valorisée.

Il y a également un incitant financier pour les projets qui vont plus loin en matière de rénovation. Concernant les travaux sur les systèmes de chauffages, seuls les moyens de chauffage renouvelables peuvent faire l’objet d’une demande de subsides (comme une pompe à chaleur ou une chaudière biomasse, par exemple). Les systèmes qui recourent à des énergies fossiles ne sont plus financés.

Introduction des demandes : Les demandes peuvent être introduite à l’aide d’un dossier simplifié, à tout moment, sans devoir respecter une date de dépôt précise.

Voici un tableau comparatif des exigences du programme UREBA classique version 2019 (celle correspondant à ce cas d’étude) et celles de la version actualisée en vigueur depuis octobre 2022.

UREBA Classique 2019

UREBA Classique depuis octobre 2022

L’isolation thermique des parois du bâtiment doit permettre d’atteindre

– Soit des coefficients globaux de transmission inférieurs ou égaux aux valeurs suivantes ;

– Soit des coefficients de résistance thermique supérieurs ou égaux aux valeurs suivante :

Parois de la surface de déperdition du bâtiment

Umax (W/m²K)

Ou Rmin (m²K/W)

Paroi délimitant le volume protégé

Umax

a. Vitrage

En outre, l’ensemble châssis et vitrage présentera un coéfficient de transmission inférieur à

Umax 1.1

Umax 1.8

Fenêtres

Vitrage uniquement

Ensemble châssis et vitrage

Murs – rideaux

Vitrage uniquement

Ensemble châssis et vitrage

Parois transparentes / translucides autres que le verre

– Partie transparente

– Ensemble châssis et partie transparente

1,1

1,5

1,1

1,4

b. Portes

Umax 2

Portes

En cas de remplacement de châssis ou portes, les exigences reprises à l’annexe C3 de l’arrêté du 15 mai 2014 portant sur l’exécution du 28 novembre 2013 relatif à la performance énergétique des bâtiments doivent être respectées pour les amenées d’air dans les locaux

Le coéfficient de résistance thermique R de l’isolant ajouté sera supérieur ou égal aux valeurs suivantes :

Parois délimitant le volume protégé

Rmin de l’isolant ajouté

c. Murs et parois opaques

1° non en contact avec le sol, à l’exception des murs visés au 2°

2° en contact avec un vide sanitaire ou avec une cave en dehors du volume protégé

3° en contact avec le sol

Umax 0.32

Rmin 1.2

Rmin 1.3

Mur

d. Toiture ou plafond séparant le volume protégé d’un local non chauffé non à l’abri du gel

Umax 0.27

Toiture ou plafond

plancher

Objet des travaux de rénovation énergétiques entrepris

Dans ce projet de rénovation “design et build” de l’école communale de Sart d’Avette, il s’agissait d’améliorer la performance énergétique du bâtiment sans repenser la conception du bâtiment. Cette rénovation consiste donc à remplacer des éléments du bâtiment par de nouveaux éléments semblables mais plus performants du point de vue énergétique.

Dans cette optique :

Remplacement du recouvrement de la toiture (+ nouvelle étanchéité par la pose d’une sous-toiture).
Isolation de la toiture par le plancher des combles. / Umax = 0,2W/m².K.
Isolation et pose de crépis sur isolant des murs (440 m²). Umax < 0.24 W/m².K.
Remplacement des châssis double vitrage anciens (292 m²) par de nouveaux châssis Uw < 1.5 W/m².K.
.Installation d’un système de ventilation ( système C)
- OAR montée sur châssis + système extraction d’air mécanisée décentralisé (individualisé, un dans chaque local) asservi à une sonde CO2.

C’est donc une rénovation “simple” qui met en évidence l’interrelation entre l’amélioration de l’enveloppe du bâtiment par l’isolation de la toiture, le remplacement des châssis – qui par voie de conséquence rendent le bâtiment plus étanche à l’air – et l’installation d’un système de ventilation pour assurer le renouvellement d’air. Ce trio indissociable “isolation – étanchéité à l’air – ventilation” entre en ligne de compte même dans le cas d’une rénovation simple puisque, par voie de conséquence, des travaux sur l’un des aspects de ces trois aspects entraînent les deux autres.

L’étanchéité à l’air recouvre :

l’étanchéité intrinsèque des composants ;
l’étanchéité des joints linéaires, à la jonction entre les murs et la toiture, par exemple ;
l’étanchéité des traversées ponctuelles : sortie de la ventilation sanitaire en toiture, par exemple, qui constituent autant de points critiques.

Au niveau de la candidature, voici les performances énergétiques annoncées.

Marché	Surface	Consommation avant travaux	Consommation après travaux	Performance après travaux		Investissement
Marché	Surface	Gaz	Gaz	Energie primaire	Emission de GES	Montant du marché
	m²	kWhEF/an	kWhEF/an	%	%	€TVAC
D&B	880	193 500	52 156	73	73	490 624

Source: dossier de candidature

Rénovation de la toiture et isolation par le plancher des combles

Nouvelle couverture de toiture + pose d’une sous-toiture.

Amélioration de l’enveloppe par l’isolation du toit via le plancher des combles

Isolation des combles (460 m²)

vérification des conditions Ureba au moment de l’introduction de la demande (2019).

Isolation des combles
	Lambda [W/k/m]	e [mm]	U [W/K/m²]	R [K.m²/W]
Dalle béton	1,7	82	21,25	0,05
Laine minérale	0,035	200	0,18	5,71
Résistance superficielles				0,34
Total			0,16	6,10
Critère Ureba	Toiture ou plafond séparant le volume protégé d’un local non chauffé non à l’abri du gel : U<=0,27 -> OK

source = bureau d’étude du projet.

Le cahier des charges impose que la réglementation PEB soit respectée. La valeur U des toitures n’excéde donc jamais 0.2 W/m².K, ou 0.24 W/m².K pour les autres parois.
La pose continue d’une couche homogène de 20 cm de laine minérale sur le plancher des combles permet donc de satisfaire la norme PEB et rencontre également les exigences du programme UREBA classique telles qu’elles étaient au moment de l’introduction de la demande.

Par contre, si la demande était à nouveau introduite via le programme UREBA actualisé (depuis octobre 2022) qui stipule que le coefficient de résistance thermique R de l’isolant ajouté sera supérieur ou égal 6 ; les 20 cm de laine minérale ne suffisent plus car la résistance thermique affichée pour ces 20 cm est de 5,70. Pour satisfaire cette exigence renforcée, il faudra pour un même matériau viser une épaisseur plus grande (22 cm minimum) ou une valeur U inférieure à 0,035. > La résistance thermique d’une couche de matériau

Pour aller plus loin

Si le choix de la laine minérale comme isolant (ep = 20 cm) permet de rencontrer les exigences PEB, au niveau de la performance environnementale il existe des alternatives biosourcées plus écologiques. La performance environnementale n’est pas encore réglementée comme la PEB mais compte tenu des objectifs de décarbonation à atteindre dans les prochaines décennies, sa prise en compte émerge dans les différents nouveaux appels à projets et plans de subventionnement (Plan de relance européen, Plan d’investissement exceptionnel à venir, Ureba exceptionnel 2022, Ureba classique actualisé,…)

A titre indicatif, voici quelques valeurs comparatives de l’énergie moyenne nécessaire à la fabrication de certains isolants.

Energie grise de différents isolants thermiques :

fibres de lin (0,038 W/mK)

fibres de chanvre (0,038 à 0,042 W/mK)

cellulose de bois ( 0,038 W/mK)

laine de mouton (0,039 à 0,042 W/mK)

laine de roche (0,033 à 0,042 W/mK)

Perlite (0,040 à 0,060 W/mK)

laine de verre (0,030 à 0,046 W/mK)

argile expansé (0,09 à 0,16 W/mK)*

panneau de liège (0,040 à 0,042 W/mK)

polystyrène expansé PSE (0,038 à 0,030 W/mK)

polystyrène extrudé XPS (0,029 à 0,035 W/mK)

mousse de polyuréthane PUR (0,021 à 0,028 W/mK)

panneau fibre de bois (tendre) (0,036 à 0,055 W/mK)

verre cellulaire (0,038 à 0,050 W/mK)

30 kWh/m³

40 kWh/m³

50 kWh/m³

55 kWh/m³

150 kWh/m³

230 kWh/m³

250 kWh/m³

300 kWh/m³

450 kWh/m³

850 kWh/m³

1 000 à 1 200 kWh/m³

1 400 kWh/m³

700 à 1 300 kWh/m³

Source : Ecoconso – L’énergie grise des matériaux de construction.

Au fil du chantier

Evacuation de l’isolant d’époque (ancienne couche de quelques centimètres de laine minérale) par une nouvelle couche de 20 cm de laine minérale (lamda = 0,035 W/K/m) + pose d’un pare-vapeur adapté du côté chaud de l’isolant.

livraison de l’isolant (laine minérale) en rouleaux

Dépose des anciens châssis (double vitrage ancienne génération)

Livraison des nouveaux châssis

290 m² environ, soit :

– 25 châssis côté cour,

– 24 châssis côté arrière

– 12 châssis dans les circulations et locausanitaires ;

– 2 portes d’entrées du bâtiment.

Dormant	Dormant 70 mm Living MD
Renforcement total	Oui
Type d’évacuation	A face
Vitrage demandé	DV feuilleté clair 33.2/15/33.2 U=1,0 W/m²K
Parclose	Parcloses rondes MD
Ouvrant	Fixe simple cadre Living MD
Parclose	Parcloses rondes MD
Coefficient thermique	Uw = 1,14 W/m².K

Dormant	Dormant 70 mm Living MD
Renforcement total	Oui
Type d’évacuation	A face
Traverse	Traverse dormant 92 mm Living MD
Vitrage demandé	DV feuilleté clair 4/15/33.2 U=1,0 W/m²K
Parclose	Parcloses rondes MD
Ouvrant 1	Fixe simple cadre Living MD
Parclose	Parcloses rondes MD
Aérateur	Aérateur AR75
Position commande	A gauche
Débit	S 56 m³/H/m
Ouvrant 2	Ouvrant 83 mm 1 vantail LIVING
Parclose	Parcloses rondes MD
Avec rejet d’eau	Non
Quincaillerie	OB1 Concept PVC (Oscillo-battant)
— Quincaillerie —	0
Type de crémone	GAM milieu
Choix sécurité	Basis +
Position variable	0
Couleur de la poignée par défaut	Blanc
Couleur de la poignée par défaut	Blanc
Coefficient thermique	Uw = 1,08 W/m².K

Dormant	Dormant 70 mm Living MD
Renforcement total	Oui
Type d’évacuation	A face
Vitrage demandé	DV feuilleté clair 4/15/33.2 U=1,0 W/m²K
Parclose	Parcloses rondes MD
Ouvrant	Fixe simple cadre Living MD
Parclose	Parcloses rondes MD
Coefficient thermique	Uw = 1,18 W/m².K

Système C+ décentralisé

Aucune ventilation n’était présente avant les travaux de rénovations entrepris. L’école a décidé d’installer une ventilation de type C+ afin d’améliorer la qualité de l’air et de diminuer le temps de surchauffe. Un système individualisé de ventilation est prévu dans chaque local, pour permettre que toute classe fonctionne de manière optimale en fonction de son occupation réelle ! Ce système est constitué de :

Un groupe d’extraction à vitesse variable de 0…240 à 800 m³/h et entraînement direct du ventilateur par moteur EC. Une commande locale reste accessible à l’occupant en cas de nécessité. Position soit murale soit en plafonnier ;
un gainage de pulsion ;
une gaine de prise d’air ;
un rejet d’air équipé d’un anti-retour pour limiter les
entrées d’air parasites dû à la mise en pression des
façades ;
une prise d’air équipée d’un anti-retour pour limiter les
entrées d’air parasites dû à la mise en pression des
façades ;
une sonde CO2-Température pour la commande directe du groupe d’extraction.

L’implantation prévue est la suivante, en considérant 7 classes et le réfectoire !

Avantage du système indépendant par classe :

Faible gainage, donc consommation électrique très faible

Système très compact et fiable – 1 seul appareil actif.

Système avec commande locale pour dérogation de l’occupant.

Système complètement autonome sans horloge ni commande externe.

La surchauffe d’une classe n’impacte pas les autres.

Pas d’effet téléphone entre les locaux, pas d’impact sur la transmission de bruits entre classe.

Pas de gainage en dehors de ces locaux.

Un atténuateur de bruit est prévu pour éviter une hausse du bruit ambiant général.
Objectif : NR35-40. Cependant le bruit généré est fonction du nombre d’occupant et donc en symbiose avec le bruit ambiant.