Démarche analytique (fr)
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Au début de tout projet architectural, nous effectuons une analyse approfondie du contexte de la future construction. Cette analyse, un processus assez laborieux et long, nourrira le projet et permettra de faire des choix qui se fondent sur une réflexion soucieuse de l’environnement, de l’économie d’énergie, des exigences du quotidien, du contexte culturel et technique ainsi que de l’environnement paysager et du site.
Cette présentation mettra l’accent sur notre démarche et méthodologie notamment vis-à-vis de nos exigences en termes d'efficacité énergétique, de respect de l’environnement et de la relation du projet avec son site.
Nous verrons notamment que à travers une analyse climatique nous recueillons des informations qui vont nous permettre de tirer le meilleur profit des phénomènes et énergies naturelles et de réduire l’impact du bâtiment sur le climat local.
Une analyse du contexte paysager et de la topographie permettent de maitriser l’impact de la construction sur son environnement immédiat. (fr)
Contexte paysager (fr)
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Afin de contrôler l’impact construit du projet sur le paysage, afin de valoriser au mieux les espaces extérieures existants à travers l’implantation du bâtiment et afin d’exploiter au mieux les propriétés du terrain, nous avons procédé à une analyse précise du contexte paysager et de la morphologie du site.
Le terrain en pente est situé au pied d’un versant Nord, dans une zone pavillonnaire de faible densité. Les constructions se fondent dans le paysage et sont souvent peu visibles depuis la voie publique en raison de la densité importante de la végétation, constituée en grande partie par des chênes verts mais aussi par des haies et des arbustes.
Le pavillon existant, dissimulé derrière un écran végétal relativement dense, est à peine perceptible depuis le chemin des Bousquetiers. Afin de préserver cette prédominance de la végétation au sein de l’espace publique, le projet cherche à se fondre dans son site. Il se définit plus comme un projet de paysage qui cherche à travers son implantation discrète à valoriser et qualifier les espaces extérieurs à son abord.
La recherche de continuités entre le jardin et entre l’intérieur abrité constitue l’un des fils conducteurs pour son développement. La notion de l’habiter ne se limite plus à l’occupation d’un espace à l’abri des intempéries qui s’inscrit entre quatre murs mais elle inclue son environnement, s’ouvre sur la nature et s’en protège avec intelligence. Ce projet cherche à établir un rapport symbiotique entre l’habitation et son environnement, entre l’homme et la nature. (fr)
Morphologie du terrain (fr)
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Un relevé topographique du terrain effectué par un géomètre expert nous a permis d’identifier précisément le relief. Le projet cherche à exploiter et à valoriser les dénivellations présentes dans le but de minimiser les excavations, de conserver et réemployer l’ensemble des terres issues des excavations sur site et de minimiser la hauteur de la construction en extension. (fr)
Température extérieure (fr)
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Le climat méditerranéen présente des fortes amplitudes thermiques à la fois saisonnières et journalières. A des étés très chauds s’opposent des hivers très rigoureux. Les nuits sont mêmes en période estivale souvent fraîches.
L’architecture doit alors viser à réduire les amplitudes thermiques notamment en période estivale, conserver au mieux la fraicheur nocturne au courant de la journée et empêcher un refroidissement trop important au cours de la nuit.
Les maisons provençales traditionnelles présentent souvent des parois en maçonneries très massives qui jouent le rôle de tampon thermique. Ils emmagasinent la chaleur durant la journée, préservant ainsi la fraîcheur des pièces, et restituent cette chaleur durant la nuit, évitant un refroidissement trop important.
Le projet introduit des éléments de maçonnerie massive afin de tirer profit de ce phénomène thermique exploité depuis des centenaires au sein des bâtiments traditionnels provençaux et généralement ignoré par les constructions des 40 dernières années qui recourent à une isolation par l’intérieur.
Au sein du projet ces éléments sont notamment, dans l’ordre de priorité en ce qui concerne le confort d’été :
- la couverture massive en béton qui reste fraîche grâce à sa constitution et notamment grâce à sa végétalisation : l’air chaud ascendant se refroidi au contact avec le plafond frais créant ainsi un courant de convection qui participe à la climatisation naturelle. Le rafraîchissement du complexe de couverture et de l’air ambiant extérieur est encore augmenté par l’évaporation de l’humidité conservée dans le végétal et dans la terre, soutenue par un arrosage au goute à goute avec des eaux issues de la récupération des eaux de pluie.
- le volume massif correspondant à la suite,
- les blocs maçonnés au sud.
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Course du soleil (fr)
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L’étude d’ensoleillement du site consiste à se renseigner sur les angles d’incidence des rayons solaires en fonction des saisons, des heures et de l’orientation (cf. diagramme solaire). Cette étude doit également considérer les masques de nature construite ou végétale présents aux abords du projet.
Elle permet de faire des choix déterminants sur le fonctionnement climatique du bâtiment et du confort aux abords du dernier notamment durant les saisons chaudes. A savoir :
- la définition de l’emprise et de la forme du bâtiment afin de
o contrôler l’ensoleillement des espaces intérieurs qui va permettre de tirer profit de l’effet de serre durant les saisons froides
o définir le niveau d’exposition des parois qui va conditionner leurs caractéristiques telles que la configuration des ouvertures et la nature des matériaux de revêtement.
o définir le niveau d’exposition des zones aux abords du bâtiment, notamment pour préserver ces derniers d’une surchauffe en été qui se traduirait par une augmentation de la température locale ambiante extérieure susceptible de se propager à l’intérieur, mais aussi afin d’exploiter la nature réfléchissante de certains matériaux de revêtements de sols (gravillons blancs p.ex.) qui permettent d’augmenter l’effet de serre en hiver.
- la disposition des pièces en fonction des usages et des horaires d’utilisation
o tel qu’on peut l’observer au sein des habitations rurales provençales traditionnelles, la position des pièces est souvent choisie en fonction de leur orientation. La journée se déroule en suivant la course du soleil. Ainsi les chambres sont souvent situées au Nord-Est (soleil du matin relativement doux même en période estivale), les cuisines au Sud-Est, les pièces à vivre au Sud ou Sud-Ouest et les espaces servants au Nord.
Afin de pouvoir exploiter au mieux l’ensoleillement notamment au Sud, le projet est doté d’une façade vitrée importante. Celle-ci est protégée du rayonnement solaire d’été par le débord important de la toiture, grâce à la plus grande hauteur angulaire du soleil en saison estivale. L’hiver cependant, quand le soleil est plus bas, la forme élancée donné au débord de la toiture permet de récupérer la totalité du rayonnement incident au niveau des vitrages.
A l’Ouest ce débord est plus important encore car la hauteur angulaire du soleil diminue lors de son avancement vers l’ouest.
La protection du soleil estival et de la chaleur en façade sud peut être encore renforcée par des plantes grimpantes à feuilles caduques qui « tomberaient », guidés par des tuteurs, de la toiture végétalisée, formant ainsi un écran rafraîchissant et une zone tampon entre le vitrage et l’extérieur. Cet écran s’éclaircirait à l’automne avec la disparition des feuilles.
Se prolongeant en partie devant le corps de bâtiment existant, le complexe de toiture contribue également à la protection de la façade sud existante. Celle-ci témoigne actuellement d’importantes surchauffes, rendant cette zone inutilisable en été et causant des surchauffes qui se propagent à l’intérieur. Un renforcement de cette protection par un dispositif de tonnelle sur l’ensemble du linéaire est envisagé sans être formalisé à ce stade.
En hiver la paroi sud vise une récupération de l‘ensemble du rayonnement incident. Une partie du linéaire vitré est combiné avec deux blocs maçonnés lourds. De couleur sombre, ces derniers vont emmagasiner la chaleur produite par le rayonnement incident et ainsi constituer une réserve de chaleur pour la nuit. Le plafond en béton, appartenant à la couverture végétalisée isolée rempli la même fonction. La chaleur produite à l’impact du rayonnement sur le sol intérieur sera stocké dans l’ensemble des éléments lourds de maçonnerie. Ce système peut permettre de maintenir une température de confort dans la pièce sans avoir recours au chauffage pour les périodes hivernales ensoleillées.
La toiture est inclinée vers le Nord ou le bâtiment est plus bas. Cette configuration permet de maximiser l’ensoleillement du jardin notamment au cours de la période hivernale. Elle accompagne la logique de disposition des espaces extérieurs qui sont repartis autour de la maison et qui sont pensée pour être utilisés différemment suivant les saisons. (fr)
Vents dominants (fr)
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La prise en considération des vents permet d’optimiser la ventilation naturelle du bâtiment, de le protéger efficacement contre les vents de pluie mais aussi de protéger les espaces extérieurs.
L’extension est organisée autour de deux axes perpendiculaires opposant des ouvertures sur l’extérieur. Ils permettent de créer des courants d’air traversant qui ont leur importance notamment pour le confort d’été, grâce à la diminution de la température ressentie qui décroit avec l’augmentation de la vitesse de l’air et grâce au rafraîchissement du bâtiment lors de la ventilation nocturne. La mise en place de menuiseries à soufflet en partie haute permettra la régulation de l’intensité indépendamment de la présence des habitants et d’évacuer efficacement l’air chaud.
La toiture végétalisé, incliné vers le Nord et mourant au sol à l’Est permet de dévier les vents froid et souvent désagréable durant les mi- saisons de la face sud du bâtiment, ou la toiture est la plus élevée. Ces espaces extérieurs, dédiés à un usage en dehors des mois chauds de l’été sont ainsi bien protégés de la Tramontane et du Mistral.
La végétalisation de la toiture crée des perturbations des courants d’air en contact avec la dernière, ralenti la vitesse à proximité du sol et empêche la formation de zones de dépression trop importante. (fr)
Fréquence et intensité des pluies (fr)
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Le climat méditerranéen comporte des saisons aux pluviométries très différentes. Tandis que le niveau des précipitations est relativement important autour des mois d‘hiver, les pluies sont plus rares mais souvent très intenses durant la période estivale.
Ce fait demande à faire des réserves d’eau durant les mois abondantes en pluie pour pouvoir disposer d’eau durant les mois secs.
Le projet prévoit un bassin de rétention des eaux de pluie conséquent permettant de stocker les eaux de pluie recueillis par la toiture végétalisée. Situé au pied de la toiture végétale, à l’endroit où celle-ci rejoint le sol, les eaux recueillis sont acheminées en traversant les différentes couches constituant la végétalisation de la toiture. Terre végétale, géotextile, couche à granulats et couche drainante, grâce à leurs pouvoirs filtrants différents, peuvent rendre cette eau propre à une utilisation domestique et ainsi contribuer à une réduction importante de la consommation de l’eau du réseau.
Durant les saisons sèches, le niveau d’humidité dans la terre de la couverture est, en retour, assuré par un arrosage au goutte-à-goutte automatisé qui puise dans la réserve d’eau de pluie. Le maintien d’un taux d’humidité suffisant permet notamment, comme évoqué plus haut, d’assurer un rafraîchissement de l’atmosphère ambiante. De ce fait, le projet peut, à son échelle, avoir un micro-impact sur le climat local. (fr)
L’inertie de la terre (fr)
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Le pouvoir inertiel de la terre, souvent exploitée par les constructions ancienne, a souvent été oublié dans les constructions des dernières décennies. Notamment lorsqu’on pense aux maisons individuelles, construites sur vide sanitaire, qui se prive de la capacité de cette masse naturelle à réguler les variations de température, souvent excessives et inconfortables dans ce type de construction. Afin de retrouver un certain confort on est alors obligé à recourir à des équipements de climatisation énergivores.
Le projet cherche à exploiter le pouvoir inertiel de la terre en l’utilisant que masse naturelle rapportée d’une part, et tirant profit de l’inertie terrestre du sol d’autre part.
Le premier cas concerne notamment la toiture végétalisée entre autre constituée d’une forte épaisseur de terre qui contribue à sa capacité à s’opposer à une surchauffe du bâtiment.
L’inertie du sol est exploitée par le projet de deux façons différentes : la mise en relation thermique du bâtiment avec le sol à une profondeur suffisante et l’adduction d’air au travers de conduits enterrés.
Les deux façons cherchent à tirer profit de la température quasiment constante que l’on retrouve à une profondeur supérieure à 1,5m. A cette profondeur, la température de la terre est plus ou moins égale à la température moyenne annuelle et elle ne varie que très peu.
Pour les environs de Toulon, cette température est de 15.9°C. 19°C, c’est la température de confort en hiver et 22°C la température de confort en été. On voit qu’il n’y a seulement 4°C et 6°C de différence entre les températures de confort respectives et celle de la terre.
Le projet prévoit un niveau semi-enterré, se situant en dessous de la masse constituée par le volume de la chambre. Cette dernière s’appuie ainsi en profondeur et les fondations, seuls ponts thermiques incontournables du bâtiment avec l’extérieur sont en contact avec une terre à 15.9°C. La pièce qui se situe au Nord du volume massif est une pièce tampon non-chauffé par des moyens artificiels, essentiellement destinée à un usage estival. Très bien isolée, elle offrira une température très peu variable au cours des saisons légèrement supérieure à celle du sol grâce aux apports solaires dont bénéficiera la masse au niveau supérieur.
La masse peut ainsi efficacement jouer son rôle d’accumulateur sans accuser trop de déperditions vers l’extérieur en saison froide, alors que durant la saison chaude, abrité du soleil, elle puisera la fraîcheur (relative par rapport à la saison) de la terre.
L’autre système qui vise l’exploitation de l’inertie du sol est le puits canadien. L’air neuf, avant d’être acheminé à l’intérieur sera conduit sur une quinzaine de mètres à travers un réseau enterré pour être préchauffé/refroidi à la température du sol. (fr)