Rapport Projet Enjeu _Salle omnisport_

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Rapport Projet Enjeu _Salle omnisport_

  1. 1. 0 Projet Enjeu Groupe X Encadré par Monsieur Driss DLIMI Projet Enjeu Optimisation énergétique de la Salle omnisport de l'Ecole Centrale Casablanca
  2. 2. 1
  3. 3. 2 Contents Introduction ...................................................................................................................................................................3 Présentation de l’équipe : .............................................................................................................................................3 Définition du champ de l'étude...................................................................................................................................3 Méthodologie de travail :..............................................................................................................................................4 Etude documentaire :....................................................................................................................................................5 Etude technique.............................................................................................................................................................6 Partie Electrique :......................................................................................................................................................6 Collecte d’informations et de données .............................................................................................................6 Traitement des données ......................................................................................................................................8 Analyse des résultats et diagnostique ................................................................................................................8 Propositions de solutions....................................................................................................................................9 Partie Eau.................................................................................................................................................................11 Collecte d’informations et de données ...........................................................................................................11 Traitement des données ....................................................................................................................................12 Analyse des résultats et diagnostique ..............................................................................................................12 Proposition de solutions ...................................................................................................................................13 Partie Acoustique....................................................................................................................................................16 Collecte d’informations et de données ...........................................................................................................16 Traitement des données ....................................................................................................................................16 Analyse des résultats et diagnostique ..............................................................................................................17 Propositions de solutions..................................................................................................................................17 Partie Thermique ....................................................................................................................................................19 Nos Offres....................................................................................................................................................................29 DIFFICULTÉS RENCONTRÉES :.......................................................................................................................29 ANNEXES ..................................................................................................................................................................29
  4. 4. 3 Introduction Ce projet traite l’un des enjeux cruciaux du 21ème siècle : Optimisation de la consommation de l’énergie électrique et de l’eau. Et plus précisément dans la salle omnisport de l’école Centrale Casablanca. Après avoir rédigé notre réponse à l’appel d’offre et discuté avec notre tuteur entreprise Mr Heffoudhi lors de la réunion de kick-off, on s'est entendu sur le fait que l’Ecole Centrale Casablanca a besoin d'une salle de sport. Et par un souci environnemental, elle veut que sa salle omnisport soit durable et autonome en utilisant :  Des énergies vertes, pour l’éclairage, le chauffage, climatisation, et le fonctionnement de ces différents équipements,  Un système de recyclage des eaux usées. De plus, l’ECC voudrait établir un système d’autorégulation de la température et de la luminosité en fonction du climat et du moment de la journée. Par ailleurs, elle veut permettre la commande de ses équipements via application Android, ou ordinateur portable, en bref une salle intelligente. Or, cette partie intelligente ne sera pas traitée dans ce rapport à cause de la contrainte du temps. Ce projet représente une application concrète de nos connaissances préalables dans les différentes matières scientifiques. C’est donc une occasion d’apprentissage et d’approfondissement. Ensuite, ce projet nous donne une grande opportunité de laisser une empreinte dans l’histoire de notre école. Enfin, l’enjeu énergétique, est un point commun entre tous les membres de l’équipe. Présentation de l’équipe : Définition du champ de l'étude L'étude que nous avons menée au cours de ce projet se restreint à la salle omnisport de l'Ecole Centrale Casablanca, cette salle est encore en cours de construction et notre client veut en faire une salle autonome et durable qui respecte à la fois les normes internationales, le budget limité de l'Ecole ainsi que l'environnement. groupeX Salah Eddine Lahniche Maroua Sbiti Idriss Soro Mohamed Kholti Khadija Hadim
  5. 5. 4 Méthodologie de travail : Notre méthodologie de travail se présente sous forme d’un cycle à trois étapes : Premièrement, le bilan, qui consiste à mesurer la consommation de la salle en termes d’eau et d’électricité, et aussi quantifier les conforts thermique et acoustique. Deuxièmement, via ce bilan on identifie les axes d’amélioration. Ceux-ci vont mener, en troisième lieu à des solutions variées : au niveau d’éclairage, des équipements sportifs, de l’assainissement en eau et du confort acoustique et thermique. Ces dernières sont évaluées par leurs impacts sur le bilan, c’est-à-dire la pertinence des solutions au niveau d’investissement.
  6. 6. 5 Notre projet a été divisé en deux sous parties qui traitent des problématiques distinctes : Ainsi, nous avons opté pour la même méthodologie de travail citée précédemment au niveau de la partie électrique puis eau Etude documentaire : 1. Définitions  Le niveau global d’isolation thermique (niveau K): caractérise la qualité thermique de l’enveloppe du bâtiment. Plus le K est faible, plus le bâtiment est isolé. Il globalise les déperditions par transmission au travers des parois constituant l’enveloppe du bâtiment en tenant compte de la compacité de celui-ci.  Uniformité : répartition équitable de l'éclairement dans le local considéré.  Volume d'eau chaude sanitaire à 40°C. 2. Normes internationales Norme d'isolation thermique : NBN B62-002 qui calcul le niveau d'isolation d'un bâtiment (k). La législation PEB exige une valeur K d'au maximum K45. Norme d'éclairage: NF EN 12193 figurent les principes généraux que l’on doit appliquer à une installation d’éclairage sportif pour que soient assurées de bonnes conditions de visibilité aux sportifs, arbitres et spectateurs. Cette norme précise les exigences d’éclairage de 60 sports parmi les plus pratiqués en Europe en termes : de niveaux d’éclairements moyens à maintenir (horizontaux et éventuellement verticaux) et de facteurs d’uniformité ; de limitation de l’éblouissement ; d’indice de rendu des couleurs. Salle du sport ECC Electrique - Eau Electrique Eau Confort Thermique Acoustique
  7. 7. 6 Etude technique Partie Electrique : Collecte d’informations et de données Suite à une réunion en présence de l’architecte de l'école Ouadie Touzani, nous avons pu avoir les plans de la salle et discuter à propos de son aménagement intérieur. En coordonnant ces données avec notre tuteur école, le professeur d’Education physique et sportive Monsieur Driss Dlimi, nous avons pu lister les différents équipements sportifs prévus pour la salle et estimer l’utilisation de la salle de sport qui se résume dans le tableau suivant : Nous avons aussi collecté différentes informations concernant le niveau d'éclairage des terrains, des équipements et de l’éclairage dans la partie auxiliaire.
  8. 8. 7 A partir de ces données, nous avons pu en retirer des paramètres utiles par la suite pour les calculs : Estimation du temps d’utilisation moyen de l’éclairage de la partie auxiliaire : Estimation du temps d’utilisation moyen de l’éclairage centrale:
  9. 9. 8 Traitement des données Les bilans partiels sont au nombre de trois : *Un bilan d’éclairage central de la salle : *Un bilan d’utilisation des équipements : *Un bilan d’utilisation de la partie centrale: Analyse des résultats et diagnostique Nous avons commencé notre analyse par une conversion de la facture énergétique en facture monétaire en se basant sur les tarifs de l’ONE (en annexe): Puis au niveau des grandeurs qui sont régis par des normes à savoir l’éclairement et l’uniformité, nous avons : 53%35% 12% Facture monétaire (éclairageCentral) Facture monétaire (équipements) Facture monétaire (partie auxilliaire) Répartition de la facture énergétique
  10. 10. 9 Ceci montre que la configuration actuelle est largement suffisante pour assurer les exigences des normes citées ci-dessus, en ce qui concerne l’éclairage sportif. Propositions de solutions Nous devons chercher des solutions qui pourraient diminuer la facture énergétique en termes d’éclairage au niveau du terrain centrale et aussi au niveau de la partie auxiliaire car la partie équipements est déjà fixée. Pour l’éclairage du terrain la solution consiste à remplacer les lampes existantes (96008793 TITUS SPORT 4x54W) par d’autres qui sont moins consommatrices (HIPAK PRO LED12500-840 HFI-X ASY SPRT). La nouvelle configuration est : Ce qui conduit à une diminution de la consommation de l’ordre de : En terme monétaire : Pourtant on constate une chute au niveau de l’éclairement même si on reste au-dessus des exigences de l’architecte « dans les alentours de 250lux »: Nous avons essayé de contacter l’entreprise Thorn Lightning pour avoir les prix des luminaires HIPAK PRO mais nous n’avons pas reçu de réponse. Donc nous ne pouvons pas évaluer le retour sur investissement pour cette partie.
  11. 11. 10 Une deuxième solution est de travailler avec 3 lampes seulement au lieu de 4 dans les luminaires Titus Sport : Ce qui conduit à une diminution de la consommation de l’ordre de : En terme monétaire : Et un éclairement très bon: Pour l’éclairage de la partie auxiliaire, nous proposons deux pistes d’amélioration pour la consommation d’électricité La première est d’utiliser des lampes LED de 23 W (Philips E27 ES ampoule fluo compacte spirale culot) au lieu de 36 W (60814246 Zumtobel Licht LED-Einbauleuchte E1). Ce qui va impacter la facture en énergie : En terme monétaire : Au niveau investissement : La seconde est d’ajouter à nos lampes de 23 W, des interrupteurs avec détecteur de mouvement sans fil dans les escaliers et dans les couloirs. Nous estimons que cela peut réduire en moyenne 40% de la consommation dans ces zones. La mise en place des capteurs va légèrement modifier la facture en termes de kWh : En terme monétaire : Le retour sur investissement de cette solution est : Une autre remarque que nous avons pu relever est l’importance des incertitudes dans les calculs ci-dessus et qui sont liées à l’estimation grossière de l’occupation de la salle, cette partie va être détaillé en annexe.
  12. 12. 11 Partie Eau Collecte d’informations et de données Estimation du nombre d'utilisateurs : En se basant sur des prévisions de l'effectif des futures promotions de l'Ecole Centrale Casablanca (Trois promotions de 200 étudiants dont 300 étudiants/An auront un cours de sport obligatoire en moyenne), nous avons pu estimer le nombre d'utilisateurs de la salle omnisport selon une répartition par occasion d'utilisation. Utilisations de la salle de sport Nombre d'utilisateur Cours officiels 300 étudiants / semaine (moyenne) – 400 en S1 et 200 en S2 organisés en groupes de 20 étudiants Entrainement des équipes de l'ECC Equipe de Foot = 20 étudiants 2 Equipes de Basket = 2 x 12 étudiants Equipe de Hand = 12 étudiants Equipe de volley = 12 étudiants Activités associatives 40 étudiants Activités Weekend 40 étudiants Autres Événements Nous avons prévu que seuls les élèves qui sont contraints par une autre séance de cours officiel juste après celle de sport, utiliseront les douches de la salle omnisport, les autres étant libres après le cours de sport auront tendance à se doucher dans leurs chambres. Le tableau ci-contre donne les fréquences journalières d'utilisation des douches, robinets et WC. Données en rapport avec notre salle omnisport La récolte de certaines informations sur la salle qui est en cours de construction était indispensable pour pouvoir élaborer un bilan "eau" dans le cas d'une consommation maximale, tout en utilisant les données de consommation propres à des accessoires ordinaires (Douchette, robinet, WC). Douche 30 étudiant / jour - 5jrs / semaine Robinet 450 étudiant / semaine WC 10 étudiant / jours - 7jrs / semaine Nombre de douche 6 Nombre de robinet 8 Nombre de chasse d'eau 5 Challeng e Ciném a Soirée Estimation du nombre d'utilisateurs
  13. 13. 12 Traitement des données L'exploitation des données récoltées nous a permis d'établir le bilan de consommation annuelle ci-joint, pour une durée d'utilisation de 10 mois, de la salle de sport de l'Ecole Centrale Casablanca. Analyse des résultats et diagnostique Les chiffres obtenus lors de l'élaboration du bilan de la consommation en termes d'eau de notre salle de sport permettent d'obtenir la répartition de consommation ci-dessous. Les ratios de consommation de référence dans une salle de sport ont été extraites de l'étude du syndicat mixte d'études et de gestion de la ressource en eau du département de la Gironde (SMEGREG) qui été élaborée en décembre 2007. Douche 65% Robinet 31% WC 4% Répartition de la consommation annuelle en eau Accessoire Débit (l/min) Durée d'utilisation Douchette Standard 15 5 Robinet 12 1 WC 10 1 Consommation Annuelle Mensuelle Hebdomadaire Douche 360000 45000 11250 Robinet 172800 21600 5400 WC 22400 2800 700 Total (mᶟ) 555,2 69,4 17,35 Total consommation = 555.2 mᶟ On est loin de la consommation de référence pour une salle de sport : 300mᶟ< C <500mᶟ Caractéristiques des accessoires prévus être utilisés dans la salle de sport Bilan de la consommation en eau dans la salle de sport de l'Ecole Centrale Casablanca
  14. 14. 13 La grande partie de consommation est dû à l'utilisation des douches, ce qui représente pour l'instant la partie critique sur laquelle doit reposer notre optimisation. Nous nous sommes lancés après dans le calcul de la facture annuel relative à la consommation d'eau de la salle de sport en faisant appel aux tarifs imposés par l'Office National d'Eau Potable (ONEP) (en annexe). Proposition de solutions Pour cette étude, deux propositions d'améliorations sont proposées. Le premier choix permet de réaliser des économies d’eau intéressantes avec un retour sur investissement très rapide. La deuxième tentative de suggestion propose une idée qui parait très intéressante en termes d’économies d’eau mais qui n'est pas un investissement rentable dans le cas de notre salle. Pour résoudre le problème de la surconsommation des douches de la salle, nous proposons une gamme de douchettes économiques limitant la consommation en termes d'eau disponible chez Acoram, société présente au Maroc commercialisant plusieurs produits hydro-économes. Ainsi, les caractéristiques de chaque produit nous ont été communiquées à travers le contact de l'un des responsables de la société y compris les références, les débits et les prix. Consommation mensuelle (mᶟ) 69,4 Facture mensuelle HT (Dh) 1143 Facture mensuelle TTC (Dh) 1231 Coût annuel TTC 9854 Douchette ECO Ecoxygen Ultra Marine Lagoon Limiteur de débit Référence ECSCEV EcoD4 EcoD1 ECOFLEX Débit (l/min) 6,5 6,2 7 7 Prix d'achat (Dh) 270 200 90 75 Consommation annuelle des douches (mᶟ/an) 156 148.8 168 168 Facture de la consommation en termes d'eau Solutions pour douchettes économiques et leur consommation
  15. 15. 14 L'entreprise Acoram citée précédemment dispose également de robinets et de chasses d'eau économiques. Les caractéristiques de ces nouvelles solutions sont présentées sur le tableau ci-joint. Nos premiers essais d'optimisation d'eau dans la salle de sport de l'Ecole Centrale Casablanca était dirigés au début vers l'implantation d'une installation d'assainissement non collectif qui servirait à récupérer les eaux usées à travers les rejets des douches et WC de tous le campus, les traiter et les réutiliser de nouveau pour réalimenter le réseau d'eau ou pour l'arrosage. Cependant, plusieurs contraintes du aux propriétés de ce type d'installation se sont imposées dont nous citons principalement l'importance des surfaces occupées (de 5m² à 12m² par habitant), les coûts énormes d'investissement et de fonctionnement ainsi que l’entretien régulier requis. Les constats auxquels nous ont abouti nous ont mené à penser à d’autres systèmes de recyclage d'eaux grises, principalement l'appareils ECOVISION, solution proposée par la société AQUARTIS- permettant de récupérer l'eau des lavabos et des douches afin d'approvisionner la chasse d'eau des toilettes et l'irrigation des plantes. WC ECO Sac WC Plaques ECO-WC Consommation (l/U) 8 6 Consommation WC(mᶟ) 17.92 13.44 Robinet ECO Régulateur de débit Mitigeur infrarouge Débit (l/min) 5 9 Consommation Robinet (mᶟ) 72 129.6 Solutions pour robinets économiques et leur consommation Solutions pour chasse d'eau économiques et leur consommation
  16. 16. 15 L'avantage de ce type d'installation est qu'elle occupe beaucoup moins d'espace et qu'elle est conçue pour les habitations neuves ou en cours de rénovation majeur puisqu'il nécessite deux réseaux de drainage distincts : le premier pour acheminer l'eau grise jusqu'au réservoir ECOVISION et le second pour rejeter l'eau noire dans les égouts ou la fosse septique. L'entreprise AQUARTIS fixe le prix de son plus petit réservoir ECOVISION250 à 8400$, c'est celui qui répond à la quantité d'eau rejetée par notre salle omnisport, il a une capacité de traitement qui s'élève à 1600 l/jour et une capacité de stockage de 250l. Volume annuel à recycler = 220.8 mᶟ Besoin annuel WC (mᶟ) 13.44 Reste pour l'arrosage (mᶟ) 207.36 Besoin arrosage (l/m²) 20 Surface arrosée (m²) 10368 En terme de consommation journalière : 1.04mᶟ 1m = 39.3701pouces Dimensions EcoVision250 1.88m×1.06m×0.76m Ne satisfait même pas le besoin d'un seul d’arrosage du campus
  17. 17. 16 Partie Acoustique Collecte d’informations et de données Pour cette partie acoustique de notre projet, nous avons aussi commencé par rassembler des informations sur la salle afin d’établir sa situation. Celles auxquelles nous nous sommes intéressés particulièrement sont les dimensions de la salle, les matériaux utilisés et une estimation du nombre de personnes présentent en moyenne dans la salle. D’abord, les dimensions nous ont été fournies par l’architecte Mr Ouadie Touzani à travers les annexes TR1 TR2 et TR3 à la fin de ce document. Puis les matériaux aussi, il nous les a fournies lors d’une réunion avec lui. Enfin, nous avons estimé le nombre de personnes d’après notre expérience de la première année scolaire. Dès le départ, l’idée était de calculer le temps de réverbération de la salle praticable (le terrain de jeu). Le temps de réverbération T est défini comme le temps pendant lequel un niveau de pression acoustique donné diminue de 60 dB après la cessation de l’émission sonore. Par conséquent, le temps de réverbération est long dans le cas d’une mauvaise acoustique et court dans le cas d’une bonne acoustique du local (bonne absorption des sons). Et c’est ce temps qui nous dira s’il y a un problème acoustique ou pas. Comment nous saurons s’il y a un problème ? Pour ce faire nous allons traiter les données collectées. Traitement des données Avec les dimensions et les matériaux, notre premier réflexe c’était de calculer les surfaces des matériaux. Et en consultant les coefficients d’absorption pour les matériaux dans les tables du document Coefficient Acoustique doc 66008, nous avons calculé le temps de réverbération initial de la salle avec la formule de Sabine.
  18. 18. 17 Temps de réverbération initial Les temps de réverbérations sont calculés pour plusieurs fréquences. Une fois ces temps établis, on ne sait toujours pas s’il y a un problème d’acoustique dans notre salle. C’est en analysant les résultats que l’on le saura. Analyse des résultats et diagnostique Pour effectuer une analyse, il nous faut une base, une règle ou de quoi à comparer. Sinon, nos analyses ne seront plus que des opinions. C’est pourquoi nous avons cherché une référence qui nous donne le temps de réverbération maximale conseillé en fonction du volume de la salle. Ce tableau vient aussi du document Coefficient Acoustique doc 66008. Vu que notre salle a un volume de 15.593 m3, notre temps maximal peut aller jusqu’à 1,6 s. Or notre temps maximal est de 6,3s. Soit près de 4 fois la valeur limite. Notre temps minimal aussi est 2.4s, et le temps moyen vaut 3,8s soit le double de la valeur limite. En d’autres mots, nous avons des temps trop élevés, et donc notre salle a un problème d’acoustique. Avant de se lancer à résoudre ce problème, l’objectif que nous nous fixons est de réduire la moyenne des temps de réverbérations dans l’intervalle de 1,4s à 1,6 s. Propositions de solutions Nous voici face à un problème de temps de réverbérations élevés. Puisque si ces temps sont trop élevés, cela donne lieu à des cours dans une salle de sport où l’on ne s’entend pas. Et après une séance de sport, on
  19. 19. 18 a les oreilles qui bourdonnent à cause des échos longs. A longue durée (3 ans pour les élèves de l’école par exemple), cela peut déjà causer des ennuis d’audition. D’où l’importance de ce problème. A défaut de reconstruire toute la salle, ce qui est peu probable, c’est là que notre projet intervient. En effet, d’après son titre, l’idée est d’optimiser ces temps. Et pour ce faire, on peut placer des matériaux absorbant dans la salle ou les placer sur certaines surfaces. La difficulté dans ce qui est de diminuer le temps de réverbération est ceux des basses fréquences (125Hz et 250Hz). C’est cela qui nous a inciter à proposer des matériaux qui ont des coefficients aussi élevés dans les basses fréquences que dans les hautes (2000Hz, 4000Hz). Premièrement, dans la liste des éléments absorbants avec leurs coefficients dans le site http://www.acouphile.fr/, nous proposons de recouvrir tout le mur au niveau des gradins par de l’Auralex Venus Bass Traps. Deuxièmement, pour les gradins qui sont initialement construits en béton, nous proposons de les recouvrir par du bois. Nous avons pensé recouvrement car cela prend un espace négligeable devant les dimensions de la salle et donc ce n’est pas encombrant. Avec ces options, on a de nouveaux résultats. Temps de réverbération 2.1 Avec ces dispositifs, nous atteignons un temps moyen de 1,6s. La limite de notre objectif de départ. Même si nous avons un temps maximal de 2,1s. L’on peut se contenter de ce résultat là quand on sait bien que les basses fréquences ne sont pas tout le temps produites dans les sons du quotidien. Pourtant dans certains sports (comme le basket), on peut atteindre des basses fréquences facilement. Et vu que la salle va servir aussi à organiser des fêtes, qui dit fêtes dit musique. Et pour de la musique dansante, les jeunes s’intéressent à des musiques comportant de basses fréquences également. En plus, avec les baffes qui seront installés pour ces occasions, les effets du temps de réverbération dans les basses fréquences vont s’amplifier. Du coup, on peut aller plus loin en ajoutant dans la salle d’autres éléments absorbants. Avec 150 m² d’Akustar symphonia 60 (3.2m² l’unité) soit 47 unités, nous arrivons à réduire considérablement nos temps.
  20. 20. 19 Temps de réverbération 2.2 Là, nous descendons à un temps moyen de 1,4s. Les temps dans les basses fréquences diminuent eux aussi (1.6 et 1.87s). Le problème est alors relativement réglé, ou rendu négligeable. Partie Thermique Collecte d’informations et de données La salle omnisport de l’ECC est en gros un bloc de forme rectangulaire, dont le soleil est situé dans le sud, la face nord de cette salle est 9O% vitrée avec 4 portes d’entrées, la face sud est complètement fermée, la face Est, contiennent 9 châssis de 0,9x2 m, fabriqués en double vitrage 10 mm et de PVC, et celle de West de 10 châssis et de 2 portes 1,9x2 m. La salle est construite en parpaings creux avec une couche de plâtre et le plancher sera couvert de vinyle. Les dimensions sont 26,54m x 54,58m x 7,5m (Le plan en dessous ne contient pas les nouveaux changements apportés par l’architecte suite à des contraintes de temps et de budget) : N W E S
  21. 21. 20 A cause des mêmes contraintes qu’auparavant, l’architecte juge que la seule contribution possible serait sur le type de revêtement des parois opaques. Traitement des données A travers l'élaboration du bilan thermique de la situation initiale, nous avons procédé au calcul du niveau d'isolation globale « K » qui indique le niveau d'isolation des murs, de la toiture, du sol et des fenêtres de la salle de sport. Cet indice ne doit pas dépasser K45 selon la réglementation européenne NBN B62-002. (0) http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=19013 Rq : Pour les ponts thermiques, on a pris la valeur standard du coefficient de transmission thermique linéique ψ pour un pont non isolé selon la norme NBN 62-002 •• La valeur du niveau d'isolation de notre salle K est 200, sachant que à partir de 45 l’isolation commence à être dégradée, le local est donc très mal isolé, ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (1) Le niveau global d’isolation thermique (niveau K) caractérise la qualité thermique de l’enveloppe du bâtiment. Plus le K est faible, plus le bâtiment est isolé. Il globalise les déperditions par transmission au travers des parois constituant l’enveloppe du bâtiment en tenant compte de la compacité de celui-ci. Ce niveau d’isolation thermique se calcule selon la norme NBN B62-002. La législation PEB exige une valeur K d'au maximum K45
  22. 22. 21 Analyse des résultats et diagnostique : Comment remédier ceci ? Il faut fixer une barre de référence : L’habitat passif (RT 2012) (2) Puisque la salle est ne dispose pas de système de climatisation ni de chauffage, on opte pour la rapprocher à un habitat passif. (On assiste sur le « rapprochement », puisque la fermeture totale de côté sud de la salle ne répond pas aux recommandations de ce genre d’habitat) La mise en place d'une maison passive a un coût très important mais elle vise essentiellement à réduire les consommations (pour partie inutiles) de nos maisons. Pour qualifier ce qui sera décrit ci-dessous, « 3 critères » définissant une maison passive ont été établis comme suit : - Besoins en énergie de chauffage < 15 kWh/m²/an (0 dans notre cas) - Etanchéité à l'air - Le besoin en énergie finale ne doit pas dépasser 50 kWh/m²/an) ... Comme on le voit, le concept de « maison passive » correspond à une habitation à très basse consommation énergétique. Principes (3) La conception d'un habitat passif (et/ou bioclimatique) se base sur six grands principes : 1. Isolation thermique renforcée, fenêtres de grande qualité 2. Suppression des ponts thermiques 3. Excellente étanchéité à l'air 4. Ventilation double flux (avec récupération de chaleur) 5. Captation optimale, mais passive de l'énergie solaire 6. Limitation des consommations d'énergie des appareils ménagers (2) https://maison-passive.ooreka.fr/comprendre/norme-maison-passive http://www.maisonpassive.be/IMG/pdf/La_maison_passive_05-01-2010_72_dpi_.pdf (3) https://fr.wikipedia.org/wiki/Habitat_passif
  23. 23. 22 Isolation thermique renforcée, fenêtres de grande qualité : (4) Afin de pouvoir se passer de chauffage, il est important de mettre en place une très bonne isolation. Les épaisseurs varient entre 18 et 35 cm selon le type de matériau choisi. Il faut également une continuité parfaite de l’isolation afin d’éviter tout pont thermique surtout aux points de contact entre les parois, les toits, les sols, la charpente, … L’isolation est caractérisée par le coefficient de transmission thermique U (W/m2K). Ce coefficient (U) et la conductivité thermique propre au matériau (λ) permettent de définir l’épaisseur d’isolant (d) qu’il faut utiliser afin de répondre au critère d’isolation Dans la maison passive : - Les fenêtres sont dotées de triples vitrages : les coefficients de transmission thermique des fenêtres : U vitrage ≤ 0,8W/m2K et U châssis ≤ 0,8W/m²K. - Le coefficient pour les planchers, les murs et les toits : U ≤ 0,15W/m²K. Voici un tableau reprenant les épaisseurs minimales d’isolation à respecter pour atteindre un U=0,15W/m2K Rq : la présence de parpaing creux et une couche de plâtre est négligeable dans le calcul de ces épaisseurs vu leurs très faible isolation (4) http://www.curbain.be/fr/renover-construire-et-conserver/approche-globale/habitat-basse-energie-et-passif
  24. 24. 23 Suppression des ponts thermiques : (5) Les ponts thermiques sont des ruptures dans l'isolation d'un bâtiment. Plusieurs techniques sont envisagées pour traiter les ponts thermiques qui nécessitent l’intervention dans la construction interne de la salle, chose que l’architecte insiste de ne pas y toucher. Excellente étanchéité à l'air : (6) Assurer l’étanchéité en évitant les fuites : Les fuites peuvent se situer aux endroits les plus divers. Sont principalement visés : tous les raccords avec les parois, le toit et les planchers, mais aussi les passages des tuyaux d’égout, d’eau chaude, de ventilation et des câbles électriques, ainsi que les ouvertures vers l’extérieur (portes, fenêtres, évacuation de l’air vicié…). Pour éviter les fuites, le principe est simple en théorie : il suffit de garantir une enveloppe hermétique par une mise en œuvre soignée. Dans un projet en maçonnerie pleine, cela se traduit par exemple par un plafonnage continu et des raccords minutieux aux fenêtres. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - (5) http://www.enertech.fr/modules/catalogue/pdf/45/_Fiche_PontsThermiquesT17_Imprimeur20sept.pdf (6) http://www.lamaisonpassive.be/etancheite-air
  25. 25. 24 Ventilation double flux (avec récupération de chaleur) : (7) Pour simplifier, le système maintient la chaleur des pièces tout en les aérant. La VMC double flux est nécessaire dans une maison passive puisque celle-ci est, par définition, étanche à l'air. Ce type de ventilation se fait par un apport continu d'air frais avec l'évacuation de l'air pollué ou humide. Les pertes de chaleur sont limitées grâce à un système de ventilation avec récupération de chaleur. La VMC double flux utilise la chaleur présente dans l'air de l'habitat afin de chauffer l'air neuf venant de l'extérieur. La pulsion se fera dans la salle de sports et l'extraction dans les vestiaires. Voici un tableau des différents types de VMC à double flux : Prix d'une VMC double flux : onéreuse Les différents systèmes de VMC double flux s'échelonnent habituellement de 6 KMAD à 30KMAD. Captation optimale, mais passive de l'énergie solaire : (3) Pour valoriser le potentiel fourni par le soleil en hiver, au printemps et en automne, il est nécessaire de capter sa chaleur, la stocker et la restituer. L'énergie solaire est captée par les parties vitrées de la maison. Ces vitrages isolants sont dimensionnés selon l'orientation du bâtiment : 40 à 60 % de surface vitrée sur la façade sud, 10 à 15 % au nord, et moins de 20 % sur les façades est et ouest. Malheureusement, le plan d’architecte ne prévoit pas une telle proportionnalité en le vitrage et les façades. Limitation des consommations d'énergie des appareils ménagers (cf. les autres parties de rapport) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - (7) https://maison-passive.ooreka.fr/comprendre/vmc-double-flux
  26. 26. 25 •• Observons alors les effets des nouveaux coefficients de transmission thermique sur le coefficient d’isolation global K. •• Le nouveau K= 10 < 45, on est dans une isolation optimale (8) Ainsi, l’intérieur de la construction (êtres vivants, appareils électriques) et celle apportée par l’extérieur (ensoleillement) suffit à répondre aux besoins de chauffage. Un bâtiment occupé qui ne perd pas la chaleur interne n’a pas besoin de chauffage pour rester agréable à vivre. Dans un bâtiment traditionnel, le chauffage ne sert qu’à compenser les pertes de chaleur. (9) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -- (8) Et même <30 ; le niveau maximal recommandé pour un bâtiment basse consommation (BBC) selon la RT-2012 (9) http://www.lamaisonpassive.fr/la-construction-passive/quest-ce-que-la-construction-passive/
  27. 27. 26 4. Proposition de solutions : D’après l’étude précédente, on voit que notre intervention se fait au niveau des parties opaques (mur, plancher, toiture), vitrage et ventilation. 1- Parties opaques : La partie opaque à recouvrir est estimée à 4200 m² (murs mois portes et vitrage, toiture et plancher). Selon l’architecte, la salle omnisports de l’ECC reste une salle scolaire, avec les contraintes de temps et de budget, il a insisté d’envisager les matériaux d’isolation courants. Alors on a opté pour : La laine minéral, le polystyrène expansé et le polyuréthane (PUR). a. La laine minérale : Coût : D’après (4), on a besoin d’une couche de 27cm en laine minérale, le prix de cette laine (avec ces deux variantes de verre et de roche) est entre 111 et 130 DH en m² pour une épaisseur de 14cm (10), le coût de l’isolation de la superficie totale de la salle (à peu près 4200 m²) en laine minérale est donc entre 940KMAD et 1092KMAD. (10) http://www.toutsurlisolation.com/Choisir-son-isolant/Comparer-les-isolants/Le-prix-de-l- isolation Laine de verre  Avantages o Bon marché o Facile à mettre en place o Aucun danger pour la santé, non cancérigène o Matériau léger  Inconvénients o Peu provoquer des irritations cutanées lors de la pose o Craint fortement l'eau  Environnement o Production : à partir de matériaux naturels (sable, calcaire...) ou Recyclage du verre o Energie grise : 250 kWh/m3 (18kg/m3) o Recyclabilité : Difficile donc non rentable et inexistante à l'heure actuelle Laine de roche :  Avantages o Existe en rouleau, en panneau rigide et en soufflage o Bon marché o Facile à mettre en place o Aucun danger pour la santé, non cancérigène o Matériau léger  Inconvénients o Craint fortement l'eau  Environnement o Production : A partir de roche volcanique o Energie grise : 150 kWh/m3 o Recyclabilité : Oui
  28. 28. 27 b. Polystyrène expansé (PSE) : Coût : D’après (4), on a besoin d’une couche de 27cm en Polystyrène expansé, son prix est 200 DH en m² pour une épaisseur de 12cm (10), le coût de l’isolation de la superficie totale de la salle (à peu près 4200 m²) est donc de 1680 KMAD. c. Polyuréthane (PUR) Coût : D’après (4), on a besoin d’une couche de 19cm en Polystyrène expansé, son prix est 350 DH en m² pour une épaisseur de 10cm (10), le coût de l’isolation de la superficie totale de la salle (à peu près 4200 m²) est donc de 2940 KMAD.  Avantage : o Résistance mécanique élevée o Matériau très léger o Résistance à la compression  Inconvénients : o Faible isolation acoustique o Dégagement de gaz toxique en cas d'incendie  Environnement o Production : issu du pétrole o Energie grise : 795 kWh/m3 o Recyclabilité : Non  Avantages o Résistance mécanique élevée o Bonne résistance à l'humidité  Inconvénients o Longévité assez faible o Irritation en cas de contact prolongé o Dégagement de gaz toxique en cas d'incendie o Réservé aux bâtiments tertiaires ou agricoles  Environnement o Production : issu du pétrole o Energie grise : 974 kWh/m3 o Recyclabilité : Non
  29. 29. 28 2- Vitrage et châssis : D’après (4), l’habitat passif exige un triple vitrage car c’est le seul qui garantit un coefficient de transmission ≤ 0,8W/m²K. La salle de l’ECC contient 19 châssis de 0,6m/2m et une surface nord vitrée de presque 1300m². Coût : Le prix de triple vitrage peut aller de moins de 1500 à plus de 3500 MAD par m² (11), soit un coût total variant entre 1950KMAD et 4550KMAD. 3- Ventilation à double flux : En plus qu’elle soit indispensable pour un habitat passif, voici les principaux avantages de cette VMC :  Économie importante sur le coût du chauffage, meilleure récupération des calories qu'avec une VMC simple flux  Confort : pas de sensation de courant d'air,  Meilleure répartition de la chaleur dans les pièces de vie,  Filtration de l'air : amélioration de la qualité de l'air entrant,  Isolation acoustique grâce à la suppression des entrées d'air vers l'extérieur,  Préchauffage ou rafraîchissement de l'air entrant. En ce qui concerne ses inconvénients les inconvénients de la VMC double flux :  Coût : plus chère qu'une VMC simple flux  Entretien régulier nécessaire,  Encombrement important,  En cas de mauvaise conception : bruit dans les pièces de vie via les bouches d'insufflation,  Besoin de prévoir une évacuation d'eau pour évacuer la condensation,  Ne permet pas d'ouvrir les fenêtres (diminue la performance du système),  Complexe à installer par soi-même. Coût : Il faut compter autour de 20KMAD dans le neuf et 35KMAD en rénovation (pose comprise) (12) (11) https://www.calculeo.fr/Eco-travaux/Fenetres-triple-vitrage (12) https://vmc.ooreka.fr/comprendre/vmc-double-flux
  30. 30. 29 Nos Offres Nous proposons deux types d’investissement : Relativement un petit investissement (≈6000 Dh): ~ Un grand investissement (≈43 000 Dh): DIFFICULTÉS RENCONTRÉES : L’ampleur des différents aspects du projet nous mettant face à la fois d’enjeux énergétique, technologique et environnemental conduit à une variété d'approches du sujet par les éléments du même groupe aussi bien que chez nos tuteurs, ce qui a entrainé des rajouts à la demande initiale du client proposée dans l’appel d’offre. Tant de confusion a mené à un égarement de l’équipe en allant rapidement vers la proposition de solutions avant d’identifier les problèmes propres à la salle de L’Ecole Centrale Casablanca lors du premier semestre. Ainsi, nous nous sommes aussi confrontés à la difficulté d'estimer certains chiffres et de faire des prévisions, qui sont indispensables pour l'élaboration de nos calculs, à partir d'une médiocre base de données. Par ailleurs, vu que la salle est en cours de construction et que certaines solutions mise au point de la part de l'architecte ont déjà été implantées dans la salle de sport, nos solutions apportées devaient s'adapter à la situation actuelle de notre salle, ce qui rendait le travail de plus en plus contraignant. ANNEXES Annexe.xslx 9 mois ≈5ans

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