KEGEL KLIMASYSTEM / Décarboner les bâtiments

Une rénovation énergétique transforme un
bâtiment énergivore en maison passive
Autrice : Sandra Aeberhard, 4.2.2021 (original en allemand ; ceci est une traduction non
professionnelle en français)
Après sa rénovation, un immeuble de bureaux des années 1960 ne consomme plus que 7 %
de ses besoins énergétiques initiaux. Le concept énergétique repose sur l'utilisation de la
masse du bâtiment (masse thermique) et sur un minimum d'installations techniques. Pour
cette performance exceptionnelle, le maître d'ouvrage et l'ingénieur ont reçu le Watt d'Or
2021.
Comment faire d'une maison énergivore un modèle d'efficacité énergétique ? L'ingénieur
Beat Kegel de Kegel Klimasysteme à Zurich et Michael Mettler, directeur de Mettiss AG à
Saint-Gall, connaissent la réponse à cette question. Ensemble, ils ont donné un coup de fouet
énergétique à un immeuble de bureaux datant des années 1960. Ils ont reçu le Watt d’Or 2021
décerné par l'Office fédéral de l'énergie pour cette solution innovante et le courage
d'emprunter cette voie peu commune.
Un objectif clair : réduire la consommation d'énergie
En 2019, le propriétaire Mettiss AG a décidé de procéder à une rénovation complète de
l'immeuble de bureaux de cinq étages de la Rosenbergstrasse à Saint-Gall, vieux de plus de
50 ans, et de le mettre à jour sur le plan énergétique. La structure de l'immeuble, construit
avec une ossature en béton, était certes encore intacte, mais 25 ans s'étaient écoulés depuis la
dernière rénovation.
Espace de bureau après renovation. Un climat intérieur confortable avec peu de technique - le
concept énergétique sait utiliser habilement les données du bâtiment. (Photo : Mettiss AG)
Comme un changement de locataire individuel était de toute façon prévu, le moment de la
modernisation s'est avéré idéal. Le fait que l'immeuble de bureaux soit aujourd'hui un modèle
en matière d'énergie est lié à la conviction personnelle des propriétaires. "Le tournant
énergétique ne se fait pas tout seul, il faut le provoquer activement", constate Michael
Mettler. En tant qu'entrepreneur, on porte une responsabilité pour les générations futures,
estime Mettler. C'est pourquoi il veut réduire le portefeuille immobilier de Mettiss AG à zéro
net, dans la mesure où cela est techniquement possible. Tous les chauffages au mazout ont
déjà été arrêtés et des panneaux photovoltaïques ont été installés sur quatre sites, dont l'un sur
le toit de l'immeuble de bureaux de la Rosenbergstrasse.
Utiliser les conditions du lieu
"Il n'est pas facile de trouver de bons planificateurs innovants dans le domaine du chauffage
et de la climatisation", explique Mettler. La plupart des planificateurs conçoivent des
installations trop grandes et intègrent trop de technique au lieu de les dimensionner avec
mesure et d'utiliser les potentiels déjà existants. C'est précisément là qu'intervient la solution
de Beat Kegel. Une connaissance approfondie de la physique ainsi que la prise en compte des
conditions de construction et des besoins des utilisateurs constituent la base de son concept.
D'un point de vue technique, cela semble simple, mais cela présuppose une planification
intelligente - et surtout des capacités de communication pour convaincre les maîtres
d'ouvrage et les planificateurs de cette solution non conventionnelle. Kegel a enfoncé des
portes ouvertes chez Michael Mettler. Mettler est lui-même architecte, a une longue
expérience de la construction durable et des sites à 2000 Watts et sait donc de quoi il parle.
Consommation d'énergie réduite d'un facteur 13
"Lorsque Beat Kegel a déclaré que la consommation d'énergie pouvait être réduite d'un
facteur 10, j'ai d'abord pensé que c'était un peu exagéré", se souvient Mettler. Mais il a fait
confiance à l'ingénieur expérimenté - à juste titre : comme l'ont montré les mesures effectuées
après la première période de chauffage, la consommation d'énergie a même pu être réduite
d'un facteur 13. L'objectif du propriétaire n'était pas seulement d'augmenter au maximum
l'efficacité en recourant le moins possible à la technique, mais aussi d'améliorer sensiblement
le confort des instituts de l'université de Saint-Gall HSG.
Un confort élevé, une esthétique convaincante, une durée de construction
courte.
Afin d'obtenir des conditions climatiques agréables dans toutes les pièces, la masse élevée du
bâtiment pouvant être activée thermiquement est utilisée. Les plafonds et les murs massifs du
bâtiment assurent entre 70 et 80 % de la puissance de chauffage et de climatisation du
bâtiment. La technique du bâtiment doit seulement fournir le reste. Le plafond de la pièce
stocke la chaleur pendant plusieurs heures, ce qui réduit considérablement les besoins de
chauffage en hiver. La chaleur résiduelle de l'informatique peut également être utilisée (sans
pompe à chaleur) pour chauffer les locaux. Elle fournit constamment 3 kW et réduit ainsi les
besoins annuels en chaleur. Pendant les périodes de chaleur des mois d'été, il est possible de
refroidir la masse du bâtiment pendant la nuit. Celui-ci s'effectue de manière économique en
énergie et en coûts par un "freecooling" sans machine frigorifique et représente environ 70 %
de l'énergie de refroidissement.
La ventilation combinée assure l'air frais
L'air frais entrant est assuré par une ventilation dite intégrée en cascade (« Verbundlüftung in
einer Kaskade »), qui utilise les couloirs et les zones intérieures pour distribuer l'air. Les
portes se transforment en éléments de ventilation, ce qui permet à l'air de circuler entre les
bureaux et les couloirs. L'avantage de ce système est qu'il ne nécessite que deux entrées ou
sorties d'air par étage et qu'il ne nécessite pas de gaines de ventilation. On peut ainsi éviter
d'un plafond suspendu, ce qui est une condition préalable pour activer le plafond comme
masse thermique.
Des ventilateurs intégrées dans les portes, visibles sur la photo à droite sans cache, assurent la
circulation de l'air entre les bureaux et le couloir. (Photo : Mettiss AG/Laura Egger)
Réduction du débit d'air en fonction des besoins
Si l'appareil de ventilation circulait 12'000 m3 d'air par heure avant la transformation, il ne
circule plus que 1500 m3 à 3000 m3 aujourd'hui. Contrairement à l'ancienne ventilation qui
fonctionnait 24 heures sur 24, le système actuel est équipé d'un capteur qui mesure la
concentration de CO2 dans l'air évacué et commande l'appareil en fonction des besoins. Autre
avantage : la hauteur des pièces n'est pas affectée par les faux plafonds ni par les installations
de ventilation. Des éléments d'allège, dans lesquels sont déjà intégrés le chauffage, la
climatisation, la distribution de courant fort et faible ainsi que la régulation individuelle de la
température ambiante, ont permis de réduire le temps de construction. Grâce à la fabrication
CNC (machine à commande numérique), les composants ont pu être fabriqués en usine, prêts
au montage, ce qui a permis une mise en œuvre rapide sur le chantier. Il a également été
possible de renoncer à une couche d'isolation complexe et coûteuse sur la façade extérieure,
car les éléments disposent d'une isolation intérieure en flocons de cellulose.
Les éléments d'allège préfabriqués contiennent la climatisation, le chauffage, les courants
forts et faibles ainsi que l'isolation et servent également de rangement..
(Photo: Mettiss AG/Laura Egger)
Les fenêtres, les stores et les températures peuvent être commandés par les utilisateurs eux-
mêmes. Un nouveau système de gestion du bâtiment régule toutes les installations techniques.
Sa commande est intuitive et extrêmement simple à comprendre, tant pour les exploitants que
pour les utilisateurs. Seuls les fenêtres et les stores de l'enveloppe du bâtiment ont été
modernisés.
Pas de coûts supplémentaires importants
Le fait que la rénovation de l'immeuble de bureaux soit réalisée sans surcoût important par
rapport à une rénovation technique conventionnelle avec le standard de la maison passive n'est
pas uniquement dû à la solution low-tech, mais également à la courte durée des travaux. Grâce
à la préfabrication de différents éléments, le montage et l'installation ont été réalisés en
seulement deux mois. Les pertes de loyer dues à l'inoccupation de l'immeuble ont ainsi pu être
réduites au minimum.
« Michael Mettler et Beat Kegel sont convaincus que le concept énergétique appliqué à
Saint-Gall permettrait à une grande partie des immeubles de bureaux en Suisse d'atteindre
une consommation d'énergie minimale. »
Un immeuble de bureaux récompensé par le Watt d'Or
2021
Après la rénovation, l'extérieur du bâtiment commercial n'a pratiquement pas changé, mais à
l'intérieur, beaucoup de choses ont changé pour le mieux. Grâce à une combinaison bien
pensée d'éléments de chauffage et de climatisation, à la prise en compte de la masse
thermique du bâtiment et à une commande innovante, le bâtiment ne consomme plus
aujourd'hui que 7 % de son énergie initiale. Il se situe donc nettement en dessous de la valeur
limite pour les maisons passives. Le jury du Watt d'Or, composé de onze personnes, a
apprécié cette performance exceptionnelle et a récompensé aussi bien le maître d'ouvrage que
l'ingénieur en technique du bâtiment dans la catégorie "Bâtiment et espace"..
Michael Mettler et Beat Kegel sont convaincus que le concept énergétique appliqué à Saint-
Gall permettrait à une grande partie des immeubles de bureaux en Suisse de consommer un
minimum d'énergie. "Je referais appel au système de Beat Kegel à tout moment", déclare
Mettler en tirant le bilan de la rénovation. Le concept n'est toutefois pas entièrement nouveau.
Beat Kegel a réalisé le Businesspark de Swisscom à Ittigen selon un principe similaire et a
reçu le Watt d'Or en 2016. Pour que la "règle de Kegel" fasse école ailleurs, Mettiss AG a
réalisé un documentaire (en allemand) qui explique simplement le fonctionnement du
concept énergétique.