Garder la tête froide en été
Lors des fortes chaleurs, travailler dans certains locaux peut devenir difficile. Comment détermine-t-on qu’un bâtiment est réellement en surchauffe? Comment agir? La Direction générale des immeubles et du patrimoine (DGIP) mesure, analyse et expérimente différentes solutions pour adapter progressivement le parc immobilier de l’État.
«Il fait 29 degrés dans mon bureau: j'ai trop chaud!» Cette phrase, vous l'avez sûrement entendue cet été. Peut-être même l'avez-vous prononcée lorsque la chaleur devenait trop pénible pour continuer à travailler de manière efficace. Mais cette température élevée indique-t-elle forcément une situation de surchauffe au sens technique du terme? «Cela dépend, répond Mathieu Desmarescaux, ingénieur à la DGIP. En matière de confort estival, une norme définit la zone de confort dans un bâtiment en ventilation naturelle.» La norme SIA 180 de la Société suisse des ingénieurs et des architectes tient compte de la température extérieure moyenne des 48 dernières heures pour déterminer la température intérieure considérée comme acceptable. Elle ne fixe pas une température maximale unique à ne pas dépasser. «Plus il fait chaud dehors, plus le seuil de confort admis à l’intérieur augmente, résume Mathieu Desmarescaux. Ainsi, une température de 29 degrés dans un bureau ne signifie pas forcément que le bâtiment est en situation de surchauffe.» Ce constat peut sembler frustrant quand on souffre concrètement de la chaleur – c’est précisément pour cette raison que la DGIP ne s’arrête pas au ressenti et cherche à comprendre chaque situation en profondeur.
Graphique des températures mesurées au gymnase de Renens par différents capteurs durant le mois d'août.Des capteurs pour objectiver la situation
Pour déterminer si un ressenti correspond à une situation de surchauffe au sens de la norme, la DGIP doit donc l'objectiver. «La bonne gestion des plaintes est importante pour notre direction, précise Mathieu Desmarescaux. Notre but est de proposer des bâtiments aux normes, confortables et utilisables en été comme en hiver.» Une démarche similaire existe d'ailleurs en hiver lorsque des situations d’inconfort liées au froid sont signalées: le bien-être des occupants, quelle que soit la saison, reste une préoccupation constante. Mais la surchauffe, contrairement au froid, ne peut pas être déterminée à partir d’une température au seuil unique. Lorsqu'un bâtiment est soupçonné de surchauffer, des capteurs sont donc déployés pour effectuer des mesures. «Le but, c’est de monitorer les températures intérieures durant plusieurs semaines», explique l'ingénieur. Plusieurs sondes sont réparties dans un même bâtiment, deux locaux voisins pouvant se comporter différemment selon leur orientation ou leur utilisation — une manière aussi de reconnaître que chaque personne peut vivre une réalité différente au sein d'un même immeuble.
Les données récoltées sont ensuite reportées dans le diagramme de confort défini par la SIA 180. «Si des points sont en dehors de la plage de confort, on va auditer le bâtiment, c'est-à-dire le simuler, poursuit Mathieu Desmarescaux. Et ce sont ces simulations qui nous donneront les pistes d'amélioration.» Pour cela, les caractéristiques du bâtiment sont intégrées au modèle: son enveloppe thermique, la surface des fenêtres, le type de stores et d'ouvrants, mais aussi sa localisation. Les simulations permettent alors d'identifier les mesures les plus adaptées à chaque situation. Une étape cruciale pour Mathieu Desmarescaux, qui tient à ce que chaque intervention réponde vraiment aux besoins des personnes concernées: «Le but est de faire des investissements éclairés et adaptés à chaque bâtiment, qui a ses caractéristiques propres.»
Pour Mathieu Desmarescaux, «le confort estival repose sur une addition de mesures constructives, techniques et organisationnelles qu'il faut mettre en œuvre simultanément.» Photo | ARC SieberLes deux piliers du confort estival: faire entrer le frais la nuit, bloquer la chaleur le jour
Une fois les causes de la surchauffe identifiées, reste à trouver comment y remédier. Pour Mathieu Desmarescaux, le confort estival repose sur deux grands principes: «Le premier pilier consiste à stocker un maximum de frais pendant la nuit. Le deuxième vise à se protéger des gains de chaleur pendant la journée.» La nuit, l’objectif est donc de profiter de la baisse des températures extérieures pour rafraîchir le bâtiment. Ouvrir les fenêtres permet de faire entrer cet air plus frais pour que les éléments massifs du bâtiment, comme les dalles en béton ou les murs en moellons, puissent stocker cette fraîcheur. Pour que ce mécanisme fonctionne, encore faut-il que les températures extérieures redescendent suffisamment pendant la nuit, en dessous de 25°C.
La journée, la logique s’inverse: il faut empêcher autant que possible la chaleur d’entrer. Les protections solaires jouent alors un rôle essentiel. «Actionner les stores et se protéger du soleil, c’est crucial», souligne Mathieu Desmarescaux. Et pour cause: un mètre carré directement exposé au rayonnement solaire reçoit une puissance de l’ordre de 1000 watts, soit l’équivalent d’un radiateur. Le type de stores, les possibilités d’ouvertures des fenêtres, l’isolation ou encore la végétalisation constituent autant d’autres leviers sur lesquels il est possible d’agir. Mais aucune de ces mesures ne constitue une solution suffisante à elle seule. «Le confort estival repose sur une addition de mesures constructives, techniques et organisationnelles. Il faut mettre en œuvre un maximum de mesures simultanément», insiste l’ingénieur. Le devoir du propriétaire est de mettre à disposition des bâtiments qui, bien utilisés, permettent d’atteindre le confort en été.
Le rôle de l’utilisatrice et de l’utilisateur
Les simulations de confort estival montrent toute l’importance du comportement des utilisatrices et des utilisateurs: une bonne gestion des stores et des fenêtres permet de diminuer jusqu’à 5 degrés la température intérieure. La DGIP a d’ailleurs testé cet été des recommandations précises, afin d’indiquer quand et comment moment agir. «Des messages simples, concentrés sur l’essentiel, pour qu’ils soient suivis», souligne l’ingénieur. Cette sensibilisation fait l’objet du projet Cap’Climat, dont l’objectif est de trouver des recommandations à la fois efficaces, compréhensibles et acceptables, pour faire de la gestion du confort estival une action collective.
Les simulations réalisées à Renens montrent toute l’importance du comportement des utilisateurs: une bonne gestion des stores et des fenêtres permettrait de diminuer jusqu’à 5 degrés la température intérieure. Photo | ARC-SieberAu gymnase de Renens, de la théorie à la pratique
Au gymnase de Renens, la DGIP a fait de la protection de la surchauffe estivale un véritable cas d’étude. Un modèle numérique du bâtiment a été réalisé puis utilisé pour simuler différentes situations et comparer plusieurs solutions de rafraîchissement. En parallèle, des capteurs installés dans plusieurs salles ont permis de relever la température, afin de confronter les simulations aux résultats réels. L’objectif général est de déterminer comment garantir le confort estival dans les établissements scolaires à l’horizon 2035. Gestion des stores et des fenêtres, ventilateurs plafonniers ou encore films solaires: plusieurs solutions ont été comparées selon leur efficacité thermique, mais aussi leur consommation d’énergie, leur coût et leur impact environnemental.
Et la clim, dans tout ça?
Les résultats montrent que la climatisation doit rester une solution de dernier recours et être en priorité installée dans des locaux accueillant des personnes à risque (EMS et hôpitaux par exemple). L’impact environnemental de ces installations n’est pas négligeable. En plus de présenter des fluides frigorigènes, qui sont usuellement de puissants gaz à effet de serre, la climatisation rejette de la chaleur à l’extérieur des bâtiments contribuant à son tour à réchauffer l’environnement urbain immédiat de plusieurs degrés. «Les solutions passives et sobres sont donc privilégiées» indique l’ingénieur. Un bâtiment correctement ventilé d'avril à octobre offrira un confort plus durable et plus homogène qu'un bâtiment climatisé seulement pour compenser quelques semaines de surchauffe par an. En complément, des projets pilotes sont en cours pour tester l’intérêt de ventilateurs plafonniers. Ces ventilateurs-là ne refroidissent pas directement l’air, mais le mouvement d’air qu’ils génèrent peut abaisser la température ressentie de 2 à 5 degrés.
Préparer aujourd'hui les bâtiments pour demain
Lors des nouvelles constructions ou des rénovations importantes, les simulations intègrent les données climatiques projetées à l’horizon 2035, afin d’évaluer dès aujourd’hui comment les bâtiments se comporteront face aux futures températures. Alors que les bâtiments étaient historiquement conçus pour assurer le confort en hiver, le confort estival occupe désormais une place importante dans les réflexions. Pour la DGIP, l’enjeu consiste donc à adapter progressivement le parc immobilier de l’État, en privilégiant autant que possible des solutions low-tech. «Le défi est de pouvoir répondre aux enjeux climatiques avec des solutions écologiques sobres, qui ne nuisent pas à leur tour au problème initial qu’est le réchauffement climatique», conclut Mathieu Desmarescaux. Construction, équipements techniques, comportement des utilisatrices et des utilisateurs: l’adaptation repose finalement sur une combinaison de leviers et sur l’implication de chacun. (CG)
