Transformer un bâtiment existant en bâtiment à énergie positive : étude de cas et bonnes pratiques

Un bâtiment à énergie positive dit BEPOS est un bâtiment qui produit plus d’énergie qu’il n’en consomme. Son bilan énergétique global est donc encore meilleur que celui de la maison passive. On parvient à ce résultat grâce à l’architecture bioclimatique et à l’installation d’équipements thermiques et électriques très performants. Généralement, on parle de bâtiment à énergie positif pour les constructions nouvelles, mais il est également possible d’atteindre ce niveau de performance énergétique dans le cadre de rénovations. 

Comment réduire les besoins de consommation des bâtiments ?

Le bâtiment à énergie positif BEPOS s’appuie sur 5 piliers : 

• L’architecture bioclimatique qui permet d’optimiser l’apport en énergie naturelle et gratuite (comme le soleil ou le vent) et réduire les déperditions thermiques grâce à l’orientation du bâtiment, l’utilisation de matériaux à forte inertie et l’implantation géographique du site.
• L’isolation des murs, du sol, du plafond, des combles, qui doit être la plus performante possible pour supprimer tous les ponts thermiques et la bonne inertie du bâtiment qui permet de réduire les besoins en rafraichissement lors des périodes de forte chaleur.
• Les équipements thermiques performants, chauffage, pompe à chaleur, cheminée à granulés, etc.
• Les équipements électriques efficaces et peu énergivores, éclairage par LED, électroménager de classe A, etc.
• La ventilation avec un système efficace qui respecte l’étanchéité du bâtiment tout en récupérant l’énergie, de type VMC double-flux.

Pour devenir un BEPOS, le bâtiment existant doit déjà être peu consommateur d’énergie. Un bâtiment passif peut devenir un bâtiment à énergie positive, ce qui sera plus compliqué dans le cadre de la rénovation d’une passoire thermique. Un système de production local d’énergie thermique ou électrique associée une infrastructure existante éco-responsable permettra un surplus de production qui pourra être stockée puis consommée ou revenue et réinjectée dans le réseau électrique. 

2 exemples de rénovations de bâtiments anciens qui ont atteint le standard BEPOS

La rénovation thermique des bâtiments permet de réaliser des prouesses en matière de performance énergétique tout en préservant le caractère architectural unique de l’ancien. C’est ce que nous allons voir à travers ces 2 exemples. 

Bâtiment Pierre Verte à Auch : un bâtiment patrimonial en secteur sauvegardé devient un BEPOS

L’ADDENDA et l’atelier d’architecture Frédéric Airoldi ont relevé un véritable défi : transformer une ancienne caserne de gendarmerie en pierre de taille, édifiée entre le XIIe et le XIXe siècle, et véritable épave énergétique en un BEPOS. 

Les murs et la toiture ont été conservés et il a fallu opérer un désamiantage important. L’isolation extérieure étant à proscrire pour conserver le caractère patrimonial du bâtiment et l’isolation intérieure difficile en raison des propriétés des murs en pierre (inertie thermique), ils ont simplement été enduits. Une isolation renforcée de la toiture, des sols et des vitrages à base d’éléments structurels en bois, de cloisons en terre crue, d’isolants biosourcés et de revêtements à base de produits naturels a permis de compenser l’absence d’isolation des murs.

Des tuyaux d’eau ont été intégrés sur chacune des faces des cloisons “Duoterre” à ossature à bois, afin de chauffer les espaces de circulation et salles de réunion. 

Il n’était pas possible d’installer des panneaux photovoltaïques sur la toiture principale mais un hangar servant de parking a pu en accueillir 100 m². Une unité de stockage d’énergie et une alimentation complètent ce dispositif.

Des efforts de sobriété au quotidien et dans les équipements (LED dernière génération, pompes, ventilateurs et moteurs performants, etc.) permettent d’atteindre l’autonomie énergétique. 

Bâtiment de l'ENSAVT (École Nationale Supérieure d'Architecture de la Ville et des Territoires) à Marne-la-Vallée : transformer une partie de l’école en BEPOS

Le bâtiment de l’ENSAVT a été conçu par l’architecte Bernard Tschumi. Sa construction s’est achevée en 1999. Son architecture marquée se caractérise par des éléments fragmentés et des matériaux variés, comme le béton brut et des panneaux d’aluminium. Le bâtiment a été partiellement rénové pour atteindre le standard BEPOS. Les travaux visent ainsi à optimiser la gestion énergétique globale du bâtiment, en réduisant sa dépendance aux énergies fossiles. Grâce aux panneaux photovoltaïques, le bâtiment est capable de produire une partie de son énergie, s’approchant d’une balance énergétique neutre ou positive​.

 

En tant qu’école d’architecture, l’ENSAVT intègre des dimensions éducatives au projet afin que les étudiants participent activement à l’analyse et à la conception des solutions. Ils peuvent ainsi leur compréhension des enjeux environnementaux et techniques dans le domaine architectural avec un projet concret et l’école s’engage de son côté dans la transition écologique et la promotion d’une architecture durable et respectueuse de l’environnement.

Parmi les caractéristiques principales de la rénovation, la toiture végétalisée intégrée avec des panneaux photovoltaïques permet de produire de l’énergie renouvelable tout en bénéficiant des avantages thermiques et acoustiques de la végétalisation. Celle-ci contribue aussi à la gestion des eaux pluviales et améliore la durabilité de la toiture. Une telle conception réduit la consommation énergétique en été et en hiver grâce à une meilleure isolation thermique et à un microclimat plus stable.

Les matériaux et éléments constructifs d’origine ont été réutilisés autant que faire se peut afin de limiter l’empreinte carbone du chantier et de valoriser les ressources disponibles.

Enfin, les performances d’isolation thermique et acoustique du bâtiment ont été améliorés grâce à l’utilisation de matériaux modernes et techniques innovantes.  

Ces deux exemples démontrent qu’il est possible d’avoir de l’ambition dans la rénovation énergétique des bâtiments et de s’inscrire dans une architecture durable, respectueuse de l’environnement et du patrimoine architectural.