Nous dresserons un bilan des travaux de recherches menés ces 5 dernières années en matière d’efficacité energétique, de mobilité durable et de biodiversité appliquées aux bâtiments et infrastructures, avec des exemples de mise en œuvre opérationnelle au sein des métiers de VINCI. Nous vous dévoilerons également les grandes thématiques de recherche de notre nouveau cycle (2023-2028).

Au programme :

Mobilité durable

• Bilan et perspectives de recherches par Nicolas Coulombel de l’Ecole des Ponts ParisTech.

• L’autoroute bas carbone et le cas du transport de marchandises par Louis du Pasquier, directeur des mobilités décarbonées, VINCI Autoroutes.

Bâtiments et efficacité énergétique

• Bilan et perspectives de recherches par Bruno Peuportier et Charlotte Roux de l’Ecole des Mines Paris-PSL.

• Retour d’expérience sur l’ACV des quartiers par Laurent Putzu, directeur ADIM Lyon chez VINCI Construction.

• L’intelligence artificielle au service de la rénovation énergétique par Aurélie Foucher, responsable étude de prix chez Qivy Habitat, VINCI Energies.

Nature en ville

• Bilan et perspectives de recherches par Erwann Personne et Jean Roger Estrade d’AgroParisTech.

• Retour d’expérience sur l’ilot de chaleur urbain et les technosols avec Pierre Monlucq, directeur du marketing stratégique chez VINCI Construction.

Nous aurons l’honneur d’accueillir deux grands témoins qui nous partageront leur vision des grands enjeux environnementaux et du rôle de la recherche et de nos travaux dans la transition des secteurs de la construction et de la mobilité : Céline Guivarch, directrice de recherche au CIRED (Centre international de recherche sur l’environnement et le développement) et à l’Ecole des Ponts ParisTech, auteure pour le 6ème rapport d’évaluation du GIEC et membre du Haut conseil pour le climat, ainsi qu’Etienne Klein, directeur de recherche au CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), auteur de plusieurs ouvrages et producteur d’émissions de radio de vulgarisation scientifique.

A partir de 18h, la signature du renouvellement du partenariat entre VINCI et les 3 écoles d’ingénieurs officialisera le lancement de ce 4ème cycle, en présence de Xavier Huillard, président directeur-général de VINCI, Anthony Briant, directeur de l’école des Ponts ParisTech, Laurent Buisson, directeur général d’AgroParisTech et Vincent Laflèche, directeur de l’école Mines Paris-PSL.

Enfin, nous vous invitons à poursuivre les échanges en soirée autour d’un cocktail pour célébrer les 15 ans de notre partenariat.

Professionnels, chercheurs, élus, étudiants, cet événement est ouvert à tous ceux qui sont intéressés par la réduction des impacts environnementaux des bâtiments et infrastructures.

Nous vous y attendons nombreux !

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Parmi nos intervenants: Nicolas Coulombel (Ecole des Ponts ParisTech), Bruno Peuportier (Mines Paris), Andreas Kaiser et Julien Chamoin (Junia), Bruno Daunay (Leonard), David Desablence (VINCI Energies).

Un cocktail cloturera la journée.

Un lien de connexion sera envoyé la veille de l’événement aux participants ayant choisi l’option « Je participe en ligne ».

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Une approche contextuelle et environnementale

Mais comment les leviers de l’architecture bioclimatique peuvent-ils être activés pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments à moindre coût ? Le projet intégré à la formation postgraduate POCA (pour « Post-Carbone »), créé par l’École d’architecture de la ville & des territoires Paris Est en association avec l’École des Ponts ParisTech, permet de le comprendre et de l’expérimenter (voir ici la conférence donnée sur le sujet, et là le support de présentation de la conférence). Il s’agit de concevoir une station de mesures environnementales dans un site choisi par les étudiants. Après une analyse du climat, des conditions météorologiques et des variations du rayonnement solaire locales, les étudiants implantent  tout d’abord le bâtiment pour tirer le meilleur parti du contexte. Puis il s’agit de définir des principes structurels, de façade (position des ouvertures, protection solaire, isolation thermique…), de ventilation et de chauffage. « A chaque fois, il leur faut trouver les modes constructifs, les matériaux et les sources d’énergie les mieux adaptés au contexte local (disponibilité, approvisionnement, savoir-faire) », détaille Joan Gaudin, architecte, enseignant à l’École d’architecture de la ville & des territoires Paris Est.

Des choix éclairés pour une meilleure performance énergétique et environnementale

Au cours de ce travail collectif, les étudiants sont amenés à se poser de nombreuses questions d’ordre bioclimatique :  « Où positionner les différents espaces – espaces de vie, de travail, chambres – pour optimiser le confort de chacun des usages : sur la façade sud, nord, au rez-de-chaussée ou au premier étage ? », ou bien : « comment se protéger de la chaleur l’été sans trop réduire les apports solaires dans le bâtiment l’hiver : en changeant de vitrage, en intégrant des casquettes au-dessus des ouvertures ou en créant des masques occultants ? ». Les réponses à ces questions leur sont données par des outils numériques. « Les étudiants peuvent faire des choix optimaux sur la base de simulations qui leur permettent de mesurer l’influence d’une décision sur les performances du bâtiment au regard de ses usages », explique Bruno Peuportier, directeur de recherche au Centre Efficacité Énergétique des Systèmes (CES) de l’École des Mines de Paris.

Enfin, pour doubler la performance énergétique d’une performance environnementale plus globale, les étudiants valident leurs options en les intégrant dans une analyse de cycle de vie (ACV).  « A chacune des étapes de conception, l’impact carbone des choix est mesuré, et ce, sur la totalité du cycle de vie du bâtiment, y compris les phases de rénovation ultérieures et la déconstruction en fin de vie», illustre Marc de Fouquet, architecte et enseignant à l’ENSA Nancy.

Une conception multidisciplinaire et précoce des projets

On le perçoit : les fils conducteurs du travail mené par les étudiants sont ceux de la sobriété et de la frugalité. Mais l’objectif final reste bien la réduction des impacts environnementaux du bâtiment pendant les phases de construction et d’utilisation. « Dans ce projet d’études, et plus largement dans tous les projets de bâtiments bioclimatiques, c’est en suivant une démarche rigoureuse d’analyse qualitative et quantitative tout au long de la conception que cet objectif peut être atteint », poursuit Marc de Fouquet. L’atteinte de cet objectif suppose aussi une modification de la chronologie du projet. « Pour certains sujets, comme le choix du système structurel, cela nécessite de faire des choix le plus en amont possible dans la conception, pour d’autres – le dimensionnement des protections solaires fixes par exemple – il faut au contraire garder une certaine flexibilité, parfois jusqu’aux études menées pendant le chantier ». Dans tous les cas , il s’agit pour les concepteurs, à savoir les architectes et les ingénieurs, de travailler de concert, dès la genèse du projet. « Cette approche multidisciplinaire est l’un des leviers les plus importants pour répondre aux enjeux d’efficacité énergétique et de sobriété environnementale », assure Joan Gaudin. S’il peut sembler que cette approche est largement partagée, ce n’est pas forcément le cas. « Elle nécessite une montée en compétence en matière d’ingénierie énergétique et environnementale de toute la filière de la conception, et notamment des architectes », estime pour sa part Bruno Peuportier.

Nourrir le dialogue entre ingénieurs et architectes : une nécessité

Cette acculturation est l’une des raisons d’être de la formation POCA, et en particulier de son module consacré au bâtiment bioclimatique, qu’animent notamment Bruno Peuportier, Joan Gaudin et Marc de Fouquet. Les élèves ingénieurs et des architectes diplômés y partagent des notions techniques d’écoconception. « Seize écoles nationales d’architecture sur les vingt existantes proposent des enseignements intégrant la notion de bioclimatique. Mais la spécificité de notre formation tient dans le fait qu’elle mêle élèves-ingénieurs et architectes, détaille Marc de Fouquet. Un dialogue s’instaure, et celui-ci est d’autant plus fructueux qu’il se nourrit d’outils communs mis à la disposition des étudiants et des professionnels  ».

Des outils pour valider les intuitions

Ces outils, intégrés à la suite logicielle Pléiades, comprennent des modules de calcul développés par les chercheurs du CES avec le soutien du Lab Recherche Environnement VINCI ParisTech. Ces modules sont dédiés à la conception bioclimatique, à l’analyse du confort thermique et lumineux, à l’aéraulique et à l’analyse de cycle de vie. « Le métier d’architecte étant encore aujourd’hui principalement orienté vers une conception empirique, sensible et esthétique des ouvrages, ces outils permettent de vérifier que l’intuition du praticien est corroborée ou non pas les simulations numériques. Le cas échéant, un travail itératif permet de tester des variantes jusqu’à l’obtention d’une solution énergétiquement et environnementalement performante, au-delà du minimum réglementaire afin de répondre véritablement aux enjeux planétaires en termes de climat, de santé, de biodiversité et de ressources.» conclut Bruno Peuportier.

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Quelles sont les opportunités à saisir pour réduire les émissions carbone liées aux étapes de construction, utilisation, rénovation et déconstruction du bâtiment ? Nous en en avons discuté le 11 mai avec Bruno Peuportier et David Damichey qui ont présenté le projet issu de la collaboration entre les MINES Paris PSL et Cubik-Home dans le cadre du programme Recherche & solutions du lab recherche environnement.

Pour en savoir plus

Lire l’entretien croisé avec Bruno Peuportier et David Damichey

Consulter le support de présentation

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Le 29 mars à Leonard:Paris, nous avons présenté les retours d’expérience issus de projets de VINCI Construction. L’Ecole des Mines a mis en avant les outils d’aide à la décision développés au sein du Centre Efficacité énergétique des Systèmes pour améliorer les choix. Deux témoignages ont porté sur les projets de rénovation labellisés EnerPHit (Passivhaus) par Propassif (dans le cadre du projet européen outPHit) en France et à l’international, notamment la rénovation par éléments préfabriqués d’un bâtiment universitaire à Innsbruck.

Deux opérations de VINCI Construction ont été présentées par Laurent Putzu, Directeur d’ADIM Lyon Régions Auvergne Rhône-Alpes et Bourgogne Franche-Comté. Trarieux à Lyon 3e est un projet de transformation d’une clinique historique avec des enjeux de renaturation et biodiversité. Terrot à Dijon (21) est un projet de reconstruction de la ville sur elle-même avec des arbitrages de déconstruction et reconstruction sur un site marqué par un passé industriel lourd. Avec l’objectif d’évaluer la pertinence des choix de conception, ces deux projets ont été analysés à postériori à l’aide des outils Pleiades ACV-Equer pour la simulation thermique dynamique et Pleiades STD-Comfie pour l’analyse du cycle de vie, ainsi que des méthodes d’optimisation et de calcul d’incertitude.

Consulter la présentaiton de Laurent Putzu

Ces solutions logicielles, développées au sein du CES des MINES Paris PSL avec le soutien du lab recherche environnement, ont permis également d’aiguiller les choix de divers projets de rénovation illustrés par Bruno Peuportier, directeur de recherche aux MINES Paris PSL : logements sociaux à Montreuil (93) et en Hongrie, comparaison entre rénovation et reconstruction en Espagne, étude de scénarios d’économie circulaire pour la rénovation urbaine sur l’hôpital Saint-Vincent de Paul à Paris, plan de rénovation d’un parc HLM sur 5 ans, garantie de performance énergétique, résilience face aux canicules. Des perspectives ont été évoquées sur l’usage de l’intelligence artificielle, et sur l’application des outils en phase amont des projets urbains.

Consulter la présentation de Bruno Peuportier

D’autres solutions innovantes portent sur les produits de construction comme les modules préfabriqués permettant une rénovation moins chère, plus efficace et plus rapide. L’utilisation de ces modules est au coeur du projet éuropéen OutPHit présenté par Etienne Vekemans, de PROPASSIF, dont l’objectif est de favoriser une rénovation globale ambitieuse de niveau EnerPHit/Passivhaus. Le déploiement des meilleures pratiques sur des sites démonstrateurs dans plusieurs pays européens permet de tester et comparer différentes stratégies et solutions dans des contextes variés. L’un des cas d’étude est notamment la rénovation des 70 logements de la résidence Colbert de Logirep à Colombes.

Consulter la présentation d’Etienne Vekemans

Un autre démonstrateur est le cas de la rénovation de la tour de logements avec neuf étages « Bruno Sander Haus » à Innsbruck en Autriche. Ce bâtiment universitaire des années ’80 a été rénové par des modules préfabriqués en bois. Rainer Pfluger de l’Université d’Innsbruck en a détaillé les étapes de construction, en mettant en avant les solutions mises en places pour réduire les ponts thermiques, assurer l’étanchéité à l’air et la sécurité incendie, et leur assemblage suite aux études de conception de la façade.

Consulter la présentation de Rainer Pfluger

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Espaces végétalisés, confort acoustique, luminosité, services, le siège social de VINCI – l’Archipel – est résolument orienté sur la qualité d’usage et le confort de ses 4 000 occupants potentiels. Alors que les travaux de construction s’achèvent, le bâtiment accueille ses premiers usagers et démarre ainsi sa deuxième vie. Conçu pour maîtriser son empreinte environnementale au niveau de sa construction, mais aussi dans sa phase d’exploitation, l’Archipel prête une attention forte au rôle de l’occupant. Plusieurs démarches visent à inciter les occupants à adopter les bons gestes, comme limiter le recours aux impressions ou supprimer l’usage du plastique partout où c’est possible. En témoigne Vincent Mazoué, responsable de la communication chez VINCI Autoroutes, qui a pris ses quartiers au sein de l’Archipel le 5 octobre 2021. Le bâtiment est confortable, mais aussi sobre du point de vue environnemental.

Mais un bâtiment sobre, c’est aussi un bâtiment efficace du point de vue énergétique. C’est là que la mesure et les outils numériques peuvent jouer un rôle essentiel. Véritable bâtiment intelligent, l’Archipel s’est doté d’un Building Operating System (BOS) visant à mesurer, contrôler et réduire ses consommations, mais aussi à proposer des services. Les données d’occupation régulent les postes de chauffage ou encore l’éclairage.  Le système est intelligent et permet de créer des automatismes, mais l’occupant reste au cœur du processus : il est maître de ces données personnelles et peut interagir avec le Building Operating System, que ce soit pour déclarer une panne sur des équipements, ou à l’inverse, être tenu informé sur les services. Houda Matta, responsable chez VINCI Energies du Building Operating System de l’Archipel, a développé le BOS de l’Archipel permettant de collecter les données sur l’utilisation du bâtiment et de leur donner un sens pour répondre aux enjeux de mesure de l’énergie, sobriété et confort. « Tout est dans la contextualisation de la donnée, dans son raccordement avec la géographie du bâtiment. L’intérêt du BOS c’est que ça permet de géoréférencer les données. Je sais exactement de quel équipement et de quelle pièce provient une donnée : c’est ce rapport donnée-équipement-pièce qui me permet de mieux gérer et analyser et les données », résume Houda Matta.

Lorsqu’il s’agit de bâtiments anciens, difficile d’aller aussi loin en termes de smart building. Pourtant, la donnée peut également se mettre au service de l’efficacité énergétique sur le parc existant. Ici, le numérique intervient pour sensibiliser les usagers d’un bâtiment et réduire les consommations. C’est la logique développée par Eric Vorger, président et cofondateur de Kocliko. S’adressant aux bailleurs sociaux et copropriétés, la startup propose des solutions logicielles visant à faire des économies d’énergie à travers l’individualisation des frais de chauffage collectif.  Le procédé crée un jumeau thermique dynamique basé sur de nombreuses données liées à la météo, à l’isolation, à l’orientation du bâtiment, etc., ainsi que sur des capteurs thermiques installés dans les logements. Transparente et simple d’utilisation, la solution permet d’améliorer le pilotage des installations, mais aussi responsabiliser l’usager qui peut réguler sa consommation et suivre les économies réalisées en temps réel : un véritable chauffage collectif intelligent ! Le système génère en moyenne 15% d’économie de chauffage. « Principalement parce que les usagers s’adaptent et se responsabilisent », souligne Eric Vorger.

Le podcast « le chantier de la ville durable » a pour objectif de faire découvrir et diffuser la recherche sur la ville durable et les meilleures pratiques environnementales. Il donne ainsi la parole à des chercheurs, des startups et des usagers qui expérimentent des projets innovants sur les bâtiments, quartiers et infrastructures de demain.

The post [Podcast] Episode #4 : Le chantier du bâtiment durable – l’exploitation du bâtiment appeared first on lab recherche environnement.

A l’occasion de cette conférence, nous présenterons les retours d’expérience issus de projets de bâtiments tertiaires et d’exploitation de VINCI Construction. L’Ecole des Mines présentera les outils d’aide à la décision développés au sein du Centre Efficacité énergétique des Systèmes pour améliorer les choix. Deux témoignages porteront enfin sur les projets de rénovation labellisés Maison Passive (outPHit) en France et à l’international, notamment la rénovation par éléments préfabriqués d’une résidence étudiante à Innsbruck.

Intervenants : Etienne Vekemans (Maison Passive), Laurent Putzu (Adim), Bruno Peuportier (MINES Paris Psl), Rainer Pfluger (Université d’Innsbruck).

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Le 27 janvier, nous avons échangé avec Henri Cuny du département Ressources forestières et carbone de l’IGN et Bruno Peuportier de MINES Paris Psl à l’occasion d’un webinaire dédié et de la sortie de la note « Analyse du cycle de vie des matériaux biosourcés ».

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Consulter le diaporama de Henri Cuny

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