Le toit, la terre et, entre les deux, la maison.

Un prototype d'une nouvelle construction de toit se trouve actuellement devant le b?timent d'architecture du H?nggerberg. Il possède des capteurs dits hybrides, qui font le plein de chaleur et d'électricité gr?ce au soleil. Le toit fait partie du système "2SOL", qui associe des capteurs solaires à des sondes géothermiques.

Vue agrandie : schéma 2Sol
Schéma du système 2SOL. (Illustration : Niklaus Haller, Chaire de technique du b?timent / ETH Zurich)

"2SOL" est notre réponse à la question de savoir comment les b?timents pourront être chauffés et refroidis à l'avenir sans recourir aux combustibles fossiles. La nouvelle construction du toit est née à l'interface de l'ingénierie et de l'architecture. Elle est le résultat d'un échange permanent entre ces deux disciplines qui, dans la pratique, sont trop souvent diamétralement opposées. Nous sommes fermement convaincus que les solutions pour la transformation durable du parc immobilier ne peuvent na?tre que du dialogue. C'est pourquoi nous souhaitons mettre en lumière deux aspects importants de notre projet, respectivement du point de vue de l'ingénieur et de l'architecte :

Capteurs solaires et sondes géothermiques

Point de vue de l'ingénieur :Le capteur hybride est la machine à récolter dans le système "2SOL" : il récolte l'électricité et la chaleur du soleil. Nous savons que l'ensoleillement est irrégulier. Des sources de chaleur supplémentaires sont donc nécessaires. Au moyen de sondes géothermiques, le sol sous le b?timent est exploité comme source de chaleur environnementale. Celle-ci fournit à la pompe à chaleur la chaleur à un niveau de température élevé nécessaire. La chaleur du capteur hybride est utilisée pour régénérer le réservoir géothermique en été. Ainsi, jusqu'à l'automne, la terre re?oit à nouveau la quantité de chaleur qui lui a été retirée pendant la période hivernale. Cette gestion durable du sol par le capteur hybride permet de maintenir l'efficacité de l'ensemble du système.

Point de vue de l'architecte : Le toit fait partie intégrante de l'enveloppe et constitue la cinquième fa?ade d'un b?timent. L'intégration du photovolta?que et du solaire thermique est généralement très controversée. Nous considérons la conversion de l'énergie solaire comme une fonction principale supplémentaire du toit et plaidons donc pour une réinterprétation de cet élément de construction en termes de construction, de forme et de matérialité. Nous recherchons une nouvelle logique de construction, une synthèse des exigences traditionnelles et nouvelles posées à l'élément de construction qu'est le toit. Au lieu de considérer des surfaces de toit individuelles, nous considérons le toit dans son ensemble. Cela peut tout à fait conduire à des installations moins efficaces, mais le toit retrouve sa fonction de création d'espace. Cette approche présente un grand potentiel, notamment au vu de l'éviction continue des toits en pente par les toits plats et les toits en attique.

Vue agrandie : Assemblage du prototype
Production du prototype dans l'atelier d'Erne construction en bois. (illustration : Niklaus Haller, chaire de technique du b?timent / ETH Zurich).

La technique du b?timent comme système global

Point de vue de l'ingénieur : L'efficacité d'un processus est la motivation motrice de tout développement. Ce principe caractérise jusqu'à présent la technique solaire et, de manière générale, la technique du b?timent, les différents composants étant le plus souvent mesurés en fonction de leur efficacité et développés en conséquence. Avec "2SOL", nous ne cherchons toutefois pas à maximiser l'efficacité des différents composants, mais à obtenir l'élégance du système "b?timent" dans son ensemble. Pour cela, les composants individuels doivent être parfaitement adaptés les uns aux autres et le système global doit être robuste. Ainsi, "2SOL" a mis l'accent sur la recherche de systèmes plut?t que sur le développement traditionnel de composants.

Si le b?timent est considéré et optimisé comme un système, de nouvelles possibilités apparaissent soudain : Avec la grande disponibilité de la chaleur ambiante, la récupération de la chaleur de l'air vicié, par exemple, n'est soudain plus opportune d'un point de vue énergétique et économique. Cela n'est pas compatible avec les normes actuelles. Il faut commencer à les remettre en question.

Point de vue de l'architecte : La technique du b?timent n'est et ne sera jamais qu'un moyen au service d'une fin. Le potentiel de notre approche réside dans l'approche globale du b?timent et de la technique. Mais de ce fait, l'architecte doit lui aussi se pencher sur le système. Il ne peut plus se contenter de placer les prises électriques et de mettre à disposition un local technique au sous-sol - toute la cha?ne, de la transformation de l'énergie à sa restitution en passant par son stockage, doit être intégrée dans le projet. Cette confrontation conduit à un équilibre subtil entre les mesures concernant l'enveloppe du b?timent et le système technique. Pour l'architecte, cela signifie une plus grande liberté de création - de l'élément de construction individuel au concept urbanistique.

Du concept à la solution de marché

En tant que chercheurs et développeurs, nous avons fait la preuve du concept. Vient maintenant l'industrialisation du système. "2SOL" est désormais proposé sur le marché par une série d'entreprises en tant que solution globale. C'est ainsi que la Stratégie énergétique 2050 peut être mise en ?uvre.

 

 

Informations complémentaires

Lisez aussi l'article sur Actualités ETH : Bo?te à outils pour des b?timents sans C02

Plus d'informations sur le système : c?té externewww.2sol.ch

Vers les auteurs

Niklaus Haller

Collaborateurs, chaire de technique du b?timent

ETH Zurich

Marc B?tschmann

Marc B?tschmann

Collaborateurs, chaire pour la technique du b?timent

ETH Zurich

JavaScript a été désactivé sur votre navigateur.