Bois et boucle de chauffage urbaine pour un édifice BBCA

Le nouveau centre de recherche de Danone à Gif-sur-Yvette (91), baptisé In’cube, a un principe constructif mixte, alliant béton, métal mais aussi une grande proportion de bois. Ce n’est pas en façade que ce dernier s’affiche. « Le maître d’ouvrage, la filiale Danone Research, ne souhaitait pas de bois en façade en raison de l’entretien régulier qu’un tel choix exigerait », indique Alexandre Maneval, l’un des architectes qui a mené le projet pour Arte Charpentier. Le bois se trouve donc à l’intérieur : à la fois en structure et en habillage. Il règne notamment dans un grand atrium central de 900 m² sur 10,5 mètres de haut, auquel il donne du caractère.

Du béton bas carbone

Dans ce bâtiment en R+4 de 21 500 m², le sous-bassement et les deux premiers niveaux sont en structure béton. Le béton utilisé, de classe CEM III/A, est moins carboné que le classique. Ce choix « permet de réduire en moyenne de 20 % l’impact du béton par rapport à une classe CEM II », indique Saïd Njeim, un autre architecte d’Arte Charpentier responsable du projet. « L’usage de béton était nécessaire en sous-bassement en raison de la présence de nappes perchées ; mais aussi pour le premier niveau qui accueille notamment l’usine pilote du site. Dans cette dernière, qui couvre près de 3 000 m2, aucune particule ne doit être présente dans l’air, et le béton s’est imposé », poursuit Alexandre Maneval.

Ce local a une hauteur sous plafond de sept mètres, pour laisser la place aux équipements industriels et aux circulations de fluides. Il occupe donc en réalité la quasi-totalité du rez-de-chaussée et du premier niveau, et se veut « ouvert » sur l’extérieur : de grandes baies vitrées permettent de l’observer depuis la rue. Le RDC du bâtiment accueille l’entrée principale ainsi qu’un café ouvert au public. Le premier niveau abrite quelques laboratoires. « L’un des grands points positifs de ce chantier a été de travailler directement pour les utilisateurs finaux. C’était intéressant de penser l’édifice avec eux et de forger leur outil de travail », poursuit l’architecte.

Du bois et encore du bois

Derrière l’entrée principale, des gradins grimpent au-dessus de l’usine pilote jusqu’au grand atrium, situé donc au R+2. Le bois y fait son apparition. À partir de là et jusqu’en haut, tous les poteaux de structure en sont composés. Le long des murs extérieurs comme le long des coursives qui donnent sur l’atrium, un poteau de bois se trouve tous les 1,35 m. Même matériau pour les poteaux des cages des trois ascenseurs panoramiques. Aussi, l’atrium est coiffé de sheds, c’est-à-dire des toitures en dents de scie, qui disposent d’une charpente composée de bois et d’acier, dont des poutres échelles de 36 mètres de long. Tout cela représente au total 733 m3 de bois lamellé-collé, issu de forêts des Vosges. La façade extérieure a quant à elle été réalisée avec un châssis en aluminium extrudé s’appuyant sur les poteaux en bois. partie faites de bois, les autres du bâtiment sont en acier : « cela a permis de faire des réservations pour passer des chemins de câbles ou des canalisations », indique Alexandre Maneval.

Le bâtiment abrite dans ses étages supérieurs des bureaux mais aussi des laboratoires, alimentés en eau et fluides divers qu’il faut ensuite évacuer. Du bois lamellé croisé (cross laminated timber, CLT en anglais) est utilisé pour les 8 000 m2 de planchers des niveaux de bureaux du R+2 au R+4. Ce dernier est issu de forêts d’Autriche. « Il n’a pas été possible de le laisser apparent : nous avons dû créer des faux planchers et des faux plafonds pour permettre la circulation de nombreux fluides », précise Alexandre Maneval. Ces faux plafonds et planchers sont eux aussi en bois, tout comme une grande partie de l’habillage intérieur du bâtiment : couverture des gradins et habillage des poutres de l’atrium, marches et main-courantes des escaliers, etc.

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Danone

En outre, 36 % des faux planchers sont issus d’un réemploi. « Le poids carbone d’un faux plancher en réemploi est inférieur de 77 % à celui d’un faux plancher neuf », indique Saïd Njeim. Le chantier a posé quelques défi s en raison des différences entre les matériaux. Tout d’abord, le bois peut être mis en place très vite alors que les éléments en béton nécessitent un temps de mise en œuvre et de séchage. Ensuite, les support bois se dilatent ou se tassent différemment des fixations et des éléments en métal sur lesquels ils sont fixés. En effet, ce matériau naturel, arrivé un peu humide et devant supporter ensuite un été très sec, s’est parfois fissuré, ce qui nécessite certaines reprises. Mais « aucune Atex* n’a été nécessaire du fait de l’usage du bois », note Alexandre Maneval.

Réseau de Paris-Saclay

Côté chauffage et refroidissement, Danone Research s’est équipée d’installations autonomes pour ses besoins industriels ainsi que ceux de ses laboratoires et de son usine pilote : une chaudière ayant une capacité de 2,5 tonnes de vapeur par heure et un groupe froid d’une capacité de 440 kW. Pour les besoins en confort, le bâtiment est raccordé au réseau d’échange de chaleur et de froid de Paris-Saclay. Ce dernier, qui intervient au niveau du quartier, repose sur plusieurs principes : l’utilisation de la géothermie, un échange de chaleur avec la nappe souterraine tempérée de l’Albien, la récupération de chaleur dans certains bâtiments, une production de chaud et de froid par thermofrigopompes (TFP) pour le quartier. « 100 % de l’énergie calorifique de confort et 65 % de l’énergie frigorifique de confort du bâtiment proviennent de ce réseau », explique Saïd Njeim. Une chaufferie gaz centralisée pourra être mobilisée en hiver pour le chauffage et, en été, un complément de climatisation sera apporté par un groupe froid autonome, d’une capacité de 500 kW.

Gestion intelligente

Par ailleurs, pour réguler les consommations, une gestion technique du bâtiment (GTB) a été mise en place, en partie contrôlée par une station météo et par un compteur d’énergie. L’éclairage est gradué suivant la distance des zones internes par rapport aux façades. Une surface de 840 m2 de panneaux solaires a été installée sur une partie de la toiture. Leur production est estimée à 160 kWh/an, soit 25 % de la consommation du bâtiment. L’électricité produite sera autoconsommée. Les sheds possèdent une face translucide laissant passer la lumière, orientée au Nord, et une partie occultante, orientée au sud. De chaque côté, les tympans triangulaires des sheds sont équipés d’ouvertures pouvant être actionnées pour permettre une ventilation en cas de forte chaleur. Le bâtiment possède en outre 2 900 m² de terrasses végétalisées, une terrasse jardin de 1 100 m² agrémentée d’un verger et un jardin de 1 000 m² en pleine terre. Ces espaces récréatifs pourront aussi jouer un rôle contre les îlots de chaleur. La consommation des bureaux devrait être de 106 kWh ep/m2.an. Comme l’avance Saïd Njeim, « le choix d’un béton bas carbone et d’un plancher en réemploi, associés à une structure en bois, sont les éléments qui ont permis de respecter le seuil carbone fixé en conception ».

* L’Appréciation technique d’expérimentation (Atex) est une procédure rapide d’évaluation technique formulée par un groupe d’experts sur tout produit ou procédé innovant.