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Le secteur du bâtiment impacte de manière conséquente la consommation énergétique à l'échelle mondiale. Diverses normes et réglementations ont été élaborées en vue de réduire les consommations énergétiques. Le secteur du bâtiment doit également veiller à réduire au maximum son empreinte écologique. 

Un immeuble à appartements dont la construction s'est achevée en 2018 et situé dans l'éco-quartier du Sart-Tilman a été notre base de travail. Grâce au logiciel Pleiades, une analyse thermique dynamique nous a permis de déterminer les besoins de chauffage de ce bâtiment. Son analyse du cycle de vie nous a, quant à elle, permis d'étudier différents impacts environnementaux sur une durée de 80 ans. Ces impacts ont ensuite été transformés en coût pour l'écosystème à l'aide de la méthode MMG.

Au travers différents scénarios, nous avons tenté d'atteindre le standard quasi zéro énergie et de tendre vers le standard net zéro énergie (NetZEB). Pour ce faire, il nous a fallu trouver un bon équilibre entre de bonnes performances énergétiques, une autonomie énergétique maximale et une empreinte environnementale acceptable de l'immeuble. 

Des modifications au niveau des menuiseries de l'immeuble, de son étanchéité à l'air, des isolants en façade et en toiture et des pertes thermiques dans les espaces non aménagés ont permis d'améliorer ses performances énergétiques. Grâce aux panneaux photovoltaïques, l'immeuble devient partiellement autonome au niveau énergétique. Les panneaux avaient déjà permis une amélioration du bilan environnemental, ce dernier a encore été amélioré en plaçant des pompes à chaleur. 

Les résultats montrent que les dommages les plus importants d'un immeuble tendant vers le standard NetZEB sont dus à l'eutrophisation, au dommage à la biodiversité et à l'effet de serre.

Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie civile

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Afin de répondre aux enjeux climatiques qui se font de plus en plus ressentir à travers le monde, la Directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments (EPBD) n’a cessé, depuis sa création en 2002, de publier toute une série de directives et recommandations visant à renforcer l’efficacité énergétique des bâtiments. Avec la traduction par les autorités wallonnes des dernières révisions de la Directive, toute nouvelle habitation doit répondre depuis 2021 aux normes QZEN (Quasi Zéro Énergie) afin de donner une chance à l'Europe d'atteindre d’ici 2030 ses objectifs de 40% de réduction des gaz à effet de serre par rapport au niveau de 1990.
Cette nouvelle réglementation soulève toute une série de questionnements sur la conception des bâtiments, tant au niveau technique, économique et environnemental. Ce travail se concentre sur les aspects techniques et les coûts financiers à court et long terme pour la construction dans le secteur résidentiel. Ainsi, la première intention du mémoire consiste à explorer les techniques les plus couramment rencontrées pour atteindre des consommations énergétiques quasi nulles. Ensuite, le second objectif cherche à déterminer un prix de construction moyen nécessaire pour bâtir selon ces nouvelles normes. Enfin, une dernière question examine si les exigences zéro énergie sont économiquement favorables sur le budget à court et long terme du particulier.
Les deux premières questions sont étudiées à travers la réalisation d’un benchmarking de bâtiments résidentiels considérés comme très performants et sélectionnés selon une série de critères qui permettent une comparaison. Tous les cas d’étude analysés sont issus de la plateforme collaborative Construction21. Plusieurs données propres aux caractéristiques de l’enveloppe des bâtiments et aux équipements techniques ont été extraites et comparées afin de dégager des tendances sur les mises en œuvre qui permettent d’atteindre les niveaux QZEN. Les coûts de construction étant également disponibles sur l’outil Construction21, ceux-ci ont été compilés afin d’en retirer une valeur médiane pour les maisons individuelles et les logements collectifs.
La seconde partie du mémoire permet de tirer des liens entre considérations techniques et financières. Un cas d’étude a été sélectionné selon les mêmes critères que ceux qui ont servi à établir le benchmarking. Différents scénarios tendant progressivement vers le zéro énergie ont été modélisés afin d’évaluer les impacts de cette exigence sur les coûts de construction, mais également sur les dépenses à long terme. Pour ce faire, une analyse des coûts du cycle de vie (ACCV) sur une période de 40 ans a été réalisée pour chacun des scénarios afin de déterminer quelles sont les stratégies qui permettent d’améliorer la consommation des bâtiments tout en limitant l’impact sur les coûts. Les consommations énergétiques ont quant à elles été déterminées à l’aide du logiciel DesignBuilder et son moteur de calcul EnergyPlus. Enfin, le scénario zéro énergie modélisé est comparé aux résultats du benchmarking afin de voir si celui-ci s’inscrit dans les conclusions tirées dans la première partie du mémoire.
Le travail se conclut sur une discussion synthétisant les différents résultats, pointant notamment les limites de l’étude, et en annonçant les perspectives qui pourraient être envisagées afin de poursuivre la recherche sur la thématique.

Life-cycle cost analysis --- zero-energy building --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture

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Le bois est un matériau de construction qui connait un succès grandissant grâce à sa remise au goût du jour par l’architecture écologique. Pourtant, son utilisation comme élément de revêtement de façade reste limité en Belgique. La difficulté du bois à garantir sans précautions particulières un aspect naturel stable et qualitatif, alors que la garantie décennale est assurée d’un point de vue de la durabilité et de la fonctionnalité de l’ouvrage, semble constituer un frein pour son usage extérieur. En effet, soumis aux actions combinées des rayonnements solaires et des intempéries, le changement d’aspect du bardage bois est inévitable. Ainsi, sans porter atteinte à sa pérennité, toutes les essences de bois prennent une patine grise plus ou moins rapidement avec le temps. Ce changement d’aspect du bardage bois est appelé grisaillement. Pourtant, il semblerait que les nouvelles générations soient disposées à accepter de telles variations d’aspect et voir même à les valoriser. L’étude réalisée ici vise à définir dans quelle mesure cette affirmation est vraie, dans le cadre de la Belgique centrée sur la Wallonie. Autrement dit, l’objectif est d’étudier dans quelle mesure le grisaillement d’une façade en bois affecte les préférences des usagers wallons. Il s’agit plus précisément de quantifier les appréciations de façades en bois et de les lier à ses différentes caractéristiques visuelles à des stades de vieillissement distincts. Finalement, cette étude vise à hiérarchiser les liens existants entre l’appréciation d’une façade et ses caractéristiques visuelles modifiées suite au phénomène de grisaillement.
Pour cela, un protocole en deux étapes est mis en place. Tout d’abord, une étape de tri libre servira à sélectionner des photos et des descripteurs de façades en bois avant de les soumettre au jugement du public via un questionnaire usagers. A l’issu de ces entretiens, une analyse lexicale des descripteurs de chaque groupe a montré l’importance clef de l’architecture dans la caractérisation des façades. Couplé à une méthode statistique de classification à l’issue de laquelle 5 groupes ont été formés, 8 photos à l’architecture similaire ont été choisies. Ce choix a pour objectif de diminuer l’impact de l’architecture sur les préférences au profil d’autres critères. Puis 7 critères dont l’architecture, la couleur, la qualité du vieillissement, l’aspect du vieillissement, la largeur des planches, l’uniformité et l’authenticité de la façade ont été retenues. Ainsi constitué, le questionnaire a recueilli 77 réponses. Par une analyse des corrélations, il se trouve que l’appréciation générale est significativement corrélée par ordre d’importance à la qualité du vieillissement, à l’architecture, à l’aspect du vieillissement, à l’uniformité, à l’authenticité et enfin à la couleur de la façade. La largeur des planches ne semble pas intervenir dans l’appréciation d’une façade.
Finalement, garantir un vieillissement qualitatif de la façade en bois d’un ouvrage à l’architecture dite « moderne » est une piste dans l’augmentation de l’appréciation des usagers. Le bardage bois pré-grisé semble constituer alors une solution équilibrée entre un grisaillement maitrisé et une flexibilité dans la conception architecturale.

Vieillissement --- Façade --- Bardage --- Bois --- Perception --- Usagers --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture

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Le domaine de la construction est encore aujourd’hui un des plus grands secteurs responsables des émissions de CO2 et d’autres impacts néfastes sur l’environnement, tels que le dommage à la biodiversité. C’est pourquoi de plus en plus de bâtiments sont pensés pour limiter leurs impacts environnementaux dès la phase de conception. Dans cette optique de conception durable, plusieurs types d’architecture émergent. Ce mémoire présente et analyse l’architecture verte, définie par la végétalisation de ses parois et/ou de ses espaces. Il étudie plus particulièrement la végétalisation des bâtiments comme une solution potentielle pour construire durablement et dans le respect de l’environnement. 
Dans un premier temps, un état de l’art permet de mettre en évidence les principaux enjeux et les limites actuelles de la végétalisation des bâtiments. Ensuite, la démarche HQE, la méthode WELL Standard Building et l’outil TOTEM sont étudiés pour comparer l’utilisation des différents systèmes techniques issus de l’architecture verte. Par la suite, des interviews d’acteurs impliqués dans la conception de projets d’architecture verte donnent un aperçu de la vision de ce type d’architecture dans le monde professionnel. Et enfin, la réalisation d’un micro-trottoir devant la façade végétale du musée du quai Branly - Jacques Chirac permet de constater le positionnement de l’architecture verte dans les mentalités des citoyens.
Les résultats obtenus montrent l’utilisation encore faible de l’architecture verte dans les méthodes d’évaluation environnementale. Ils mettent en évidence les avis qui divergent parfois aussi parmi les acteurs de la conception. L’analyse des interviews des usagers révèle toutefois la sensibilité écologique des citoyens et leur considération pour une transition écologique vers des villes plus vertes.

Architecture verte --- Méthodes environnementales --- Durabilité --- Certifications --- Biodiversité --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture