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Le Phénix: une transformation extrême visant l’excellence


Le Phénix: une transformation extrême visant l’excellence

Categorie(s) :   Climapresse   À la une   Nouvelles  


Par Sandra Soucy

 

Le Phénix, projet d’envergure et de grands défis, s’appuie sur l’innovation et l’excellence afin d’atteindre une consommation énergétique nette zéro et une empreinte carbone zéro.

 

 


 

L’immeuble de 96 500 pieds carrés passablement délabré qui date des années cinquante a été revitalisé de fond en comble dans le but d’y accueillir le siège social de Lemay et ses 350 employés. Afin de poursuivre le vaste objectif de conversion du Phénix en un bâtiment hautement performant qui répond aux préoccupations engendrées par les changements climatiques, on a fait appel à la firme d’ingénieurs Martin Roy et associés (MRA), à qui fut confiée la responsabilité de la modélisation, de la conception des mesures écoénergétiques et du système d’énergie renouvelable ainsi que de la mise en service et du suivi.

 

Ce projet unique en son genre constitue un exemple de solutions innovantes et inspirantes quant à la façon de récupérer un bâtiment vétuste et démontre qu’il est possible de transformer tout bâtiment mal en point et de le mener vers une transformation des plus durables et efficaces. Ce projet vise le plus haut niveau de certification, soit la certification LEED Canada-NC Platine.

 

Le Phénix

Crédit photo: Lemay

Une première étape consistait à entreprendre la rénovation du noyau et de l’enveloppe de l’ancien bâtiment industriel détérioré, étape pour laquelle on a opté pour la conception intégrée afin de passer en revue les différentes mesures à adopter quant à la bonification de cette imposante masse thermique, essentiellement composée de briques et de béton et dépourvue de toute forme d’isolation. La tâche était loin d’être mince et comportait son lot de défis lorsqu’est venu le temps d’obtenir la meilleure enveloppe possible pour cet immeuble de maçonnerie préexistant. D’emblée, il était hors de question d’intervenir sur l’isolation du bâtiment, ce qui a amené la firme d’ingénierie à entreprendre diverses analyses afin de démontrer qu’il serait avantageux d’apporter plusieurs améliorations, dont l’ajout de fenêtres ouvrantes, du chauffage par radiation et l’insertion de verre triple sur les façades nord et est alors que les façades sud et ouest profiteraient d’un mur-rideau très efficace, muni de verre double. Une des particularités de ce mur-rideau touche à la récupération de la chaleur, qui consiste en l’aménagement de conduits de captation de chaleur derrière les panneaux tympans. Contrairement à des panneaux isolés, ces panneaux sont constitués de simples parois de verre qui permettent au soleil de réchauffer l’air par-derrière. Ces panneaux agissent comme des canaux de récupération de chaleur afin que cette chaleur soit dirigée vers une salle de mécanique. L’air de la salle de mécanique est donc chauffé par ce mur solaire, salle où se trouvent des thermopompes qui transfèrent cette énergie à l’eau qui circule dans les radiateurs. Ceci constitue sans aucun doute un exemple probant d’intégration de l’architecture et de la mécanique du bâtiment au service de la réduction de la consommation d’énergie et des gaz à effet de serre.

 

 

La ventilation naturelle

Le Phénix

Crédit photo: Lemay

Outre l’atteinte d’une consommation d’énergie nette zéro, l’un des objectifs principaux du projet visait le confort et le bien-être des occupants. Plusieurs études démontrent que les usagers sont plus heureux dans des bâtiments ventilés naturellement. Ainsi, lors du processus de conception intégrée, il a rapidement été convenu d’utiliser un concept intégrant la ventilation naturelle pour tous les bénéfices évidents qui s’y rattachent. Pour ce faire, et à l’aide de modélisation, l’ingénieur Martin Roy et son équipe ont déterminé le nombre et la position des fenêtres ouvrantes pour réduire les besoins en climatisation lorsque la température extérieure le permet.

 

 

 

 

Le PhénixToutefois, la ventilation naturelle ne pouvait à elle seule répondre aux besoins de climatisation de l’immeuble pour permettre un confort acceptable en toutes saisons. L’équipe s’est ainsi penchée sur la façon la plus appropriée d’assurer le confort des occupants en optant d’un commun accord pour un système de production de chaud et de froid des plus performants. Ce système de production fonctionne à l’aide de thermopompes de type VRF qui produisent de l’eau chaude qui est par la suite distribuée dans des radiateurs à basse température se situant autour de 45-50 degrés Celsius. L’utilisation d’une distribution à basse température permet une plus grande efficacité pour la production de chaleur. L’utilisation de pompes à débits variables permet une réduction de l’énergie provenant des pompes. De plus, le chauffage par radiation offre un meilleur confort aux usagers en contrecarrant les effets de la radiation asymétrique (surface froide dans une aire chauffée).

 

La climatisation s’effectue à l’aide de ventilo-convecteurs à expansion directe raccordés sur la même thermopompe, c’est-à-dire sur le même système VRF, et ne fonctionne que lorsque la température extérieure se trouve au-dessus d’un point de consigne variant autour de 18 à 22 degrés Celsius, prenant ainsi le relais de la ventilation naturelle.

 

 

Le Phénix

Colonne intégrant un diffuseur d’air par déplacement

Le système de ventilation se démarque par son dispositif de distribution d’air neuf par déplacement qui est découplé du système de distribution d’air conditionné. L’air neuf est chauffé par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur qui récupère la chaleur de l’air évacué et d’un serpentin à eau chaude raccordé sur le réseau basse température. Les ventilateurs sont à débit variable et ce débit varie selon la demande pour maintenir un taux de CO2 qui respecte la norme ASHRAE 62.1. Non seulement l’utilisation de la distribution par déplacement favorise l’obtention d’une meilleure

Le Phénix

Diffuseur d’air par déplacement

efficacité de ventilation, elle permet aussi de réduire la quantité d’air neuf afin d’obtenir la même qualité d’air à l’intérieur. Ainsi, les ventilateurs qui distribuent l’air neuf fonctionnent la majeure partie du temps alors que les ventilateurs servant à la climatisation ne prennent la relève que lorsque le besoin de climatiser est essentiel, tout cela dans l’optique de réduire considérablement la force motrice des ventilateurs dans le projet.

 

 

 

L’accumulation de chaleur

Le PhénizSi plusieurs des stratégies mises de l’avant ont contribué à l’efficacité énergétique du Phénix, certaines se sont révélées plus complexes, comme la mise en place d’un système d’accumulation de chaleur. Cette démarche s’avérait loin d’être simple, mais le jeu en valait la chandelle. Il a d’abord fallu déterminer quelle serait la dimension des équipements d’accumulation de chaleur dans le bâtiment, comme la taille du réservoir qui allait servir à emmagasiner la chaleur pour chauffer l’immeuble en période de pointe. Pour parvenir à la bonne dimension, l’équipe de Martin Roy a dû développer un outil de modélisation qui utilise les charges de chauffage et de refroidissement du bâtiment et dont le prélèvement devait se faire à toutes les heures sur une période d’un an. Le tout prenait appui sur un fichier météo type ainsi que sur les relevés de consommation tirés du compteur d’Hydro-Québec auxquels ils avaient l’accès. Ces données-horaire de consommation du bâtiment ont servi à ajuster le modèle, puis une fois les données de consommation de chauffage et de refroidissement obtenues, l’équipe de MRA a mis sur pied un outil permettant de modéliser un réservoir d’accumulation thermique, ce qui a nécessité plusieurs itérations afin de parvenir à optimiser la dimension du réservoir. Pour ajouter à la complexité intrinsèque à la conception du projet, l’équipe a dû faire face à un enjeu de taille en ce qui a trait aux thermopompes utilisées. Ces thermopompes ne produisant pas de chaleur allant au-dessus de 50 degrés Celsius, comment allaient-elles parvenir à utiliser au maximum ce réservoir de chaleur?

 

 

Le PhénixLa décision a été prise d’installer une thermopompe apte à puiser la chaleur du réservoir quand la température du réservoir se situe en dessous du 45-50 degrés Celsius. Cette stratégie permet d’obtenir une accumulation thermique avec une thermopompe pour augmenter la température de la chaleur accumulée dans le réservoir. Ce fut, sans contredit, l’un des plus grands défis auxquels l’équipe MRA a été confrontée au cours du processus de la conception intégrée inhérente à ce projet.

 

 

 

 

 

Objectifs Net Zéro

Le PhénixL’atteinte des objectifs Net Zéro dans un immeuble de bureaux ne peut se faire sans l’implication proactive des occupants. Le choix d’une interface a été privilégié afin de permettre une communication aux usagers par l’intermédiaire de l’écran des ordinateurs, qui leur indique précisément les périodes où les fenêtres peuvent être ouvertes ou non afin de contribuer à maintenir une température adéquate dans leur environnement de travail. Ce dispositif leur signale, au même titre, les actions à prendre pour réduire la consommation d’énergie venant par exemple des équipements du bureau. Le système de contrôle en place est un système prédictif qui, comme son nom l’indique, anticipe les besoins de chauffage et de refroidissement, ce qui donne la possibilité de mieux contrôler la banque thermique ainsi que la demande électrique du bâtiment et l’accumulation de l’énergie provenant des panneaux photovoltaïques ou du réseau d’Hydro-Québec.

 

 

Le facteur temps

Le Phénix

Crédit photo : Lemay

Le facteur temps se posait aussi comme un enjeu majeur sur le plan de l’installation des équipements. Il était convenu qu’à l’achat du bâtiment, le client voulait s’y installer avec une partie de son équipe dans les quatre mois qui allaient suivre la transaction. Le temps pour réaliser les travaux étant considérablement réduit, on a dû procéder en mode accéléré. Tout le premier étage a été conçu au cours de la première année. Puis, l’année suivante, c’est le deuxième étage qui a été aménagé afin que tout le monde puisse intégrer le nouvel espace de travail en janvier 2018. Avec les deux étages pleinement en fonction, la firme MRA a pu cumuler les données d’opération sur une base d’un an. Et depuis, l’équipe poursuit ses réalisations en finalisant l’installation de la banque thermique, des panneaux photovoltaïques ainsi que des batteries afin de mener le projet à bon port dans l’atteinte de ses objectifs de consommation.

 

 

 

Conclusion

Le Phoenix représente la somme de stratégies écologiques et écoénergétiques répondant à des exigences très strictes dans une perspective de durabilité. Il constitue un exemple probant de réhabilitation d’un bâtiment industriel en piteux état en un édifice ultraperformant où se conjugue avec brio le passé au présent tout en démontrant qu’il est possible de rendre nos bâtiments existants autant sinon plus efficaces que des bâtiments modernes.

 

 



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