Zéro énergie dans une école de Saint-Ouen en France

Photos : Florian Kleinefenn

Depuis toujours, les bâtiments publics ont pour vocation de se distinguer dans une ville par la valeur exemplaire de leur architecture. À Saint-Ouen, en France, dans le quartier des Docks, l’école PEF, du nom du célèbre illustrateur, ne déroge pas à cette règle. Ce bâtiment surprend par l’audace de ses terrasses en gradins et ses toits en casquettes, véritables incubateurs d’énergie solaire.

Située au cœur d’un périmètre urbain composé essentiellement de logements et de bureaux de grande hauteur, cette école sera visible par sa toiture, principe fondateur du programme sur lequel s’orientent les ouvertures des bâtiments avoisinants. Bien que fortement urbanisé, le site bénéficie de la présence de la Seine toute proche, bientôt bordée par un grand parc urbain de 12 hectares, des éléments naturels que valorise cet établissement aérien en phase avec le quartier en devenir.

L’écoquartier des Docks à Saint-Ouen

Zone d’activités autrefois liées à la naissance du port de Saint-Ouen (1830), ce secteur s’est structuré au 20e siècle autour de diverses industries métallurgiques et d’une usine Citroën. Au départ du groupe Total (1912-2004) sur le site, il a fallu trois années pour le dépolluer avant de lancer sur ces 100 hectares, un programme de requalification en 2007. Celui-ci prévoit la construction de 4 000 logements, des bureaux, des commerces et des équipements publics (19 000 m2). Un parc de 12 hectares abritera des jardins partagés et une serre pédagogique en bordure de Seine.

C’est dans cet environnement urbain que les architectes de l’agence Mikou Design Studio ont réalisé, sur une étroite et profonde parcelle, ce projet zéro énergie de 5 000 mètres carrés, repère architectural fort et emblématique du développement durable dans le quartier des Docks. Exemplaire, l’école PEF l’est par le choix de son implantation, par le confort intérieur offert aux enfants, notamment dans l’aménagement des cours et des jardins dessinés en gradins, et par les 761 panneaux photovoltaïques intégrés à l’architecture.

Cette école maternelle et élémentaire de 17 classes à laquelle s’adjoint un centre de loisirs s’inscrit volontairement dans une maîtrise d’œuvre parfaite de manière à donner une identité remarquable et pédagogique à l’établissement. Chacune de ses fonctions est manifestement lisible grâce à l’organisation spatiale des différentes sections qui sont toutes agrémentées de jardins en pleine terre.

Les dispositions adoptées en réponse à la démarche environnementale exigée

Les responsables du projet ont favorisé l’orientation au sud pour optimiser l’énergie passive dans toutes les salles de classe et les cours de récréation. Un agrément qui octroie, tout au long de l’année, une lumière naturelle dans chacun des lieux de vie. Cette volonté chez les architectes de tirer profit de ce terrain en longueur a permis également de multiplier au sud les surfaces nécessaires aux panneaux photovoltaïques, alliant ainsi la production d’énergie et la production d’ombres rafraîchissantes.

La configuration spatiale du programme dessinée en peignes parallèles face au sud est rythmée par de larges patios paysagers au rez-de-chaussée. De cette manière, l’orientation est optimale dans les locaux d’enseignement, c'est-à-dire, au calme sur les jardins, évitant ainsi les nuisances acoustiques de la rue Albert Dhalenne, plutôt passante.

L’école maternelle, l’école élémentaire et le centre de loisirs bénéficient ainsi d’un excellent point de vue, de part et d’autre des jardins. La présence du végétal sur les jardins et dans les cours au niveau des gardes-corps, visibles depuis les façades sud et est, mais aussi des bâtiments hauts avoisinants, renforce la dimension durable et conviviale du groupe scolaire.

En outre, les salles de classes situées au sud sont protégées par des marquises en verre feuilleté avec cellules photovoltaïques intégrées, un dispositif venant compléter les surfaces de panneaux photovoltaïques qui couvrent les préaux.

D’une manière générale, l’enveloppe du bâtiment est composée de voiles de béton armé, avec une isolation renforcée par l’extérieur et un revêtement en bois naturel au sud sur les cours, le bâtiment étant conçu pour faire la chasse aux ponts thermiques. À l’est sur la rue Albert Dhalenne et au nord sur les jardins, les percements des fenêtres ont été optimisés (les menuiseries utilisées sont de type mixte bois et aluminium).

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Un équipement urbain à valeur d’usage

Les architectes ont dessiné cet ensemble scolaire comme un équipement plurifonctionnel, identifiable sur le plan du développement durable et facilement appropriable par les habitants du quartier. L’école PEF s’ouvre sur la rue Albert Dhalenne par une grande entrée généreuse donnant accès au hall unique, un espace structurant qui sert de point de convergence entre les deux écoles et le centre de loisirs.

À l’est, le bâtiment s’allège en une volumétrie en cascades dévoilant des gradins qui libèrent de cette manière des perspectives à l’ouest et au sud à travers les cours de récréation. L’effet de gradins est accentué par de larges auvents semi-transparents protégeant les préaux qui sont constitués d’une ossature métallique portant les panneaux photovoltaïques inclinés à 30 degrés. L’ensemble architectural apparaît convivial, chaleureux et protecteur pour les enfants en même temps qu’il s’ouvre sur la ville.

Les architectes ont réalisé des études de confort visuel sur la base du facteur de lumière du jour afin de vérifier si toutes les salles de classe bénéficiaient d’un bon éclairage naturel. Pour ce faire, ceux-ci ont testé une salle moyennement favorisée afin d’avoir une idée globale de la qualité de l’accès à la lumière. La proportion et la disposition des espaces de travail sont en cela satisfaisantes du fait de l’indice important des ouvertures (les baies vitrées) et de la forme oblongue des salles qui optimise l’entrée de la lumière.

Objectifs et enjeux climatiques

L’objectif « zéro énergie » signifie que le bâtiment produit autant d'énergie qu'il en consomme en une année. Celle-ci passe forcément par une production d’électricité photovoltaïque. La priorité reste néanmoins la réduction des consommations effectives de manière à limiter la surface des panneaux à prévoir. Il était donc prépondérant que ce programme s’applique à tirer profit le mieux possible des apports solaires et lumineux gratuits dont la parcelle bénéficie largement.

Une volumétrie bien tempérée ainsi que des jardins qui assurent une imperméabilisation de 80 % sont d’autres caractéristiques de ce projet. Il faut également souligner que des hypothèses de calculs ont été faites pour mesurer l’impact des grands principes bioclimatiques qui ont été mis en place. Les résultats permettent, dans un premier temps, d’identifier les principaux postes de consommation afin de porter l’effort là où il sera le plus efficace. Ainsi, le travail fait par les architectes sur l’accès à la lumière s’avère primordial puisqu’il permet, outre le confort, une réduction importante des consommations électriques qui atteignent des proportions importantes dans ce type de programme. Par ailleurs, le climat dans cette région de la France se caractérise par des intersaisons longues durant lesquelles les besoins en chaud et en froid sont faibles.

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