Le smart building réduit de 86% la consommation énergétique des Compagnons du Devoir de Strasbourg
Un bâtiment pédagogique, exemplaire pour la transition énergétique et numérique. Tel était le souhait des Compagnons du Devoir et du Tour de France pour leur nouveau site à Strasbourg, l'ancien étant devenu trop vétuste et ne répondant plus aux normes d'accessibilité. Dans ce projet, qui a débuté à l'été 2020 aux côtés du bureau d'études thermique et fluide Solares et du cabinet d'architectes Nunc, la technologie a immédiatement été au cœur du bâti pour intégrer toutes les parties-prenantes.
Dès la phase de construction, une maquette BIM a été créée pour identifier les ponts thermiques et repenser la manière d'occuper le bâtiment. "Cela nous a permis de simuler plusieurs scénarios et d'éviter de climatiser le bâtiment en privilégiant l'installation de brise-soleil sur les façades pilotable par la station météo", indique Nicolas Henry, responsable énergétique national, référent BIM et maître d'ouvrage de ce projet au sein des Compagnons du Devoir et du Tour de France. Grâce à la maquette BIM, plus de 300 anomalies ont pu être détectées instantanément et le chantier livré en février 2023 n'a connu aucun jour de retard.
"La solution de QR-code a été l'un des plus beaux résultats du chantier en conduisant tous les acteurs à travailler ensemble"
Pour intégrer au chantier l'ensemble des intervenants du BTP et les professeurs, Nicolas Henry a mis en place des QR-codes et des puces NFC devant chaque pièce pour afficher numériquement sur mobile à 360° le rendu final. Un niveau de détail en profondeur, affichant par exemple les tuyauteries présentes dans le dallage, a été rendu disponible pour aboutir à l'exactitude près entre le virtuel et le réel. "Cela a été l'un des plus beaux résultats du chantier en conduisant tous les acteurs à travailler ensemble. Par exemple, un maçon s'est rendu compte grâce à cette visualisation 3D que peu d'écart sépare une tuyauterie de la CVC d'une retombée en béton brut fini. Il s'est arrangé avec le plombier pour coordonner leurs actions", raconte Nicolas Henry. Le QR-code s'est illustré par sa simplicité d'usage : "Un maçon n'est pas forcément formé ou ne dispose pas toujours des logiciels appropriés pour lire une maquette BIM. Cette solution de QR-code et de puces NFC a rendu la maquette numérique accessible de manière intuitive", ajoute le maître d'ouvrage.
2 kilowatts de consommation en période d'inactivité
Chaque espace est monitoré : le sous-comptage est étudié avec précision grâce aux compteurs communicants et aux 24 tableaux électriques dans la maquette numérique. Tous les équipements du bâtiment, de l'éclairage aux vannes thermostatiques, sont connectées à la maquette en modbus, TCP-IP et KNX via la solution EcoStruxure de Schneider Electric pour être piloté à distance et détecter en temps réel tout disfonctionnement. Concernant la gestion de l'eau, Nicolas Henry a instrumentalisé les récupérateurs d'eau de pluie pour en comptabiliser la quantité disponible. Il a également fait installer à l'entrée du site des écrans affichant les consommations d'énergie et les données de production des 103 panneaux photovoltaïques. "Nous voulions sensibiliser chacun à la gestion de l'énergie", justifie-t-il.
En matière énergétique, les résultats du smart building sont là : lors du 1er mai, alors que le site de 6 325 m² était inoccupé, la consommation n'a pas dépassé 2 kilowatts, soit l'équivalent d'un seul radiateur électrique. En période de cours, les ateliers conçus au niveau de la réglementation RT2012 consomment à eux seuls 30% d'énergie de moins. "Cela représente au total plus de 86% de réduction d'énergie par rapport à l'ancien site", se réjouit Nicolas Henry.
L'IoT offre par ailleurs aux usagers un confort optimal et homogène entre les zones d'atelier et celles administratives et d'enseignement. Des sondes de qualité d'air assurent aux occupants un air ne dépassant pas 515 ppm. Cette qualité d'air, malgré la présence de l'autoroute à proximité, est assurée grâce à une étude par simulation numérique de la projection des particules fines en fonction des données d'un capteur de pollution. Des détecteurs de présence sont par ailleurs intégrés dans les luminaires pour éclairer et aérer seulement les espaces occupés. "Le smart building signifie un bâtiment qui s'adapte au climat, à ses usagers et au taux d'occupation", affirme le maître d'œuvre, qui a remporté pour son projet plusieurs prix, dont le Prix Santé & Confort aux niveaux France et International des Green Solutions Awards 2022-2023 et le Trophée Innovation ITBP 2024.
"Nous voulons que les usages de ce projet servent à la formation professionnelle"
L'enseignement des Compagnons du Devoir est pour sa part modernisé, par la création d'un studio d'enregistrement pour la création de cours à distance et par un Fab Lab, qui initie les élèves à la robotique ou encore à l'impression 3D. "Nous voulons que les usages de ce projet servent à la formation professionnelle", souligne Nicolas Henry, qui regrette un manque de compétences sur le marché sur les nouvelles technologies du bâtiment.
Au final, la solution de GTB et de smart building, qui est revenue à 2% du budget des travaux du chantier de près de 12 millions d'euros, suscite l'envie des Compagnons du Devoir et du Tour de France de renforcer le lien entre le virtuel et le réel, en liant par exemple en temps réel l'éclairage d'une pièce dans la maquette, afin de suivre encore mieux les consommations d'énergie et d'effectuer des prévisions grâce au jumeau numérique. Le prochain chantier concernera la surveillance par IoT des systèmes de sécurité incendie. De fortes ambitions pour le CFA, qui se veut novateur au fil du temps.