Projet Solar Energy Balanced Façade – Innovation de Schenker Storen pour une efficience thermique d'un nouveau genre
Schenker Storen et l'Institut de génie civil de la Haute école de Lucerne de technique et d’architecture ont uni leurs forces pour construire un store révolutionnaire destiné au banc d’essai thermique des façades dans le cadre du projet «Solar Energy Balanced Façade». Les deux partenaires de projet ont étudié au sein de cette installation une alternative prometteuse aux façades habituelles de bâtiments en Suisse.
Si vous prenez le train depuis Lucerne et passez par Horw, vous pourrez la voir depuis les rails: une grande boîte rectangulaire qui se dresse sur une structure en bois, avec une grande baie vitrée sur laquelle est monté un store très particulier. Il s’agit là du banc d’essai thermique pour le projet Solar Energy Balanced Façade, ou SEBF, que les chercheurs ont affectueusement baptisé le «nid d’oiseau» en raison de sa ressemblance à une cabane à oiseaux.
Dans le cadre du projet SEBF, l’Institut de génie civil IBI a étudié un nouveau type d’accumulation thermique passive-adaptative d'une façade double-peau à l’aide du banc d’essai thermique construit spécialement pour le projet, ceci dans l’objectif d'influer positivement sur le bilan énergétique d'un bâtiment. En d’autres termes, le matériau d’accumulation de la chaleur installé dans l’allège de la fenêtre doit absorber l’énergie thermique du soleil en hiver pour la restituer la nuit dans la cavité étanche de la façade.
Ainsi, les déperditions de chaleur à travers la vitre sont censées se faire en premier lieu aux dépens de la chaleur solaire accumulée et non de l’énergie de chauffage produite à l’intérieur. Ce système doit permettre de mieux retenir la chaleur à l’intérieur, réduisant ainsi la puissance de chauffage nécessaire et améliorant par là-même le bilan énergétique du bâtiment.
Et cela fonctionne, rapporte fièrement Thomas Wüest, collaborateur scientifique de l’IBI et père spirituel du projet SEBF, en faisant référence à l’évaluation des données de mesure. Mieux encore, selon lui, il s’est avéré que le système contribue de manière encore plus significative que prévu à un refroidissement efficace des pièces intérieures en été. En captant et accumulant la chaleur, l’accumulateur permet à la façade double-peau de ne pas trop s’échauffer en été, explique T. Wüest. La climatisation nécessaire à l’intérieur est donc réduite, ce qui a, selon lui, un effet positif sur le bilan énergétique du bâtiment.
C’est là le bilan positif de trois ans et demi de recherche. Mais avant de parvenir à ce résultat, l’équipe du projet SEBF a dû surmonter plusieurs obstacles, aussi nombreux que variés. Ainsi, de nos jours, les façades doubles-peaux modernes sont généralement ventilées. Toutefois, pour que cette approche puisse fonctionner, il n’était pas question que la façade d’essai soit ventilée d’une quelconque manière. Voilà pourquoi, au début du projet, l’équipe a eu recours à un système de façade très récent, le Closed-Cavity-Fassade (CCF), qui prévoit une cavité de façade étanche. En outre, il fallait trouver un moyen de réguler l’incidence de la lumière et donc de la chaleur sur l’accumulateur sans quoi le système ne pourrait pas fonctionner. Étant donné que l’accumulateur SEBF est situé dans l’allège et que la zone d'incidence de la lumière dans cette zone doit être contrôlée séparément et indépendamment du reste de la fenêtre, l’idée d’un store montant a été développée. Un tel store permet de recouvrir l’accumulateur sans bloquer le reste de la vitre qui continue d’offrir une vue sur l’extérieur. A l’inverse, le store peut offrir protection contre les regards et l’éblouissement pendant que l’accumulateur continue de capter la chaleur solaire. Un tel store, répondant à toutes les exigences du projet, était toutefois très inhabituel. Voilà pourquoi l’équipe s’est lancée à la recherche d’un fabricant de stores innovant qui serait disposé à relever ce défi particulier.
indique Thomas Wüest.
Un store pour la Solar Energy Balanced Façade
Confrontés à ce problème particulier, les bricoleurs du département innovation de Schenker Storen ont décidé de relever le défi. Il ne s’agissait pas seulement de concevoir un système de store adapté à la Closed-Cavity-Fassade (CCF), une façade relativement jeune et particulière présentant des exigences entièrement différentes de celles rencontrées avec les types de façades et de fenêtres classiques, mais aussi d’apporter une solution la plus simple possible et ce, le plus rapidement possible. Sans oublier, évidemment, qu’il s’agit là de l’un des premiers stores inversés, pouvant être fermé aussi bien par le haut que par le bas.
Afin de pouvoir offrir une solution d’ombrage de manière relativement simple et rapide, on a opté pour des éléments existants utilisés dans des conditions ambiantes difficiles. L’approche technique a vu le jour au cours de divers brainstormings et de concert avec l’IBI, explique Thomas Stöckli, directeur du département innovation de Schenker Storen. La solution a finalement été de construire un prototype sur la base de notre store à lamelles reliées Economy 70 qui a fait ses preuves. Sauf que celle-ci n’intègre pas un mais deux stores. Le store supérieur fonctionne de manière classique alors que le store inférieur est prétendu à l’aide d'un ressort. La traction à ressort est déviée par des rouleaux, de sorte que la lamelle supérieure, donc la lame finale, est tirée vers le haut en permanence. Ce système remplace, pour ainsi dire, la gravité, mais vers le haut et non vers le bas. Le moteur déplace la lamelle supérieure vers le haut ou le bas, contre la force du ressort, la bande-échelle entraînant alors toutes les autres lamelles vers le haut ou le bas.
C’est ainsi qu'un nouveau prototype a vu le jour, un store inversé qui offre la possibilité d’ombrager l’accumulateur de chaleur et le reste de la fenêtre indépendamment l’un de l’autre. Le store, en double exemplaire, a été installé en coopération sur place sur le banc d’essai thermique avant d’être testé en continu pendant près d’un an avec la totalité du système d’accumulation thermique. Les résultats parlent d’eux-mêmes.
souligne Thomas Stöckli.
Innovations de l’avenir
Dans le passé, l’équipe d'innovation de Schenker Storen s’est déjà penchée sur le thème CCF ainsi que sur les éléments déplaçables du bas vers le haut. Elle bénéficiait donc d'une expérience essentielle qu’elle a pu apporter à ce projet. De même, les expériences acquises dans le cadre du projet SEBF pourront potentiellement être utilisées à d’autres développements, souligne T. Stöckli. En effet, Schenker Storen est déterminé à suivre de très près le thème de l’énergie et de l'influence de la protection contre le soleil sur le bilan énergétique des bâtiments.
Les systèmes de protection contre le soleil permettent, aujourd’hui déjà, d’adapter aux différentes conditions météorologiques l’apport d’énergie et de lumière des composants transparents tels que les fenêtres et les vitrages. De nos jours, ceci est d’autant plus important que la tendance dans le bâtiment est toujours plus aux fenêtres de la taille d'une pièce et aux grandes surfaces vitrées. Des systèmes judicieusement conçus peuvent permettre de baisser les coûts de chauffage en hiver et ceux de climatisation active en été. Ainsi, chez Schenker Storen, de nombreux produits sont certifiés Minergie et sont proposés avec des solutions Smart Home pour une commande efficiente et confortable. Schenker Storen se veut un moteur d'innovation qui façonne la technologie de protection contre le soleil du présent et de l’avenir sous le signe de l’efficience énergétique et du développement durable.
C'est d’ailleurs pourquoi Schenker Storen a soutenu gracieusement le projet SEBF, innovant et prometteur, de l’IBI, comme le précise T. Stöckli, et Schenker Storen continuera bien sûr d’accompagner le projet de T. Wüest.
Efficient, moins sujet aux pannes et abordable: High Impact with Low-tech
Nombreux sont les chercheurs qui se concentrent avant tout sur les nouvelles technologies et ont tendance à «bouder» le perfectionnement des technologies existantes, explique T. Wüest. Voilà pourquoi, autant dans le cadre du projet SEBF que dans celui du prototype de store, les équipes se sont basées le plus possible sur une approche low-tech de technologies éprouvées.
«Toute technique compliquée, susceptible d’être défaillante, devait être évitée, ou du moins utilisée et contrôlée intelligemment», indique T. Wüest. L’accumulateur de chaleur installé expérimentalement, par exemple, ne serait rien d’autre qu’un réservoir en aluminium peint en noir et rempli d’eau épaissie. Mais les expérimentations donnent déjà d’impressionnants résultats, souligne T. Wüest avec un sourire.
Le prototype de store de Schenker Storen s'inscrit dans cette philosophie efficiente et économique de T. Wüest. C’est pourquoi l’équipe a eu recours à une technologie simple et éprouvée, celle des stores à lamelles reliées Economy, et l’a perfectionnée.
L'effet positif d’une telle accumulation thermique passive-adaptative au sein d'une façade double-peau a pu ainsi être prouvé autant sur le plan théorique que pratique. Le succès du projet SEBF plaide en faveur de l’approche «High Impact with Low-tech». T. Wüest se veut optimiste à cet égard. «De nombreux projets de recherche évoluent aujourd’hui dans une autre direction: ils s’éloignent des solutions high-tech, complexes, pour se rapprocher d’applications low-tech, robustes et intelligentes, en matière d’énergie grise, également.»
Les produits de protection contre le soleil certifiés Minergie de Schenker Storen répondent aux plus hautes exigences en termes d’isolation thermique optimale et contribuent à une construction de façade énergétiquement plus efficace et plus durable. Pour en apprendre plus sur ce sujet, lisez ceci.