CHAUFFAGE  
Install Magazine 974 – février 2021

Rénovation d’un bâtiment historique

La Gare Maritime de Bruxelles transformée en un ensemble neutre en carbone

Le plus grand défi dans la transition énergétique des bâtiments est d’améliorer la performance énergétique des immeubles existants. Ce n’est pas seulement une question technique, c’est aussi une question architecturale. En effet, l’apparence de l’architecture d’origine doit être préservée. Qu’une telle chose soit possible dans la pratique est prouvé par la rénovation de la Gare Maritime à Bruxelles. Cette ancienne gare de marchandise a été transformée en un complexe multifonctionnel de bureaux et d’établissements HoReCa. De plus, c’est un bâtiment neutre en carbone, tout en conservant sa silhouette historique. Le Bureau d’études Boydens était responsable de la conception technique.

Un petit historique

La Gare Maritime fait partie du site Tour & Taxis sur la zone du canal de Bruxelles. Lors de son ouverture en 1907, c’était la plus grande gare de marchandise d’Europe. Entre-temps, elle était tombée en désuétude et il fallait lui trouver une nouvelle destination. L’ensemble est très impressionnant : 150 m de large, 270 m de long et une hauteur de faîte maximale de 24 m, pour une surface au sol d’environ 40 000 m². Elle se compose de trois halles principales : une halle centrale à trois nefs, tandis que les deux halles latérales se composent de deux nefs chacune.

Une priorité était de préserver au maximum le caractère historique. Dans une première phase, la structure existante a été soigneusement restaurée par les architectes Jan de Moffaerts, en collaboration avec le Bureau Bouwtechniek, Ney & Partners et Boydens Engineering. Dans la phase suivante, le cabinet d’architectes Neutelings Riedijk a défini une nouvelle destination. Le cabinet d’architectes a choisi de laisser la halle centrale ouverte comme une avenue couverte accessible au public avec des arbres, pour créer un sentiment de « ramblas ». Dix blocs autoportants à ossature de bois ont été placés dans les allées latérales (cinq de chaque côté) pour abriter les bureaux ou les magasins. La surface totale utilisable est ainsi portée à 45 000 m². L’espace entre les blocs reste ouvert, créant l’impression générale d’une rue principale avec des rues latérales. Le local technique et les autres utilitaires ont été installés dans le bâtiment de tête côté rue. À l’autre extrémité, qui ouvrira sur un parc, se trouve un espace restauration avec un « food court ».

Conception écoénergétique

L’efficacité énergétique était prioritaire dès le départ. C’est pourquoi le bureau d’étude Boydens était déjà impliqué dans la première phase de la conception. L’architecture et les techniques vont ensemble. La première décision a été de déterminer quelles zones devaient être chauffées et/ou refroidies et quelle isolation s’imposait. Le Bureaux d’études Boydens a comparé 16 variantes possibles en termes de consommation d’énergie et de confort.

On a vite conclu qu’il était peu logique de réguler la température des halles elles-mêmes avec sa « rue intérieure ». Les simulations ont démontré que la température à ce niveau ne descendrait jamais en dessous de 8 °C, pas même pendant les périodes froides. Cette température est plus que suffisante pour créer une sensation agréable pour ceux qui viennent de l’extérieur. Parce qu’il ne fait jamais vraiment froid dans les halles elles-mêmes, les blocs des halles latérales ont été exécutés conformément aux PEB. Les exigences requises par les PEB sont déjà assez strictes. Ce qui, combiné à la protection fournie par la structure de la halle, conduit à un résultat très écoénergétique.

En été cependant, il existe un risque de surchauffe dans les halles. Pour l’éviter, une ventilation naturelle est utilisée : le toit a été équipé de 400 m² de lucarnes, en combinaison avec 400 m² supplémentaires dans la façade. Celles-ci sont contrôlées par le système de gestion technique des bâtiments du site.

KWO avec réseau de chaleur

Le contrôle climatique des blocs se fait par le biais d’une boucle géothermique (KWO) faisant usage de l’eau d’une nappe phréatique. À Bruxelles, il n’est pas si facile de travailler avec ces dernières. Cependant, les résultats des forages dans le cadre du projet Brugeo à Anderlecht ont démontré que le rendement d’un tel puits pouvait être fort incrémenté en ne se limitant pas aux couches de sable, mais en pénétrant plus profondément dans la roche du socle. Au lieu de 12 paires de puits de 80 m comme initialement prévu, cinq paires de puits de 150 m de profondeur pouvaient suffire. En effet, les forages dans la base rocheuse fournissent jusqu’à sept fois plus de débit. Ces forages ont été réalisés dans la halle de la gare maritime même, dans les « rues transversales » entre deux blocs.

Ce circuit primaire alimente un circuit secondaire qui relie les différents blocs à la manière d’un réseau de chaleur. Chaque bloc est équipé de sa propre pompe à chaleur eau-eau Clint de 200 kW, fournie par Climacon. Celles-ci portent la température du réseau de chaleur secondaire de 10-11 °C à environ 35 °C pour une utilisation en chauffage à basse température. La température de retour vers les puits en mode chauffage est de 5-6 °C. En été, le froid stocké dans le sol est utilisé pour le refroidissement passif. Le résultat se décline par un chauffage très économique et flexible. De cette manière, les locataires peuvent réguler leur consommation suivant leurs besoin. Il est donc également possible qu’un bloc puisse refroidir, tandis qu’un autre chauffe. Le raccordement au réseau de chaleur est équipé de compteurs d’énergie pour une imputation facile des coûts. Le réseau de chaleur lui-même fonctionne à débit variable, qui est régulé en fonction de la demande dans les différents volumes. De cette manière, il n’y a jamais plus d’eau pompée que nécessaire, ce qui économise de l’énergie de pompage.

Les plafonds climatiques ont été choisis en première instance comme système de transfert thermique dans les blocs. Les plafonds sont de conception modulaire, chaque module étant actionné par une vanne à six voies pour un fonctionnement réversible. Dans le système de commande, les différents modules peuvent alors être combinés en unités plus grandes, de sorte que l’utilisateur dispose d’une grande liberté d’agencement. Cependant, les étages supérieurs des blocs sont situés directement sous les toits en pente des halles. Il n’était pas possible dans ces cas de travailler avec des plafonds climatiques. En lieu et place, des ventilo-convecteurs encastrés spéciaux ont été installés dans le plancher surélevé. Ces derniers ont été construits sur mesure pour ce projet par Jaga et fournissent à la fois une ventilation hygiénique et la régulation de température.

Les gains solaires en été sont limités par la protection solaire, en combinaison avec du verre Halio dans les murs extérieurs. Le système de gestion technique de bâtiment ajuste la transparence du verre en fonction de l’incidence de la lumière du soleil.

Groupes aérauliques à refroidissement adiabatique

Des groupes aérauliques Menerga ont été placés à la partie supérieure de chaque bloc pour la ventilation. L’air frais est aspiré par les lucarnes existantes dans les halles d’origine. En mode été, l’air frais est refroidi indirectement de manière écoénergétique. De l’eau est atomisée dans l’air extrait pour opérer un refroidissement adiabatique. Cet air froid humide passe ensuite dans un échangeur de chaleur à contre-courant et refroidit ainsi l’air frais chaud. De cette manière, le fonctionnement du refroidissement passif complète l’effet des plafonds climatiques et des ventilo-convecteurs. L’air humidifié étant immédiatement expulsé, il n’y a aucun problème de confort ou d’hygiène. L’humidification se fait par le biais d’eau de pluie filtrée, de sorte qu’il n’y a pas de consommation extra d’eau potable.

Ces groupes aérauliques sont équipés chacun d’une pompe à chaleur à récupération de chaleur pour une déshumidification supplémentaire si nécessaire. Si l’on compte les pompes à chaleur eau-eau dans les blocs, cela fait un total de 22 pompes à chaleur pour l’ensemble du projet.

Patrimoine climatiquement neutre

La consommation énergétique du bâtiment est compensée par 17 000 m² de panneaux solaires en toiture, au rendement de 3,4 MWc. En outre, 3 000 m² de modules BIPV (« Building Integrated Photovoltaics ») ont été incorporés dans les surfaces vitrées de la façade sud. Le résultat se décline en un bâtiment climatiquement neutre, malgré le fait qu’il soit séculaire. C’est peut-être le fait le plus remarquable de tout le projet de rénovation : la silhouette originale de la gare a été conservée. Il n’y a pas de cheminée d’évacuation de gaz de combustion, d’installation HVAC sur le toit, d’aéroréfrigérant, d’unité extérieure ou autre. Toutes les techniques, y compris les groupes aérauliques, sont situées à l’intérieur de l’enveloppe du bâtiment ou y sont intégrés.

Design primé

La combinaison de la qualité architecturale, de la protection du patrimoine et de la technologie de pointe a déjà suscité un grand intérêt pour le projet au pays et à l’étranger. Il a par exemple reçu le prix DecarBuilding de l’Association européenne des pompes à chaleur dans le cadre du projet européen Heat Pump City of the Year 2020. Ce projet a également remporté des trophées lors du dernier symposium de la Plateforme pompes à chaleur. Il a également reçu le prix néerlandais ARC20 et le prix belge de l’immobilier aux RES Awards. C’est la preuve claire que les bâtiments historiques peuvent effectivement être rendus climatiquement neutres dans le respect du patrimoine.

Par Alex Baumans

www.boydens.be