Technique du bâtiment et dangers naturels

La pompe à chaleur surélevée est à l'abri des inondations

La technique du bâtiment exerce une influence majeure sur les processus d’exploitation des bâtiments. Pour en optimiser les avantages, les installations de chauffage, de ventilation, de climatisation et des autres équipements techniques du bâtiment doivent être étudiées le plus tôt possible dans la planification de nouvelles constructions et de transformations. Les possibilités d'action se réduisent à mesure que la planification progresse, en particulier en matière de gestion des dangers naturels comme les crues, la grêle ou les tremblements de terre. Apprenez-en plus dans l'interview de Stefan Waldhauser.

L'importance de la technique du bâtiment pendant l’exploitation

Au-delà de la réussite du concept architectural, les installations techniques contribuent aussi de manière significative à ce que les bâtiments puissent être exploités avantageusement et que les utilisatrices et utilisateurs s'y sentent à l'aise. Un large éventail d'exigences doit être respecté : lois, normes, labels et objectifs spécifiques au projet, etc. La technique du bâtiment revêt une importance capitale, en particulier pour l'optimisation de l'efficacité énergétique, puisque le chauffage, l'eau chaude, la ventilation, la climatisation, les appareils et l'éclairage ne représentent pas moins de 40 % de la consommation totale d'énergie des bâtiments. Pour optimiser l’efficacité énergétique, il faut, entre autres, utiliser intelligemment le rayonnement solaire et élaborer un concept de ventilation bien pensé en vue de réguler l'atmosphère intérieure aussi durant la saison chaude tout en assurant un air ambiant sain. Mais le réchauffement climatique et les autres changements environnementaux sont porteurs de nouveaux défis : les bâtiments construits aujourd'hui connaîtront non seulement des hivers plus chauds pendant leur durée d’utilisation, mais aussi un nombre nettement plus élevé de jours tropicaux et des périodes de sécheresse plus longues en été, ainsi que des pluies et des tempêtes plus violentes. Par conséquent, il convient de rechercher des solutions flexibles et solides, en particulier pour l'enveloppe du bâtiment, qui est directement exposée aux intempéries.

L’optimisation passe par une vision globale

La variété des domaines concernés rend la planification et la construction complexes. Dès lors, il est important d'adopter une approche globale qui se concentre sur la phase d'exploitation et qui prend en compte les exigences les plus variées. La technique du bâtiment présente en effet un nombre particulièrement élevé d'interfaces avec divers domaines et corps de métier : outre les questions concernant l'économicité, l'énergie ou les substances nocives dans les bâtiments, divers autres domaines tels que la protection incendie, l'acoustique et la protection contre les dangers naturels sont directement liés à la technique du bâtiment. C’est pourquoi il convient de couvrir un large éventail de connaissances avec une équipe de projet interdisciplinaire. En collaboration avec d'autres experts, Stefan Waldhauser a rédigé l'aide de travail « Gebäude + Technik » (Bâtiment + Technique), un manuel complet qui couvre cette variété de domaines sur près de 600 pages. Cet ouvrage est particulièrement précieux pour la pratique, car en plus de traiter des aspects théoriques fondamentaux, il décrit les problèmes typiques et relate de nombreuses expériences. Dans une interview, Stefan Waldhauser explique comment les architectes et les projeteurs peuvent éviter de commettre des erreurs grossières et ainsi améliorer la qualité des bâtiments.

Interview avec Stefan Waldhauser, ingénieur HVAC dipl. HES

Portraitfoto Stefan Waldhauser, Waldhauser+Herrmann AG
Stefan Waldhauser

Monsieur Waldhauser, l'optimisation des installations techniques des bâtiments fait partie de votre quotidien depuis des décennies. Vous enseignez également la technique du bâtiment et la construction durable aux étudiants en architecture de la Haute école spécialisée du nord-ouest de la Suisse (FHNW). Vous et d'autres experts avez créé l'aide de travail « Gebäude + Technik » (Bâtiment + Technique), conçue à l'origine comme du matériel pédagogique La 2e édition est parue à l'été 2020 et près de 1200 exemplaires au total ont été imprimés à ce jour. - Qu'est-ce qui vous a poussé à investir autant de votre temps libre dans la rédaction et la transmission de ces connaissances ?

Quand j’accueille mes nouveaux étudiants, je cite toujours le concierge d’une grande école, qui avait dit ceci : « Avec l'ancien bâtiment de 1960, je n’ai aucun problème. Avec le nouveau bâtiment de 2006, je n'ai que des problèmes ». Par expérience, je peux dire que ce genre de constat se vérifie malheureusement souvent. Je souhaite apporter ma contribution au développement et à l'amélioration durable du domaine de la construction. Les nombreuses réactions positives reçues depuis la publication de l'aide de travail me motivent à continuer de la développer et à la mettre à jour en permanence.

Où voyez-vous des problèmes fréquents et un potentiel d'amélioration dans la planification des nouveaux bâtiments et des transformations ?

De nombreux bâtiments, dont la plupart sont des bâtiments neufs, souffrent de la chaleur en été. Je ne parle volontairement pas de canicule, car les phases d'extrême canicule au plus chaud de l’été sont (encore) relativement courtes en général et les utilisateurs peuvent faire preuve de souplesse pendant ces périodes. Le problème principal, c'est souvent la chaleur intense persistante pendant toute la saison d’été. La surchauffe du bâtiment est due à une mauvaise compréhension durant la planification et l'exécution de la relation entre la part de vitrage, l’ombrage extérieur et le refroidissement naturel (y compris la nuit). Le comportement des utilisateurs du bâtiment est aussi en cause.

Qu'avez-vous appris dans le cadre de vos travaux et en lien avec la protection contre les dangers naturels ?

Les dommages que j’ai le plus souvent constatés étaient causés par les effets de la grêle et du vent sur les éléments extérieurs de protection solaire. J'ai donc été heureux d'apprendre qu’il existe désormais des systèmes d’alerte qui remontent automatiquement les stores pour les protéger. Je n'ai découvert le risque d'inondation via les ouvertures d'aspiration de l'air extérieur que lorsque Monsieur Staub, l'un de mes co-auteurs, a abordé cette problématique dans le chapitre consacré aux dangers naturels. Avant, je ne connaissais pas ce risque. Quand on travaille dans la technique du bâtiment, on sait que chaque détail compte. Mais encore faut-il connaître les détails.

Comment l’AEAI pourrait-elle encore améliorer la transmission du savoir aux spécialistes ?

J’ai été impressionné que l’AEAI ou plutôt Benno Staub ne se contente pas de m’autoriser à utiliser des illustrations ou informations que je trouvais intéressantes, mais soit prêt à participer activement à la rédaction de mon article en tant que co-auteur. Je trouve cet engagement très généreux et j’espère que l’AEAI pourra ainsi diffuser son message de prévention de manière encore plus ciblée. Car l’un des objectifs de l'aide de travail « Gebäude + Technik » (Bâtiment + Technique) est de favoriser la compréhension mutuelle entre les législateurs, les institutions, la branche de la construction et les mandants tout en encourageant la réflexion interdisciplinaire. Il serait bon que d'autres institutions reconnaissent la valeur ajoutée d’une telle démarche et participent elles aussi activement !

Merci beaucoup, Monsieur Waldhauser, pour cet entretien fort intéressant.

La technique du bâtiment au service de la protection contre les dangers naturels

Les exemples suivants montrent comment planifier les installations techniques du bâtiment en tenant compte des dangers naturels :

Protection des stores contre la grêle et les tempêtes

Les stores extérieurs sont particulièrement sensibles à la grêle et aux tempêtes. Même de petits grêlons et des vents relativement faibles peuvent plier de fines pièces de tôle, déchirer des tissus et des cordelettes ou exercer une contrainte excessive sur les fixations. Les stores reliés à un dispositif central de commande du bâtiment présentent l'avantage majeur de pouvoir être automatiquement remontés et donc de pouvoir être déplacés hors de la zone de danger. En ce qui concerne la grêle, il existe une solution technique fiable : le dispositif de commande du bâtiment peut relever automatiquement les stores en cas de risque de grêle en se connectant gratuitement au signal d'alerte grêle « Protection contre la grêle - tout simplement automatique » et en recevant ainsi en permanence les prévisions de grêle actuelles. Ce système peut aussi être installé simplement sur des bâtiments existants.

Si vous cliquez sur ce bouton, des vidéos de YouTube seront intégrées sur l’ensemble du site internet. YouTube pourra dès lors collecter des informations à votre sujet.

La protection contre le vent est plus compliquée en raison de la nature du vent : des rafales peuvent se former en quelques secondes, ne laissant pas suffisamment de temps pour remonter les stores. Bien que les stores modernes soient en partie équipés de capteurs ou reliés à des appareils de mesure du vent, une protection fiable des stores contre les tempêtes n'a jusqu'à présent guère été satisfaisante avec un système automatisé. Il est donc d'autant plus important de bien planifier : les charges déterminantes peuvent être calculées au moyen de simulations sur des modèles numériques ou physiques. De cette manière, on peut trouver des solutions alternatives d'ombrage (p.ex. à l’intérieur) pour les endroits particulièrement exposés et on peut déterminer les endroits les plus représentatifs pour installer les anémomètres.

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Protection contre les crues : attention aux détails

La recette du succès pour une protection efficace contre les crues et le ruissellement de surface est de bien prendre en compte ces dangers dès les études préliminaires, toujours dans l'optique d'une exploitation sûre. En effet, il faut clarifier dès l'avant-projet les dangers potentiels sur le site et définir les objectifs de protection. Si les garages souterrains, les fenêtres, les portes et les sauts de loup semblent devoir être protégés au moins jusqu'à la hauteur d'eau maximale possible (hauteur d’incidence), il existe divers autres points faibles potentiels sur les bâtiments, dont beaucoup sont directement ou indirectement liés aux installations techniques. En particulier, les ouvertures d'aération et les appareils tels que les pompes à chaleur doivent être situés à une hauteur suffisante ou être protégés d'une autre manière. Les tuyaux et les câbles dans les parois extérieures doivent être rendus étanches dans les règles de l'art, et un clapet anti-retour peut être utile au niveau du raccordement à la canalisation. Pour les installations techniques du bâtiment aussi, la surélévation peut limiter les dégâts et des capteurs peuvent par exemple empêcher les ascenseurs de descendre dans des niveaux inondés.

Pour qu'un concept de protection soit réussi, il est essentiel que les mesures fonctionnent de manière fiable sans intervention humaine. Les solutions techniques telles que la fermeture automatique des fenêtres du sous-sol sont un bon complément à la protection contre les inondations, mais les mesures purement constructives sont plus fiables et souvent moins coûteuses à long terme.

Listes de produits pour la protection contre les crues


Sécurité parasismique

Deux murs porteurs en béton armé par direction principale du bâtiment, en continu depuis les fondations jusqu'au toit, sont particulièrement adaptés pour la sécurité parasismique. Si l’on veut avoir une marge de manœuvre pour la conception en recourant à des murs aussi élancés que possible, ces derniers ne doivent présenter aucune faiblesse à aucun endroit. Ces murs parasismiques doivent être considérés comme des zones d'exclusion pour les installations techniques des bâtiments, c’est-à-dire que les tuyaux et les conduits de ventilation doivent être acheminés dans le bâtiment par d'autres endroits. Plus l'architecte, l'ingénieur civil et le projeteur en technique du bâtiment se consultent tôt pour chercher ensemble des solutions, plus le risque de devoir procéder à des modifications coûteuses de la planification est faible.

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