Concevoir une façade comme une membrane

  • Publié le 3 mars 2021
  • PCA-STREAM
  • 5 minutes

Comment maintenir l’équilibre énergétique d’un bâtiment, comme le ferait un organisme vivant ? La recherche de solutions est au cœur des préoccupations contemporaines car elle permettrait à l’architecture d’auto réguler ses consommations d’énergie en fonction des usages et des fluctuations de l’environnement. L’une des premières surfaces concernées, tout comme l’enveloppe corporelle ou la membrane d’une cellule, est donc la façade du bâtiment, cette interface entre un intérieur à maintenir à l’équilibre et un extérieur dont elle protège des variations. Pour un immeuble de grande hauteur, l’enjeu est de taille. La double tour The Link, qui apparaîtra à La Défense en 2025, est ainsi soumise à différentes contraintes et enjeux. Pour optimiser le confort des usagers, une balance idéale est à trouver entre deux facteurs paradoxaux : l’importance de l’entrée de la lumière naturelle et la protection de la chaleur extérieure.

Accroître les surfaces d’échanges

Pour véhiculer la lumière naturelle au plus loin dans les espaces intérieurs, la forme archétypale de la tour est remise en question. The Link, composée de deux noyaux reliés en huit, accroît ainsi les surfaces d’échanges avec l’extérieur et permet d’offrir de plus vastes paliers exposés au premier jour, là où généralement le centre aveugle de la tour est réservé aux ascenseurs.

Le parti pris architectural a été d’ouvrir un maximum de vues sur les paysages exceptionnels des coteaux de la Seine, du Bois de Boulogne, des toits de Paris et de la skyline de la Défense, grâce à des baies vitrées s’étendant du sol au plafond.

Cependant, cette vaste surface transparente exposée à 360° au réchauffement d’ensoleillement doit garantir le confort thermique de ses occupants et un bilan énergétique réduit. Ainsi, comment laisser pénétrer la lumière sans faire pénétrer la chaleur, tout en préservant les vues sur le lointain? Les verres teintés ont fait leur temps : ils altèrent la perception du paysage et engendrent des dépenses énergétiques non négligeable pour l’éclairage les espaces de travail même en plein jour.

Une façade à typologies variables

À partir de l’interprétation de simulation d’ensoleillement, les équipes d’architecture de PCA-STREAM, en partenariat avec le bureau d’étude VS-A, ont travaillé à l’adaptation de la façade à son contexte environnemental. Elles ont élaboré une enveloppe aux typologie variables selon les contraintes : Une simple peau côté nord et une double peau côté sud, sur la face de la tour la plus exposée au soleil.

Côté sud

Une carapace protectrice

Sur le versant sud, la double peau permet d’abriter un store extérieur des vents violents. Positionné devant le vitrage comme un bouclier déflecteur, il est capable de renvoyer la chaleur avant qu’elle n’entre dans le bâtiment et est ainsi plus performant qu’un store intérieur. La membrane qui l’abrite a été conçue selon une organisation en écaille, dont les inclinaisons ont été calculées en fonction des simulations d’écoulement de l’air et de pression. Leur degré d’ouverture permet d’optimiser la ventilation entre les deux peaux l’été et de conserver la chaleur accumulée l’hiver. Cela permet également d’installer des cellules photovoltaïques dans la tranche des écailles sur une surface de 4 200m2. Grace à ces facettes et à un pourcentage de réflexion du vitrage limité à 18%, la façade renvoie une image du ciel légère et accidentée, qui limite les risques de collision des oiseaux. À l’intérieur, les lames du store sont motorisées et préprogrammés selon les heures de la journée et les saisons, afin d’assurer une transmission lumineuse constante de 71%.

Côté nord

Une lumière filtrée

Côté nord, des stores intérieurs ont été installés derrière la façade simple peau, moins exposée. Le verre de la paroi a été conçu de manière à filtrer l’entrée de lumière extérieure et à laisser s’échapper celle que les stores renvoient. La lumière qui pénètre dans le bâtiment est quant à elle projetée par la forme spécifique en lamelles des stores vers le plafond, qui la réfléchit et optimise sa pénétration en profondeur, accroissant ainsi le périmètre de premier jour.

Ces équilibres extrêmement précis entre transmission lumineuse, performance énergétique et pourcentage de réflexion, ont permis de concevoir la façade comme une membrane plutôt que comme une frontière, et attestent de l’ambition de l’Homo Urbanus de composer avec son environnement plutôt que contre, tout en améliorant le confort des lieux et la performance énergétique du bâtiment.

 

 

Marc Zanzucchi, Architecte, Agence PCA-STREAM

Gontran Dufour, Ingénieur façade, SAS ETE Études Techniques d’Enveloppes

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est architecte et théoricien. Il est à la tête de Zaha Hadid Architects et enseigne à l’université d’Innsbruck.

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