Chapitre 4 Validation de la méthodologie d’évaluation
4.4. Effet de la présence d’une façade double peau vitrée
La façade double peau vitrée peut être définie comme une façade essentiellement vitrée qui double la façade traditionnelle par l’extérieur. La création d’un espace intermédiaire entre les espaces intérieurs et l’environnement présente des compromis à faire entre les multiples objectifs de conception : par exemple, du point de vue thermique, l’augmentation potentielle dans la captation d’énergie solaire peut apporter une diminution des besoins de chauffage en hiver, mais aussi des surchauffes en période estivale. Dans la majorité de cas, ce type de façade est associé uniquement à la façade orientée la plus au sud. Cela est dû à l’intérêt de la récupération des apports solaires incidents (Poirazis, 2014).
Figure 4.11. Positionnement du choix de la présence d’une façade double peau vitrée selon la logique de progression de décisions proposée.
Comme montré dans la figure 4.11, le choix de la mise en œuvre d’une façade double peau vitrée est à effectuer dans la sous-phase « Enveloppe » de la phase d’Esquisse selon la logique de progression des décisions ici proposée. L’intérêt de ce choix de conception doit être étudié lors des premières décisions de conception de l’enveloppe, dû au rôle déterminant que ce système énergétique a à priori sur le comportement thermique du bâtiment.
L’analyse ici présentée est faite sur la base de la configuration de base de la façade double peau vitrée, telle que définie dans la section 2.4.2 de ce travail. Il faut prendre en compte que cette configuration n’est pas nécessairement adaptée à tout contexte d’implantation et reflète simplement les valeurs typiques identifiées lors de l’étude de l’état de l’art de ce système énergétique. La figure 4.12 montre la variation en pourcentage de tous les indicateurs de performance par rapport au bâtiment de base dû à la présence de cette configuration de façade double peau vitrée.
Figure 4.12. Variation en pourcentage des indicateurs de performance dû à la présence de la configuration de base de la façade double peau vitrée.
En termes généraux, la présence de la façade double peau vitrée a deux effets différents sur la performance énergétique du bâtiment. Comme prévu, elle permet une réduction des besoins de chauffage du bâtiment d’environ 20% par rapport à la configuration du bâtiment de base. Ceci s’est traduit par une diminution des indicateurs environnementaux associés à la consommation d’énergie électrique, montrés ci-dessous par ordre décroissant de degré de sensibilité :
Destruction de la couche d'ozone stratosphérique Déchets radioactifs éliminés
Déchets non dangereux éliminés
Utilisation d'énergie primaire non renouvelable
Néanmoins, l’utilisation à grande échelle des vitrages et de la structure métallique porteuse constituant la façade vitrée, tous les deux étant des composants associés à des impacts environnementaux forts et à des coûts élevés, a des effets très négatifs sur la performance du bâtiment. Les indicateurs les plus affectés sont les trois indicateurs économiques, à cause de l’augmentation des matériaux de construction mis en œuvre. Il est important rappeler que le coût d’exploitation considère, en plus des consommations énergétiques, le remplacement de composants pendant toute la durée de vie du bâtiment, ce qui explique la forte augmentation de la valeur de cet indicateur. En ce qui concerne les impacts environnementaux, l’indicateur le plus affecté par la présence de la façade double peau vitrée est l’indicateur des déchets dangereux éliminés. Comme présenté précédemment dans le cas de l’effet de la variation du taux de vitrage de la façade sud, cet indicateur est particulièrement sensible à l’augmentation de la surface vitrée dans un bâtiment.
Les autres indicateurs environnementaux affectés négativement par la présence de la façade vitrée sont, par ordre décroissant de degré de sensibilité :
Potentiel d'acidification du sol et de l'eau Potentiel de réchauffement climatique Consommation d'eau
Potentiel de formation d'oxydants photochimiques de l'ozone troposphérique
En ce qui concerne les indicateurs de confort des usagers, seulement l’indicateur d'autonomie en éclairage naturel a été affecté par la mise en place de la façade vitrée. Une légère réduction de cet indicateur est ici observée, en raison de l’augmentation du facteur de transmission lumineuse induit par l’addition de la façade vitrée dans l’orientation sud du bâtiment. Par contre, les autres indicateurs de confort des usagers n’ont pas été modifiés.
La présence d’une façade double peau vitrée telle que définie pour la configuration de base ne semble pas alors particulièrement intéressante dans le contexte du projet de construction ici considéré. La réduction des consommations énergétiques liée à la maîtrise des besoins de chauffage est considérablement éclipsée par la forte augmentation des impacts environnementaux et coûts dus à la construction et remplacement de composants de la façade vitrée. Par conséquent, l’intérêt de la mise en œuvre de ce système énergétique semble limité. Nonobstant, les valeurs des choix de conception décrivant la configuration de la façade vitrée de référence n’ont pas été adaptées au contexte climatique et d’usages du bâtiment de l’application en question.
Dans la section suivante, une adaptation de la configuration de base de la façade double peau vitrée sera proposée à travers un exemple de scénario de conception.