Bois et confort environnemental
L’importance de la matérialité dans
l’évaluation post-occupationnelle
Mémoire
Mélanie Watchman
Maîtrise en sciences de l’architecture
Maître ès sciences (M. Sc.)
Québec, Canada
Bois et confort environnemental
L’importance de la matérialité dans
l’évaluation post-occupationnelle
Mémoire
Mélanie Watchman
Sous la direction de :
André Potvin, directeur de recherche
Claude Demers, codirectrice de recherche
Résumé
Les nombreux avantages environnementaux du bois dans les bâtiments ont été documentés. Cependant, les effets de ce matériau sur les occupants demeurent peu connus et peu compris. S’il est admis que des facteurs indépendants de la qualité de l’environnement intérieur peuvent influencer le confort, les effets de la matérialité ont rarement été examinés. Cette recherche étudie le confort des occupants dans une salle multifonctionnelle caractérisée par une omniprésence de surfaces de bois comparativement à une salle similaire avec des surfaces plus conventionnelles, à l’Université Laval, Québec, Canada. Les objectifs de cette recherche consistent à améliorer la compréhension de la perception du bois, déterminer les similitudes et les différences thermiques, visuelles, acoustiques et olfactives entre les salles en utilisant des relevés in situ et explorer si l’utilisation intérieure du bois influence le confort des occupants. Une étude comparative dans un cadre d’évaluation post-occupationnelle a analysé la perception subjective des occupants en relation aux facteurs physiques du confort. Trente-six occupants ont rempli un questionnaire adapté à cette étude et l’analyse des mesures instrumentales et des images de l’environnement intérieur a documenté les similitudes et les différences entre les pièces. Les analyses quantitatives et qualitatives révèlent que les deux salles partagent des valeurs de confort thermique, acoustique et olfactif, mais présentent des caractéristiques visuelles contrastantes. Les couleurs, nœuds et grains du bois contribuent à une expérience visuelle chaleureuse et jaunâtre dans la salle bois tandis qu’un mélange de finis artificiels génère une ambiance plus froide et bleuâtre dans l’autre salle. Les résultats du questionnaire indiquent que les occupants étaient généralement plus satisfaits de l’éclairage, du bruit et des températures dans la salle bois malgré des conditions environnementales objectivement similaires. Les conclusions suggèrent que les architectes devraient considérer l’utilisation intérieure du bois pour ces ambiances visuelles uniques qui améliorent les niveaux de confort.
Abstract
Many environmental advantages of wood in buildings have been thoroughly documented; however this material’s effects on occupants are not well known and fully comprehended. Previous studies have demonstrated that factors unrelated to the indoor environment quality can affect comfort, but the influence of materiality is seldom considered. This research focused on studying occupant comfort in a multifunctional room characterised by extensive wood surfaces in comparison with a similar room with more conventional surfaces at Laval University, Quebec, Canada. The objectives of this research focus on better understanding how occupants perceive wood in built environments, determining the thermal, visual, acoustical and olfactory similarities and differences between two rooms using on-site surveys and exploring whether the indoor use of wood influences occupant comfort. A comparative study within a post-occupancy evaluation framework analysed the subjective perception of building occupants in relation to physical comfort factors. A total of 36 occupants completed a questionnaire elaborated to compare comfort satisfaction between two rooms with different interior finishes. Analysis of instrumental measurements and images of each room’s indoor environment determined the similarities and differences between the rooms. Quantitative and qualitative analyses reveal that both rooms share similar thermal and acoustic comfort parameters, but present contrasting visual characteristics. The colour, knots and grain of the wood contributed to visually warm experiences resulting in a yellowish room whereas a mix and match of artificial finishes generated a colder, bluish ambiance in the other room. Results from the questionnaire indicate that occupants were generally more satisfied in the room with extensive wood surfaces in terms of lighting, noise and temperature despite objectively similar environmental conditions in both rooms. The conclusion reached is that architects should consider the indoor use of wood for its unique visual ambiances that enhance comfort levels.
Table des matières
Résumé ... iii
Abstract ... iv
Table des matières ... v
Liste des tableaux ... vii
Liste des figures ... viii
Remerciements ... ix
Avant-propos ... x
Chapitre 1. Introduction ... 1
Chapitre 2. Cadre théorique, objectifs et hypothèses ... 4
2.1 Confort des occupants ... 4
2.1.1 Facteurs d’influence sur la perception du confort ... 6
2.1.2 Conditions ambiantes pour assurer le confort ... 9
2.1.3 Confort adaptatif ... 11
2.1.4 Combinaison des données subjectives et objectives ... 12
2.2 Perception du bois en milieu réel ... 13
2.2.1 Perception architecturale ... 14
2.2.2 Questionnaires pour évaluer la perception du bois ... 15
2.2.3 Les biais de l’expérimentation ... 22
2.2.4 Étude du bois in situ ... 23
2.3 Évaluation post-occupationnelle ... 24
2.3.1 Définitions multiples d’EPO ... 25
2.3.2 Grand éventail de questionnaires disponibles ... 26
2.3.3 Vers une EPO adaptée à l’environnement étudié ... 30
2.4 Objectifs et hypothèses ... 30
Chapitre 3. Wood and Comfort: A Comparative Case Study of two Multifunctional Rooms .... 32
3.1 Résumé ... 32
3.2 Abstract ... 32
3.3 Introduction ... 33
3.4 Experimental ... 35
3.4.1 Case Study Rooms ... 35
3.4.2 Methods ... 37
3.4.3 Experimental Procedure ... 39
3.5 Results and Discussion ... 40
3.5.1 Quantitative Analysis – Indoor Environmental Conditions ... 40
3.5.2 Qualitative Analysis – Surface Colours and Textures ... 46
3.6 Conclusions ... 49
3.7 Future Research ... 50
Chapitre 4. A Post-occupancy Evaluation of the Influence of Wood on Environmental Comfort51 4.1 Résumé ... 51
4.3 Introduction ... 52
4.4 Experimental ... 54
4.4.1 Case Study Rooms ... 55
4.4.2 Participants ... 57
4.4.3 Questionnaire and Data Analysis ... 57
4.4.4 Procedure ... 60
4.4.5 Instrumental Measurements ... 60
4.5 Results and discussion ... 61
4.5.1 Qualitative Description of the Rooms ... 61
4.5.2 Perception of Materials and Interior Finishes ... 64
4.5.3 Occupant Perception of Comfort ... 66
4.5.4 Satisfaction with the Rooms in General ... 71
4.5.5 Participant Demographics ... 72
4.5.6 Instrumental Comparison of Environmental Conditions in Both Rooms ... 72
4.6 Conclusions ... 74
4.7 Future research ... 75
Chapitre 5. Conclusion ... 77
Bibliographie ... 81
Annexe A. Questionnaire destiné aux occupants ... 89
Annexe B. Base de données pour le questionnaire ... 95
Annexe C. Commentaires issus du questionnaire ... 97
Annexe D. Analyse statistique du questionnaire ... 100
Liste des tableaux
Table 3.1. Characteristics of the Wood and Non-Wood Multifunctional Rooms ... 36
Table 3.2. Acceptable Thresholds for Occupant Comfort in All Room Types (ASHRAE 2015; ASHRAE 2013; CIBSE 2015) ... 42
Table 3.3. Visual Comfort Probabilities (VCP) Extracted from Photolux Software ... 46
Table 4.1. Origin of the Questionnaire Sections ... 58
Table 4.2. Selected Adjectives Evaluating Wood Perception Based on Previous Studies ... 58
Table 4.3. The b* values in (top) the wood and (bottom) the non-wood rooms ... 63
Table 4.4. Photographs of Surfaces in the Wood (top) and Non-Wood (bottom) rooms ... 66
Table 4.5. Wood Room: Means and Standard Deviations of the Occupants’ Perception Scores for Each Factor ... 67
Table 4.6. Non-wood Room: Means and Standard Deviations (SD) of the Occupants’ Perception Scores for Each Factor ... 68
Table 4.7. Number of Responses in Both Rooms Per Section of the Questionnaire ... 72
Table 4.8. Mean Environmental Conditions Measured in Both Rooms ... 73
Tableau B.1. Codes utilisés dans la base de données ... 95
Tableau C.1. Commentaires des répondants ... 97
Tableau C.2. Réglages individuels jugés importants par les répondants ... 99
Tableau D.1. Tests de normalité pour la salle non-bois (ADJ) ... 101
Tableau D.2. Tests de normalité pour la salle bois (GHK) ... 102
Tableau D.3. Rangs ... 104
Tableau D.4. Test de Mann-Whitney pour la différence entre les moyennes ... 108
Tableau D.5. Test-t indépendant pour la différence entre les moyennes ... 109
Tableau D.6. Différences significatives entre les genres ... 114
Tableau D.7. Statistiques de groupe pour la salle non-bois (ADJ) ... 115
Tableau D.8. Statistiques de groupe pour la salle bois (GHK) ... 117
Tableau D.9. Test de Mann-Whitney pour la salle non-bois (ADJ) ... 119
Tableau D.10. Test de Mann-Whitney pour la salle bois (GHK) ... 120
Tableau D.11. Test-t indépendant pour la salle non-bois (ADJ) ... 121
Tableau D.12. Test-t indépendant pour la salle bois (GHK) ... 125
Tableau E.1. Conditions météorologiques le 15 avril, 22 avril et 25 mai 2016 ... 129
Tableau E.2. État des salles lors de la collecte de données ... 130
Tableau E.3. Températures des surfaces (°C) ... 130
Tableau E.4. Conditions d’ambiances physiques dans la salle bois avant la réunion ... 130
Tableau E.5. Conditions d’ambiances physiques dans la salle bois après la réunion ... 131
Tableau E.6. Conditions d’ambiances physiques dans la salle non-bois avant la réunion ... 131
Tableau E.7. Conditions d’ambiances physiques dans la salle non-bois après la réunion ... 131
Tableau E.8. État des salles ... 132
Tableau E.9. Températures des surfaces (°C) ... 132
Tableau E.10. Conditions d’ambiances physiques dans la salle bois ... 132
Liste des figures
Fig. 2.1. Les quatre environnements étudiés par Fell (2010, 36) ... 15
Fig. 2.2. Les trois environnements étudiés par Tsunetsugu, Miyazaki, et Sato (2007, 12) ... 16
Fig. 2.3. Les quatre environnements étudiés par Sakuragawa (2006, 292) ... 17
Fig. 2.4. Les quatre images utilisées par Jiménez et coll. (2015) ... 20
Fig. 2.5. Les cinq maquettes utilisées par Poirier, Demers, et Potvin (2017) ... 21
Fig. 3.1. Photographs of the wood room (left) and non-wood room (right) from viewpoint 2 (see Fig. 3.3) ... 36
Fig. 3.2. Exposure parameters for Photolux photoluminance meter using HDR images ... 38
Fig. 3.3. Wood room (left) and non-wood room (right) measurement locations of environmental conditions; scale 1:150 ... 39
Fig. 3.4. Median indoor ambient temperature, humidity, carbon dioxide concentration (divided by ten), and background noise levels in the wood and non-wood rooms ... 42
Fig. 3.5. Luminance levels (lux) and daylight factors (%) per by room depth superimposed on room sections for (left) the wood room and (right) non-wood room; scale 1:100 ... 43
Fig. 3.6. Visual results from Photolux photoluminance meter analysis at viewpoints 2,4, and 6: high dynamic range (HDR) (left), grey scale mode (middle), and false colour (right) images ... 45
Fig. 3.7. The b* values in (left) the wood room and (right) non-wood room at viewpoint 4 ... 47
Fig. 3.8. Photographs of material textures in (left) the wood room and (right) non-wood room ... 47
Fig. 3.9. (Top) thermal and (bottom) HDR photographs of surfaces in the wood and non-wood rooms ... 48
Fig. 4.1. Photographs of the wood room (left) and the non-wood room (right) before the meetings .... 55
Fig. 4.2. Layout of the tables in the wood (left) and the non-wood (right) rooms; scale 1:150 ... 56
Fig. 4.3. Comparison of mean perception scores for adjectives describing the wood and non-wood rooms (1 = does not describe the room well, 7 = describes the room well) ... 61
Fig. 4.4. Comparison of mean perception scores for interior finishes in the wood and non-wood rooms (1 = unsatisfactory, 7 = satisfactory) ... 65
Fig. 4.5. Means of the occupants’ perception scores for factors in the lighting, noise, temperature and air categories of the questionnaire. ... 69
Fig. 4.6. Distribution of light in grey-scale images of the (left) wood and (right) non-wood rooms .... 70
Remerciements
Je souhaite remercier mon directeur de recherche, André Potvin, et ma codirectrice de recherche, Claude Demers, pour leurs conseils et leur soutien pendant le processus d’apprentissage de ce mémoire. Je remercie également tous mes collègues du Groupe de recherche en ambiances physiques (GRAP) et de la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB). J’aimerais aussi remercier les participants à mon étude pour le temps et l’attention qu’ils ont consacrés à mon questionnaire. Je remercie Francis Demers du Service de consultation statistique de l’Université Laval pour ses conseils. Je souhaite exprimer ma gratitude à ma famille et à mes amis pour leur support et leurs encouragements durant mes années d’études et pendant ce projet de recherche.
Avant-propos
Le projet présenté dans ce mémoire a été réalisé dans le cadre du programme de recherche de la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB) et au sein du Groupe de recherche en ambiances physiques (GRAP) sous la direction d’André Potvin et la codirection de Claude Demers, professeurs à l’École d’architecture de l’Université Laval.
Réalisée dans le cadre de la maîtrise en sciences de l’architecture, cette étude est présentée sous forme de mémoire par publication. Les deux articles scientifiques inclus dans ce mémoire ont été rédigés en anglais par moi-même, Mélanie Watchman, en tant que premier auteur. J’ai procédé à l’élaboration et à la distribution d’un questionnaire d’évaluation post-occupationnelle, à la réalisation des relevés in situ des conditions intérieures, à l’analyse des résultats pour en ressortir les conclusions et à la rédaction des articles. André Potvin et Claude Demers m’ont conseillé dans ma démarche et ont révisé les articles ; ils y figurent donc en tant que deuxième et troisième auteurs.
Le premier article, « Wood and Comfort: A Comparative Case Study of Two Multifunctional Rooms », présenté au chapitre trois, a été soumis pour publication à la revue scientifique BioResources, a été accepté et publié en 2017 (Vol 12, No 1, pages 168-182). Le deuxième article, « A Post-occupancy Evaluation of the Influence of Wood on Environmental Comfort », présenté au chapitre quatre, a été soumis pour publication à la revue scientifique BioResources en mai 2017.
Ce mémoire a bénéficié de la contribution financière du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) par ses programmes IRC No 461745 et CRD No 445200 (MSc RDC 17) ainsi que des partenaires industriels de la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB).
Chapitre 1. Introduction
Le besoin de plus en plus urgent de trouver des systèmes de construction plus respectueux de l’environnement a entrainé un intérêt renouvelé pour l’architecture de bois. Mais au-delà des comparaisons objectives avec d’autres matériaux de construction, le bois possède la capacité d’humaniser les structures et les espaces en créant un nouveau cadre pour une expérience satisfaisante de la nature dans l’environnement bâti (Taggart, 2011). Plusieurs concepteurs soulignent les qualités écoresponsables de leurs bâtiments, comme les certifications obtenues, la faible consommation d’énergie prévue et l’utilisation de matériaux durables tel le bois. Cependant, à l’ère de l’écoblanchiment (« greenwashing ») où le marketing est souvent utilisé pour donner une image écologique responsable, ces moyens contribuent-ils réellement au confort et à la satisfaction des occupants ? Si une attention est accordée à l’évaluation de la performance des bâtiments verts depuis la dernière décennie, l’accent a été mis sur l’efficacité énergétique et les impacts environnementaux des ressources utilisées. Comparativement, la ressource humaine dans ces bâtiments a reçu peu d’attention (Brown et Cole, 2009).
Alors que « la plupart des personnes vivent maintenant dans de grandes villes isolées de la nature [et] travaillent ou étudient de nombreuses heures à l’intérieur d’édifices aux conditions strictement contrôlées » (Anctil et Diaz, 2016, p. 113), des recherches en psychologie de l’environnement ont démontré que l’humain préfère les environnements qui offrent des vues intéressantes sur l’extérieur, contiennent des plantes et utilisent des matériaux naturels comme le bois (Fell, 2010; Rice, 2004). La biophilie se définit comme l’attraction innée des humains pour les organismes vivants et les systèmes naturels (Fell, 2010; Wilson, 1984) et est issue de réflexions sur les raisons pour lesquelles l’humain préfère certains environnements. Même si plusieurs études ont examiné le caractère biophilique du bois et l’influence de ce matériau sur la réduction du niveau de stress des occupants (Augustin et Fell, 2015), les recherches portant sur la perception du bois et le bien-être psychologique des occupants sont à un stade embryonnaire. Peu de preuves concrètes quant aux impacts de ce matériau sur les occupants existent (Burnard et Kutnar,
2015). Alors que les avantages techniques et environnementaux du bois sont déjà documentés (Cecobois, 2012) et que son utilisation fait consensus dans le domaine de l’architecture, l’évaluation post-occupationnelle (EPO) de bâtiments utilisant le bois comme un matériau visuel permettrait d’aller au-delà des comparaisons objectives du bois avec d’autres matériaux de construction en recueillant la perception subjective des occupants.
Les systèmes d’évaluation de bâtiment comme LEED (Leadership in Energy and
Environmental Design) peuvent stimuler la construction de bâtiments verts et sensibiliser la
population, cependant ils ne suffisent pas en ce qui concerne l’évaluation de l’influence du bâtiment sur le bien-être des occupants. Le système de points LEED encourage fortement l’efficacité énergétique des bâtiments (Wu et coll., 2016) tandis que les points attribués à la qualité de l’environnement intérieur correspondent seulement à 16 des 110 points (15%) disponibles (LEED v4 BD+C : New Construction). De plus, des études montrent que la certification d’un bâtiment ne correspond pas à une satisfaction des occupants envers la qualité de l’environnement intérieur (Altomonte et Schiavon, 2013). L’évaluation post-occupationnelle représente alors une alternative pour évaluer l’architecture durable en tenant compte des occupants et de leur confort dans les bâtiments. Pendant que les chercheurs se questionnent sur les avantages psychologiques et les bienfaits pour les occupants de certains environnements, l’intégration de la perception des matériaux dans les évaluations de confort ne constitue pas une pratique courante.
Ce mémoire de maîtrise vise à comprendre l’influence des finitions intérieures en bois sur le confort des occupants par une approche d’étude de cas s’insérant dans un cadre d’évaluation post-occupationnelle. L’objectif général de ce mémoire est de déterminer s’il existe une relation entre la présence de bois dans un espace et le confort rapporté par les occupants.
Plus spécifiquement, il s’agit de :
• Comparer de manière objective l’environnement thermique, visuel, acoustique et olfactif dans deux espaces, dont un possède un revêtement intérieur en bois ;
• Mesurer la satisfaction des occupants envers l’environnement thermique, visuel, acoustique et olfactif dans deux espaces; et
• Accroitre les connaissances sur la perception architecturale d’espaces ayant une finition intérieure en bois.
Le chapitre 2 explore les bases théoriques de la recherche, soit le confort des occupants, la perception du bois dans l’environnement intérieur et l’évaluation post-occupationnelle des bâtiments. Des relevés des ambiances thermiques, lumineuses, acoustiques et olfactives comparent deux salles multifonctionnelles, dont une se caractérise par des finitions intérieures en bois. Les résultats de cette partie de l’étude se trouvent au chapitre 3. La perception subjective du bois et du confort du point de vue des occupants découle de questionnaires distribués aux occupants des deux salles servant d’étude de cas. L’élaboration du questionnaire, les participants, la méthode et l’analyse de résultats se trouvent au chapitre 4. Le chapitre 5 présente les conclusions de l’étude, ses limites et des pistes de réflexion. Le questionnaire utilisé ainsi que l’ensemble des données recueillies se trouvent en annexe.
Chapitre 2. Cadre théorique, objectifs et hypothèses
Cette recherche explore l’influence du bois sur la perception du confort en milieu réel. Le cadre théorique s’attarde donc au confort des occupants (section 2.1), à la perception du bois dans l’environnement intérieur (section 2.2) et à l’évaluation post-occupationnelle des bâtiments (section 2.3). Bien qu’il existe une littérature abondante sur l’évaluation post-occupationnelle et le confort des occupants, les recherches sur la perception du bois semblent à un stade embryonnaire et peu abordées dans un contexte d’évaluation post-occupationnelle.
2.1 Confort des occupants
Le confort relève d’un état de bien-être, un état où le corps n’a pas besoin de s’adapter à l’environnement. Les publications de l’American Society of Heating, Refrigerating and
Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) et de la Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE) se retrouvent parmi les nombreux standards présentant les conditions
ambiantes pour assurer le confort des occupants. Toutefois, dans la plupart des bâtiments, l’influence de facteurs externes, telles les attentes psychologiques, les conditions physiques et les expériences antérieures des occupants, ne permet pas de garantir le confort en adoptant uniquement ces standards. L’ambiance architecturale résulte d’une interaction des diverses perceptions acoustiques, thermiques, visuelles et olfactives du milieu bâti. En raison de cette interrelation des sens, une ambiance lumineuse optimale, par exemple, n’assure pas le confort si les conditions thermiques ou acoustiques apparaissent insatisfaisantes.
Traditionnellement, la notion de confort reposait sur l’hypothèse que les conditions environnementales devraient être maintenues dans un intervalle limité et qu’il existait des conditions optimales de confort qui devraient être appliquées aux standards nationaux (Cole
et coll., 2008). Au 20e siècle, le confort était vu comme un produit créé par des machines et
de l’énergie bon marché. Or, plusieurs changements dans l’industrie du bâtiment survenus au cours de la dernière décennie ont commencé à modifier la notion de confort. Dans un monde où les ressources deviennent plus rares et le climat extrême, le défi de concevoir des
bâtiments confortables requiert une nouvelle approche (Nicol, Humphreys, et Roaf, 2012). Alors que les occupants ont longtemps été perçus comme des récepteurs passifs des conditions fournies par l’environnement, les occupants tendent maintenant à se définir comme des habitants (« inhabitants ») qui possèdent un rôle actif dans les bâtiments (Cole et coll., 2008). Toutefois, même si l’environnement bâti est conçu pour abriter les activités humaines (Lam, 1992), les occupants de divers types de bâtiments peuvent rarement contrôler de manière extensive leur environnement (Cole et coll., 2008). Même si un bâtiment est célébré par les architectes, les occupants pourraient l’évaluer différemment (Humphreys, 2005). La notion de manque de crédibilité (« credibility gap ») exprime la différence entre le comportement prévu et le comportement réel des occupants (Brown et Cole, 2009). Cette différence ne résulte pas de techniques de prédiction erronées, mais plutôt de l’utilisation d’hypothèses qui ne considèrent pas ce qui se passe réellement dans le bâtiment construit puisque peu de personnes qui conçoivent les bâtiments évaluent la qualité de leur environnement intérieur.
Trois méthodes pour évaluer la qualité de l’environnement intérieur ont été répertoriées (Galatioto et coll., 2013). La première méthode consiste uniquement en la mesure de paramètres physiques, alors que la deuxième méthode mesure la satisfaction physique et psychologique des usagers. Le questionnaire constitue l’outil le plus commun pour mesurer le confort des occupants. Toutefois, même si ce dernier est peu dispendieux et rapide à réaliser, les relevés permettent de quantifier des phénomènes que les sondages peuvent uniquement décrire qualitativement. La troisième méthode combine donc le relevé de paramètres physiques et la satisfaction subjective des occupants. Cette combinaison devient d’autant plus importante considérant l’influence des facteurs externes, telles les attentes psychologiques, les conditions physiques et les expériences antérieures, sur l’évaluation de l’environnement bâti par les occupants (Peretti et Schiavon, 2011). D’autre part, la mesure de paramètres physiologiques peut également donner des indications quant à la réponse de l’occupant à l’environnement bâti. Toutefois, la perception subjective de l’environnement intérieur peut différer de la réaction physique du corps, comme le montre l’étude de Tsunetsuga, Miyazaki et Sato (2007) abordée à la section 2.2.2.
2.1.1 Facteurs d’influence sur la perception du confort
Les occupants des bâtiments constituent la meilleure source d’information en ce qui concerne leurs besoins et leurs exigences de confort (Frontczak et coll., 2012). Toutefois, si les occupants sont les meilleurs instruments de mesure, ils sont également les plus difficiles à calibrer (Cole et coll., 2008). Des caractéristiques individuelles des occupants ainsi que des facteurs liés au milieu bâti peuvent influencer les réponses des occupants aux questionnaires portant sur le confort. Certains facteurs ont toutefois un impact plus important et plus significatif que d’autres.
Humphreys (2005), reconnu pour son travail sur le confort thermique adaptatif, a étudié la manière dont différents aspects de l’environnement intérieur peuvent être évalués et combinés pour donner une évaluation globale par l’occupant de cet environnement. Les données analysées proviennent du projet Smart Controls and Thermal Comfort (SCATs) réalisé entre juin 1998 et octobre 1999 dans 26 immeubles de bureaux situés dans cinq pays (France, Grèce, Portugal, Suède, Royaume-Uni). Les relevés et les entrevues réalisés démontrent que la valeur qu’accorde l’occupant par rapport aux différents paramètres du confort diffère ; la satisfaction avec la température et la qualité de l’air est généralement plus importante que la satisfaction du niveau de lumière ou d’humidité. Cette importance relative varie de pays en pays ce qui rend difficile la création d’une échelle internationale de confort. L’étude démontre également que l’insatisfaction pour un ou plusieurs des éléments de l’environnement intérieur ne génère pas nécessairement une insatisfaction avec l’environnement en général. Inversement, la satisfaction envers un ou plusieurs paramètres ne se traduit pas par une satisfaction totale de l’environnement. « There is a kind of
subjective averaging of the various aspects, so that a good feature can compensate for a bad feature » (Humphreys, 2005). Cela suggère que l’évaluation du confort ne résulte pas
seulement de l’interaction d’aspects thermiques, acoustiques, visuels et de la qualité de l’air, mais également d’autres éléments de l’environnement.
L’étude de Frontczak et coll. (2012) a examiné les paramètres de l’environnement intérieur évalués subjectivement qui influencent la satisfaction des occupants dans les bâtiments. Les données utilisées proviennent de 52 980 occupants dans 351 édifices de bureaux américains évalués par le questionnaire du Centre for the Built Environment (CBE) (développé dans la
section 2.3). L’étude constate que la satisfaction avec la quantité d’espace disponible avait le plus d’importance pour la satisfaction de l’environnement de travail, peu importe le groupe d’âge, le genre, le type de bureau ou la distance d’une fenêtre. Si l’espace par personne dans l’échantillon variait, une plus grande superficie par personne n’était pas corrélée à une plus grande satisfaction. Cela signifie que la façon dont les occupants perçoivent leur espace pourrait être beaucoup plus importante que la quantité d’espace réellement disponible. D’autre part, les occupants assis près des fenêtres (moins de 4,6 m) ont exprimé une plus grande satisfaction que ceux assis plus loin. Si l’étude examine certains paramètres du milieu bâti, elle fournit peu d’information à propos des caractéristiques physiques des bâtiments étudiés et l’absence de mesures physiques constitue une des limites aux conclusions. L’étude démontre la pertinence des paramètres étudiés par le questionnaire CBE pour évaluer la satisfaction des occupants, mais la perception de paramètres absents du questionnaire pourrait également influencer la satisfaction de l’espace de travail. L’exemple de la qualité des vues sur l’extérieur est donné, mais il serait également possible de penser à la matérialité de l’espace.
Schiavon et Altomonte (2014) ont étudié l’impact de facteurs indépendants de la qualité de l’environnement intérieur sur la satisfaction des occupants dans des bâtiments certifiés LEED et des bâtiments non certifiés. Les facteurs non environnementaux étudiés
constituent les caractéristiques des bâtiments et de l’espace de travail1, les caractéristiques
personnelles des occupants (genre, âge) et les variables liées au travail (type de travail, temps au poste de travail actuel, heures hebdomadaires). Les réponses au questionnaire CBE, le même questionnaire employé par Frontczak et coll. (2012), de 21 477 individus dans 65 bâtiments certifiés LEED et 79 bâtiments non certifiés ont été analysées. Les deux groupes de bâtiments étaient homogènes en ce qui concerne leur année de construction ou de rénovation. L’étude démontre que des facteurs non environnementaux ont une influence statistiquement significative sur la satisfaction des occupants. Toutefois, la taille de l’effet
est négligeable2 pour la majorité de comparaisons effectuées (314 sur 341), faible pour 27
des comparaisons et modéré ou fort pour aucun des facteurs. Les hommes expriment une
1
L’étude considère le type de bureaux (ouvert/fermé), l’organisation spatiale (bureau privé, bureau partagé, partitions hautes, partitions bases, aucune partition), la distance du poste de travail de la fenêtre et la taille du bâtiment.
2
L’effet de la corrélation (Spearman) était considéré négligeable pour ρ<0.20 et faible si 0.20<ρ<0.50 (α = 0.05).
satisfaction légèrement plus élevée que les femmes pour les 15 paramètres de la qualité de l’environnement intérieur. D’autre part, les occupants passant moins de 10 heures par semaine à leur poste de travail sont plus satisfaits de la qualité d’air dans les bâtiments LEED. Même si cette différence est statiquement significative, elle demeure relativement faible. Cela suggère toutefois que la valeur positive que la certification LEED ajoute à l’évaluation du confort pourrait décroître avec le temps. Une faible satisfaction après une longue occupation du bâtiment pourrait suggérer qu’une étude en laboratoire, où les participants sont présents pour une courte période d’exposition, interprète un niveau de satisfaction plus élevé qu’une étude réalisée auprès d’occupants présents depuis plusieurs années dans le bâtiment.
Baird, Leaman et Thompson (2012) ont réalisé une méta-analyse pour déterminer s’il existe des différences significatives dans la perception des occupants pour des bâtiments verts et conventionnels. Le questionnaire Building Use Studies (BUS), qui sera développé dans la section 2.3, a été utilisé dans 31 bâtiments commerciaux et institutionnels durables dans 11 pays. Les bâtiments conventionnels étudiés proviennent de la base de données de BUS composée, en 2011, de plus de 500 bâtiments dans 17 pays. L’étude démontre que la température et la qualité de l’air sont mieux cotées dans les bâtiments verts que dans les bâtiments traditionnels. Il existe aussi une amélioration de la satisfaction de l’éclairage dans les bâtiments verts par rapport aux bâtiments conventionnels. Si la satisfaction générale pour le bruit dans les bâtiments verts excède celle des bâtiments conventionnels, cela ne représente pas une amélioration statistiquement significative. L’analyse effectuée donne alors l’impression que les bâtiments verts assurent de manière globale de meilleures conditions de confort que les bâtiments conventionnels, à l’exception des considérations sonores où il n’y a pas de différence significative. Les caractéristiques précises des bâtiments verts qui contribuent à ces meilleures évaluations demeurent toutefois sous étudiées.
En somme, il importe de nuancer les conclusions des études comparatives et des méta-analyses réalisées. Les études tendent à démontrer un meilleur confort dans les bâtiments verts que dans les bâtiments conventionnels. Toutefois, il est difficile d’exclure la possibilité que cette différence perçue par les occupants ne soit pas teintée par d’autres
facteurs. Un bâtiment vert construit au cours des dernières années peut mieux répondre aux besoins programmatiques ou aux préférences esthétiques des occupants qu’un bâtiment construit 30 ans plus tôt et ces variables pourraient influencer la perception du confort exprimée par les occupants.
2.1.2 Conditions ambiantes pour assurer le confort
Les publications de l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning
Engineers (ASHRAE) aux États-Unis et de la Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE) au Royaume-Uni se retrouvent parmi les nombreux standards
présentant les conditions ambiantes pour assurer le confort des occupants. Ces derniers proposent également des outils et des méthodes pour évaluer de manière quantitative les différents aspects du confort, dont la température, l’éclairement, le niveau de bruit et la qualité de l’air.
2.1.2.1 Écarts de température acceptables
Le confort thermique dépend de la température de l’air, de la température radiante, de la vitesse de l’air, de l’humidité, ainsi que de l’isolation des vêtements et du taux métabolique de l’occupant. Contrairement aux analyses de Schiavon et Altomonte (2014), ASHRAE (Standard 55-2013) et CIBSE (2015) affirment que l’âge et le genre font partie des autres conditions pouvant influencer le confort thermique. Pour une salle de conférence, CIBSE recommande une température hivernale entre 22 et 23 °C et une température estivale entre 23 et 25 °C. Toujours selon CIBSE, l’humidité influence peu la sensation de chaleur, à moins que la peau soit humide de sueur. Ainsi, pour la plupart des situations, l’influence de l’humidité dans des environnements thermiques peut être ignorée et l’écart généralement accepté pour l’humidité relative se situe entre 40 et 70%.
2.1.2.2 Lumière : de la pénombre à l’éblouissement
Même si un environnement visuel satisfaisant peut être atteint uniquement avec l’éclairage artificiel, la plupart des occupants ont une préférence marquée pour la lumière naturelle (CIBSE, 2015). Les aspects les plus répandus qui génèrent un inconfort visuel sont une lumière insuffisante, une trop grande variation dans l’éclairement sur des surfaces de travail, l’éblouissement, les réflexions, les ombres et les fluctuations de lumière. Un luxmètre permet de mesurer l’éclairement des surfaces, c’est-à-dire la quantité de flux
lumineux (lumens) sur une surface donnée (m2). Divers niveaux d’éclairement correspondent à différents types d’activités. Pour un lieu d’enseignement ou de rassemblement où l’espace intérieur est continuellement occupé et les tâches visuelles sont modérément faciles, un éclairement de 300 lux est recommandé (CIBSE, 2015).
2.1.2.3 Seuils de pollution sonore
Le bruit peut être défini comme tout son indésirable. Un son devient un bruit lorsqu’il est trop fort, inattendu, incontrôlé, distrayant, désagréable, se produit au mauvais moment, contient des tonalités indésirables, contient des informations indésirables, connote à des expériences désagréables ou lorsqu’il est une combinaison des exemples précédents (ASHRAE – Fundamentals, 2013). Des centaines d’applications existent pour mesurer le niveau de bruit à l’aide de téléphones intelligents. L’application SoundMeter mise en marché par FaberAcoustical constitue l’application la mieux adaptée pour les mesures de bruit in situ (Kardous et Shaw, 2014). Lors de la mesure des niveaux sonores, la sensibilité de l’oreille humaine peut être prise en considération en incorporant la notion de « frequency
weighting ». La mesure dBa est souvent utilisée comme un indicateur pour les réactions
humaines (et subjectives) au bruit dans toute la gamme des fréquences audibles (CIBSE, 2015). Pour une salle de conférence, ASHRAE recommande un niveau de bruit de fond maximal de 35 dBa alors que CIBSE permet un bruit maximal variant entre 34 et 39 dBa. Ce seuil correspond au bruit maximal généré par les services mécaniques du bâtiment.
2.1.2.4 Qualité de l’air
Une qualité d’air intérieur acceptable est liée à un air qui ne contient aucun agent de contamination connu à des concentrations jugées dangereuses par les autorités compétentes. De plus, une majorité importante (80% ou plus) des personnes exposées ne doivent pas exprimer d’insatisfaction (ASHRAE Standard 62.1-2013). Un des agents de contamination importants à évaluer pour déterminer la qualité de l’air intérieur est le dioxyde de carbone
(CO2) qui est émis lors d’un processus métabolique des occupants3. Ainsi, l’augmentation
de la concentration de CO2 dans un espace par rapport à la concentration à l’extérieur
permet d’estimer si la ventilation est adéquate. Des concentrations de CO2 élevées dans un
bâtiment par rapport aux concentrations extérieures indiquent des taux de renouvellement
3
d’air bas. Le dioxyde de carbone est ainsi considéré comme un « tracer gas » et, même à des concentrations associées à une très faible efficacité de ventilation, il est rarement
dangereux4. CIBSE affirme qu’il faut une période définie de temps avant que le CO2
n’atteigne un niveau d’équilibre ; commencer l’évaluation d’un espace peu après le début de son occupation pourrait donc se traduire par des résultats erronés et trop bas. Toutefois, la période d’attente recommandée n’est pas précisée. La concentration maximale de dioxyde de carbone que CIBSE tolère dans un espace est de 1 600 ppm. Bien qu’ASHRAE ne recommande aucune concentration précise, les sources qu’elles citent présentent des concentrations entre 3 500 et 5 000 ppm. Les standards américains et européens présentent donc des visions différentes sur les concentrations maximales afin d’éviter l’inconfort des occupants.
2.1.3 Confort adaptatif
Les services mécaniques et électriques du bâtiment peuvent contrôler l’environnement intérieur à longueur d’année. Toutefois, le besoin de réduire la consommation énergétique dans les bâtiments offre la possibilité de concevoir des bâtiments avec un environnement intérieur confortable et satisfaisant, sans utiliser d’énergie. Puisque les standards s’appliquent surtout aux bâtiments climatisés mécaniquement, il est souvent attendu d’avoir des environnements intérieurs uniformes. Or, la relation entre les occupants et les bâtiments est complexe et inclut de nombreux facteurs tels que les conditions climatiques, qui varient au cours de l’année. Les conditions intérieures des bâtiments devraient donc pouvoir varier pour refléter les conditions extérieures et les habitants devraient être encouragés à s’adapter à des conditions changeantes (Cole et coll., 2008).
Récemment, ASHRAE (Standard 55-2013) a reconnu la possibilité que la température de confort puisse varier avec les conditions extérieures changeantes. La méthode proposée définit des environnements thermiques acceptables pour des espaces climatisés naturellement et contrôlés par les occupants. La température opérative permise à l’intérieur du bâtiment peut dorénavant découler de la température mensuelle moyenne à l’extérieur. Par exemple, une température extérieure moyenne de 20 °C correspond à des températures
4
opératives intérieures confortables pour les occupants qui se situent entre 20,5 °C et 27,5 °C. Toutefois, la base mensuelle sous-estime la capacité d’adaptation des occupants. À chaque semaine, voir à chaque jour, les occupants s’adaptent aux conditions extérieures changeantes.
Au-delà des normes en matière d’éclairage artificiel, CIBSE affirme qu’une des premières décisions à prendre en concevant l’éclairage des espaces intérieurs est le rôle de la lumière naturelle. Son rôle pourrait consister à procurer une vue sur l’extérieur, fournir assez de lumière pour travailler et bonifier l’apparence de l’espace en fournissant une variation de l’éclairage. Le critère de design retenu par CIBSE pour le confort adaptatif est le facteur lumière du jour (FLJ), soit un rapport entre la lumière à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment. Ce dernier peut être donné pour un point précis de l’espace ou comme une valeur moyenne pour l’ensemble d’une pièce. Pour une apparence d’éclairage naturel sans éclairage électrique, le FLJ moyen ne doit pas être inférieur à 5%. Pour une apparence d’éclairage naturel avec l’utilisation de l’éclairage artificiel, le FLJ ne devrait pas être inférieur à 2% (CIBSE 2015).
2.1.4 Combinaison des données subjectives et objectives
Si l’évaluation du confort peut être réalisée de manière subjective (questionnaires) et de manière objective (relevés), les études recensées ont principalement opté pour l’évaluation subjective à l’aide d’un questionnaire distribué aux occupants. Toutefois, la satisfaction de l’occupant ne constitue pas une mesure représentative de la performance du bâtiment pour assurer le confort des occupants puisque ces évaluations sont susceptibles de présenter un biais. L’étude comparative de Deuble et de Dear (2014) illustre qu’un bâtiment estimé confortable selon des critères objectifs a reçu des plaintes des occupants au sujet du confort dans le bâtiment, surtout en ce qui concerne l’environnement thermique. Deux immeubles de bureaux à Sydney (Australie) ont été comparés : un bâtiment hybride construit en 2006 et un bâtiment ventilé naturellement construit dans les années 1960. Des enregistreurs de données ont été aléatoirement dispersés dans chaque bâtiment pour collecter la température de l’air, la température de globe et l’humidité relative. Deux questionnaires papier distincts ont été employés : le questionnaire d’évaluation post-occupationnelle BUS (détaillé à la section 2.3) et un questionnaire de confort thermique. Alors que le premier questionnaire
évalue le confort des occupants sur le long terme, le deuxième questionnaire évalue les conditions thermiques sur une base immédiate (right-here-right-now). Plus de la moitié des occupants du bâtiment hybride exprimaient une insatisfaction envers le confort en général. En été, les répondants ont évalué la température (58%) et la ventilation (57%) inacceptables. Moins de répondants étaient insatisfaits de la température (28%) et la ventilation (25%) dans le bâtiment ventilé naturellement. Toutefois, l’environnement thermique était objectivement plus confortable dans le bâtiment hybride. Ces divergences entre la satisfaction thermique des occupants et l’acceptabilité objective de l’environnement suggèrent que les occupants, autant que le bâtiment, font partie du problème. L’analyse indique effectivement des différences fondamentales entre les occupants des deux bâtiments. Lorsque la température intérieure des bâtiments atteignait 23°C, 85% des occupants du bâtiment hybride étaient satisfaits alors que tous les participants du bâtiment ventilé naturellement étaient satisfaits de l’environnement. Pour une température de 25°C, 82% des occupants du bâtiment hybride étaient satisfaits contrairement à 92% pour le bâtiment ventilé naturellement. Ces différences dans les perceptions du confort pourraient découler autant de caractéristiques individuelles des répondants que des facteurs du milieu bâti.
En somme, l’évaluation du confort des occupants devrait combiner des mesures instrumentales des paramètres physiques et des questionnaires recueillant la perception subjective des occupants. Au-delà de la comparaison des résultats obtenus avec les conditions présentées dans les standards (ASHRAE et CIBSE), l’analyse du confort en milieu réel doit tenir compte des facteurs externes comme les caractéristiques individuelles des occupants et les particularités des bâtiments.
2.2 Perception du bois en milieu réel
Certains aspects du milieu bâti influencent la perception du confort (section 2.1), cependant l’étude des finis intérieurs et de la matérialité de l’espace semble absente de la littérature portant sur le confort. Or, des psychologues de l’environnement rapportent que certains matériaux peuvent présenter des effets bénéfiques sur les occupants. Les études sur les matériaux naturels et la présence de plantes dans un contexte biophilique constituent des exemples. Toutefois, il existe peu d’études sur l’utilisation du bois et le bien-être des
occupants (Burnard et Kutnar, 2015; Fell, 2010; Nyrud et Bringslimark, 2010). Des études réalisées en milieu expérimental démontrent l’intérêt pour ce champ de recherche et la portée des conclusions possibles, mais elles sont confrontées au problème de représenter des milieux réels et de contrôler les ambiances physiques pour isoler certaines variables. Les études du bois en milieu réel (abordées à la section 2.2.4) offrent l’avantage de considérer l’influence de ce matériau dans un contexte plus authentique.
À travers une recension des écrits, Nyrud et Bringslimark (2010) ont examiné si l’utilisation du bois dans les environnements intérieurs possède les mêmes effets bénéfiques (au niveau psychologique) que la nature. Prenant appui sur cette recension, Burnard et Kutnar (2015) ont analysé les méthodologies et les résultats d’études portant sur les indicateurs psychophysiologiques du stress chez les occupants reliés à la présence de finitions de bois. Malgré le peu d’études portant directement sur les effets psychophysiologiques du bois dans l’environnement bâti sur les personnes, ces recensions démontrent que les études arrivent à la même conclusion ; le bois génère un effet généralement positif sur les occupants.
2.2.1 Perception architecturale
La perception ne relève pas d’un processus passif qui reçoit tous les stimuli sensoriels ; la perception constitue un processus actif qui implique plusieurs mécanismes, conscients et inconscients, de l’œil et du cerveau (Lam, 1992). Les sens surveillent constamment l’environnement pour tout signe de changement. Ainsi, la relation entre l’homme et le milieu bâti doit être vue comme un échange entre la perception et la représentation (Augoyard, 1998). Afin qu’un environnement réponde adéquatement aux besoins de l’usager, les mécanismes innés de perception liés à la satisfaction des besoins biologiques doivent être compris. Selon Lam (1992), la perception relève de trois phénomènes. La première étape de la perception visuelle est l’entrée de lumière dans l’œil. Même si le motif de lumière, l’ombre et la couleur pourraient être quantifiés, mesurés et décrits à cette étape, ils n’ont pas de signification inhérente. La deuxième étape consiste à interpréter, classifier et donner une signification, par association, à l’information brute. Ce processus implique la simplification des données entrantes en les classifiant. L’ampleur du stimulus ne représente pas nécessairement le facteur le plus important ; l’interprétation et la pertinence
détermineront si le signal sera perçu comme utile ou contreproductif (bruit visuel). En effet, la signification (meaning) dépend autant du contexte perçu que des caractéristiques individuelles du stimulus en soi. Dans une expérience en laboratoire par exemple, les sujets peuvent avoir de la difficulté à interpréter ce qu’ils voient parce qu’ils sont privés d’information contextuelle essentielle. La troisième étape de la perception est affective parce qu’elle concerne la manière dont les stimuli affectent la réponse émotionnelle ou évaluative face aux stimuli. Cela influence également l’attention portée à un élément du champ visuel. Une réponse positive à l’environnement émerge lorsqu’il est conforme aux attentes en matière d’éclairement, de gradient, de motif et de couleur.
2.2.2 Questionnaires pour évaluer la perception du bois
Les rares études portant sur la perception du bois ont procédé à l’évaluation subjective de ce matériau en distribuant un questionnaire aux participants (Fell, 2010; Gaston, 2014; Ridoutt, Ball, et Killerby, 2002; Tsunetsugu, Miyazaki, et Sato, 2007 ; Poirier, Demers, et Potvin, 2017). Il existe de nombreuses ressemblances entre la forme et le contenu de ces derniers puisque la perception du bois tend à être évaluée sur une échelle sémantique. Alors que les adjectifs chaleureux, naturel et reposant ont été employés et associés au bois dans plusieurs études, les adjectifs confortable, agréable, invitant ont seulement été employés ou associés au bois par un auteur.
La thèse de Fell (2010) en psychologie de l’environnement visait à déterminer si la présence de bois dans l’environnement bâti réduit le stress des occupants. Pour ce faire, une même pièce d’un bâtiment sur un campus a été utilisée pour simuler quatre environnements de travail différents (Fig. 2.1). Seuls les revêtements du mobilier (bois ou blanc) et la présence de plantes variaient.
Si Fell a procédé à des mesures électrodermales et cardiovasculaires, l’intérêt de l’étude relève plutôt de la simplicité du questionnaire distribué aux participants. Outre les questions démographiques, une seule question était posée : « SVP, évaluez à quel point les
caractéristiques suivantes décrivent la pièce5 ». Les participants devaient choisir parmi les
caractéristiques suivantes : propre, reposant, chaleureux, moderne, naturel, productif, sain
et écologique6. L’échelle de réponse de cinq points variait entre « n’est pas du tout une
bonne description » et « décrit très bien ». Cette étude démontre que la présence de bois et de plantes dans une pièce la rend considérablement plus « naturelle » et plus « chaleureuse » qu’une pièce sans bois et sans plante. Toutefois, les réponses au questionnaire ne relèvent pas de différence significative entre les pièces pour les autres caractéristiques évaluées. L’étude de l’équipe japonaise Tsunetsugu, Miyazaki et Sato (2007) cherchait à déterminer si différentes quantités de bois dans l’environnement intérieur génèrent des réponses physiologiques différentes. Elle se concentre surtout sur l’activité du système nerveux
automatique et utilise trois pièces simulant un salon à échelle réelle de 13m2. Les
pourcentages de surfaces de bois variaient entre les trois pièces utilisées : 0%, 45% et 90% (Fig. 2.2).
Fig. 2.2. Les trois environnements étudiés par Tsunetsugu, Miyazaki, et Sato (2007, 12)
Trois indices physiologiques ont été mesurés en continu pendant l’expérimentation soit le rythme cardiaque, la pression sanguine et la concentration d’hémoglobine, mais à l’instar de l’étude de Fell (2010), l’intérêt découle du questionnaire employé. L’évaluation subjective a été réalisée par une sélection d’adjectifs sur une échelle sémantique différentielle. Les pairs d’adjectifs évalués sur une échelle de 13 points étaient confortable -
5
Question tirée de l’étude de Fell (2010) : « Please rate how well the following attributes describe this room ».
6
Adjectifs utilisés dans l’étude de Fell (2010) tel qu’employé par l’auteur : « clean, restful, warm, modern, natural, productive, healthy, sustainable ».
inconfortable, naturel - artificiel et reposant - fatigant7. L’étude de Tsunetsugu, Miyazaki et Sato (2007) démontre qu’une pièce avec une finition intérieure en bois est considérée plutôt naturelle alors qu’une pièce sans bois est évaluée plutôt artificielle ce qui abonde dans le même sens que l’étude de Fell (2010). De plus, la comparaison de pièces avec des superficies de bois différentes (0%, 45%, 90%) montre que la pièce avec une superficie de 45% de bois avait tendance à être évaluée comme plus confortable et plus reposante que les autres. Conséquemment, les résultats de l’étude suggèrent qu’il pourrait exister une quantité optimale de bois dans un environnement intérieur.
L’étude du chercheur japonais Sakuragawa (2006) visait à quantifier l’impact de la stimulation visuelle de revêtements intérieurs en bois sur l’impression des pièces en utilisant des sentiments liés à des activités comme indicateurs. Pour y arriver, quatre pièces ont été construites en utilisant une finition intérieure en bois en différentes proportions ; aucun mobilier ne figurait dans ces pièces (Fig. 2.3).
Fig. 2.3. Les quatre environnements étudiés par Sakuragawa (2006, 292)
Des photos en couleur format A4 prises à partir du même point de vue ont été montrées aux participants dans un ordre aléatoire ; les participants n’étaient pas physiquement présents dans ces pièces. Outre les questions démographiques du questionnaire, le désir de réaliser des activités dans ces pièces était évalué sur une échelle de cinq points. Les impressions visuelles associées à chaque pièce étaient évaluées sur une échelle sémantique différentielle composée de verbes, alors que les impressions visuelles sont souvent évaluées par des adjectifs. L’habitabilité de chaque pièce était évaluée selon le désir du répondant d’y vivre
7
(échelle de cinq points). L’étude démontre que les participants n’avaient pas le désir de relaxer, de se coucher ou de dormir dans la pièce sans bois. Ils ont exprimé un plus grand désir de faire de l’exercice, de travailler et de dormir dans les pièces avec moins de revêtements de bois, à l’exception de la pièce sans bois. La photographie de la pièce avec un plancher de bois avait tendance à stimuler plus de désirs pour toutes sortes d’activités que les autres photographies. Les trois pièces avec des revêtements en bois ont stimulé un plus grand désir de calme (« calmness »). L’image avec le plancher en bois a stimulé des désirs élevés de calme et pour réaliser des activités. Les deux pièces avec les plus grandes proportions de bois ont généré un faible désir pour des activités. Un plancher de bois pourrait donc produire des sentiments acceptables pour une variété d’activités. Les participants ne souhaitaient pas vivre dans la pièce sans bois. À l’instar de l’étude de Tsunetsugu, Miyazaki et Sato (2007), les résultats de cette étude illustrent l’influence de différentes proportions de bois sur la perception des occupants. Les participants préféreraient vivre dans la pièce avec le plancher de bois plutôt que dans les deux autres pièces avec une plus grande superficie de bois. Les participants ont moins apprécié la pièce sans bois et la pièce avec une très grande superficie de bois.
L’étude de Rice (2004) réalisée dans le cadre d’un mémoire en foresterie consiste à déterminer s’il est possible d’augmenter le bien-être psychologique en utilisant le bois dans la finition intérieure, par opposition à l’utilisation de matériaux plus industriels ou synthétiques. Pour ce faire, trois méthodes ont été employées : une activité de classement, des entrevues et des questionnaires. Premièrement, dans l’activité de classement, les participants devaient classer 25 photographies de salles de séjour dans trois piles : les pièces qu’ils aimaient, les pièces qu’ils n’aimaient pas et les pièces qui les laissaient indifférents. Les six pièces préférées étaient très similaires. Toutes avaient soit une grande fenêtre ou étaient très lumineuses et offraient des vues sur des éléments naturels (arbres, gazon, etc.). Le bois était omniprésent dans les deux pièces les mieux cotées et il y avait peu de matières synthétiques. Deuxièmement, pendant les entrevues, cinq questions ont été
posées à propos de trois photographies8. La salle de séjour moderne était décrite comme
8Questions posées lors des entrevues: « (1) What is the first word that comes to mind when looking at this room? (2) Give
an overall assessment of the room in terms of atmosphere and feeling you get from this room. (3) What are the positive elements within this room? (4) What are the negative elements within this room? (5) In your opinion, what are the most
froide, moderne et inconfortable. La salle de séjour traditionnelle a reçu des réponses
neutres et positives et était décrite comme chaleureuse, vieille, agréable. La salle de séjour rustique était la pièce préférée par les répondants. Les éléments positifs de la pièce étaient la vue sur des arbres et des plantes, la lumière naturelle et l’intégration d’éléments extérieurs. Toutefois, certains répondants se sont plaints de son manque de couleur et de lumière. Les mots utilisés pour décrire la pièce étaient chaleureux et bois. L’atmosphère de la pièce a été décrite comme chaleureuse, relaxante et confortable. Les trois facteurs les plus importants pour créer une pièce dans laquelle les participants aimeraient passer du temps sont la couleur, la lumière et le confort. La présence de bois et de plantes était également parmi les dix réponses les plus courantes. Troisièmement, le questionnaire portait sur l’évaluation d’une variété de matériaux (bois, céramique, pierre, cuire, plastique,
verre, surfaces peintes et papier peint). À partir d’une liste des caractéristiques9, les
répondants devaient indiquer si les matériaux possèdent ou ne possèdent pas la caractéristique en question. Une question ouverte demandait aussi aux participants de choisir trois caractéristiques pour décrire le bois. L’évaluation du bois était supérieure à d’autres matériaux en ce qui concerne les adjectifs chaleureux, naturel, relaxant et invitant. Le bois était perçu moins moderne, industriel et artificiel que les autres matériaux, mais aussi stylé et contemporain que d’autres matériaux. Lorsque les participants devaient donner trois qualités du bois, 71 différentes réponses ont été données. Les caractéristiques les plus souvent mentionnées étaient chaleureux, naturel, attrayant, durable, fort et variété
de couleur.
L’étude de Ridoutt, Ball et Killerby (2002) portait sur la signification symbolique communiquée par le bois utilisé dans le design d’intérieur des entreprises. Les auteurs ont eu recours à des questionnaires avec des photographies en couleur d’intérieurs modernes de dix entreprises. Seulement cinq entreprises avaient des produits en bois visibles. Le bois présent était de couleur pâle et les intérieurs sans bois présentaient une variété de matériaux (tapis, verre, plâtre, béton, métal). Les participants devaient sélectionner l’image de l’entreprise pour laquelle ils préfèreraient travailler et celle pour laquelle ils aimeraient le moins travailler. Les participants devaient aussi choisir trois adjectifs parmi les douze
paires (sémantique différentielle) pour exprimer leur première impression de chaque
photographie10. L’étude démontre que les connotations du bois dans les environnements de
bureaux semblent largement, mais non exclusivement, positives. Une préférence marquée a été notée pour les entreprises avec une utilisation importante de bois. Quatre des cinq entreprises préférées utilisaient des produits de bois. Toutefois, une des entreprises avec une finition intérieure en bois était la moins bien évaluée. En raison de l’anomalie, il semble que l’utilisation du bois dans le design intérieur d’entreprises n’ait pas toujours la même connotation. Les adjectifs associés à l’entreprise préférée étaient « innovant », « énergétique » et « confortable » tandis que « rigide », « désagréable » et « impersonnel » étaient associés à l’entreprise la moins aimée. Les mêmes adjectifs ont été utilisés pour décrire les entreprises malgré la présence ou l’absence de bois ce qui suggère que d’autres aspects de l’image ont pu influencer l’évaluation des participants.
Chercheurs en psychologie, santé et prévention ainsi qu’en physiologie, Jiménez et coll. (2015) ont analysé et comparé les différentes perceptions du bois et des produits de bois laminés dans un environnement intérieur (Fig. 2.4).
Fig. 2.4. Les quatre images utilisées par Jiménez et coll. (2015)
L’étude des perceptions envers ces deux matériaux a été réalisée à l’aide d’un questionnaire que les participants remplissaient pour chacun des matériaux. Développé et utilisé pour la première fois dans cette étude, le questionnaire portait sur 11 thèmes : durabilité, matériaux, fonctions techniques et pratiques, entretien, perception, atmosphère, mobilité et combinaison, santé, stimulation physique et mentale, amélioration de la performance, valeurs et symboles. Les éléments étaient formulés en phrases affirmatives et évalués sur une échelle de cinq points variant entre « peu probable » et « très probable ». Pour 10 des 11
10
Adjectifs utilisés dans l’étude de Ridoutt, Ball et Killerby (2002) tel qu’employé par les auteurs : « orderly - chaotic, deliberate – impulsive, permissive - prohibitive, energetic – lethargic, good - bad, comfortable - uncomfortable, rewarding – unrewarding, relaxed - tense, rigid – flexible, personal – impersonal, innovative - complacent».
critères de qualité, le bois a été évalué significativement supérieur aux produits laminés ; l’évaluation des produits de bois laminés était plus élevée pour le critère entretien. Les participants travaillant dans le domaine du bois (appelés experts) ont évalué les produits de bois de façon significativement supérieure aux non-experts pour les critères stimulation
physique et mentale ainsi qu’amélioration de la performance, ce qui démontre l’influence
des caractéristiques personnelles du participant.
Le mémoire de Poirier (2017 ; Poirier, Demers, et Potvin, 2017) en sciences de l’architecture visait à investiguer les effets de différentes essences et teintes de bois sur la satisfaction visuelle des occupants. Une recherche expérimentale a permis de comparer cinq maquettes à échelle réduite comprenant diverses proportions et couleurs de bois (Fig. 2.5). Des photographies ont permis de comparer quantitativement la teinte, saturation, luminosité et les contrastes de espaces. Un questionnaire distribué à 80 participants a évalué la perception visuelle et l’appréciation générale de l’espace. La comparaison simultanée de maquettes dans un environnement extérieur a offert la possibilité d’étudier les espaces sous une lumière naturelle directe et diffuse. Les participants ont préféré les maquettes lumineuses avec des surfaces de bois jaune, les décrivant comme lumineux, naturel, chaleureux et agréable. L’espace le moins aimé et décrit comme sombre et désagréable était la maquette la plus sombre avec des surfaces foncés.
Fig. 2.5. Les cinq maquettes utilisées par Poirier, Demers, et Potvin (2017)
2.2.2.1 L’influence des caractéristiques individuelles des répondants
Si certaines caractéristiques individuelles des occupants peuvent influencer la perception du confort, il semble qu’elles ont également un impact sur la perception du bois. Selon les analyses de Fell (2010) et Ridoutt, Ball et Killerby (2002), l’évaluation et la préférence du
bois semblent varier selon le genre11. En effet, les femmes tendent à avoir une préférence
légèrement plus marquée pour le bois et à évaluer les environnements en bois plus naturels
11
