Sciences et technique 2 : Approche performancielle des constructions neuves

Durée

40h Th

Nombre de crédits

Enseignant

Vincent Servais, Sophie Trachte

Coordinateur(s)

Sophie Trachte

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Les enjeux environnementaux contemporains, en particulier le changement climatique et la raréfaction des ressources naturelles, tant énergétiques que matérielles, questionnent aujourd'hui la production de l'environnement construit à toutes les échelles.

Apporter des réponses effectives à ces enjeux, dans la conception et la construction de nouveaux bâtiments demande de reconsidérer d'une part, leur usage actuel et futur, leur niveau d'adaptabilité et de réversibilité, leur performance énergétique et d'autre part les modes constructifs, les éléments et matériaux constitutifs, et les systèmes techniques intégrés. Et ce, en tenant compte du cycle de vie, des impacts environnementaux et de la circularité des matières. Il s'agit aujourd'hui de concevoir et construire des espaces de vie qui soient sains et confortables tout en réduisant la consommation énergétique, en encourageant les technologies et techniques low-tech et en favorisant la circularité des matières.

Le cours « Sciences et Techniques 2, Approche performancielle des constructions neuves » est la suite du cours de Sciences et Techniques 1 dispensé au premier quadrimestre. Il a pour objectif d'envisager la conception architecturale sous l'angle de la circularité et de la performance environnementale et sous l'angle de performance énergétique en faisant un choix adapté des systèmes techniques (y compris les systèmes de production d'énergie renouvelable) et en les intégrant adéquatement dans la spatialité du projet.

La question posée est la suivante : « Comment peut-on aujourd'hui concevoir et construire de manière adaptable, circulaire et énergétiquement performante tout en limitant l'impact environnemental et en intégrant l'ensemble des systèmes techniques ? »

Le cours vise à l'acquisition d'une approche conceptuelle réflexive permettant d'intégrer et de combiner ces différents enjeux dans le projet d'architecture. L'approche réflexive est basée sur un cas pratique, et est soutenue par des apports théoriques et une utilisation d'outils/logiciels favorisant l'évaluation continue des choix conceptuels. Les différents thèmes du cours (conception circulaire, performance environnementale, réseaux et systèmes techniques) seront abordés par étapes puis intégrés de manière systémique dans le projet.

Contenu des cours

Conception circulaire

• Introduction à l'économie circulaire
• Introduction à l'évaluation environnementale et Analyse de cycle de vie
• Conception circulaire : définitions et échelles de conception
• Conception circulaire : principes de conception
• Le réemploi et le recyclage : définitions, enjeux, complémentarité
• L'inventaire déchets et l'inventaire réemploi
• Evaluer la circularité et l'impact environnemental d'un projet d'architecture

• Introduction à l'intégration des réseaux dans la spatialité d'un projet
• Ventilation : technologies, composants, dimensionnement
• Ventilation : intégration spatiale dans le projet d'architecture
• Egouttage : composants et dimensionnement
• Gestion décentralisée des eaux pluviales : récupérer, stocker, retenir et infiltrer les eaux sur la parcelle
• Chauffage et Eau Chaude Sanitaire (ECS) : enjeux, technologies, composants et intégration spatiale
• Apports des énergies renouvelables
• Réseau électrique : composants et intégration spatiale

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme de cette unité d'enseignement, vous serez capables de :

• Analyser et comprendre l'organisation spatiale d'un bâtiment et la rendre davantage flexible et adaptable à des changements d'usage futurs ;
• Formuler et intégrer dans le projet, des choix de systèmes constructifs et matériels pour l'enveloppe qui répondent aux enjeux de performance énergétique, de performance environnementale et de réversibilité technique.
• Envisager dans les compositions de parois, l'utilisation de matériaux de réemploi ;
• Retranscrire les choix constructifs et matériels par le biais de détails techniques ;
• Formuler et intégrer dans le projet de conception, des choix de systèmes techniques qui répondent aux enjeux de performance énergétique et de transition « zéro carbone » ;
• Evaluer l'impact de solutions constructives sur l'environnement (évaluation environnementale via TOTEM) et sur la circularité des matières ;
• Rechercher des documents techniques (fiches techniques, labels, ...)

• Justifier des choix tant matériels que techniques d'un point de vue de la circularité, de l'impact environnemental et de la performance énergétique ;
• Intégrer constructivement des choix matériels et intégrer spatialement les réseaux et les systèmes techniques dans le projet d'architecture ;
• Manipuler et utiliser une série de logiciels dont notamment OPTIMAISON, OPTIVENT, TOTEM... ainsi que différents outils techniques dont ceux développés par les enseignants tels qu'un inventaire « déchets » et une analyse qualitative de la réversibilité/circularité des solutions constructives proposées.

Savoirs et compétences prérequis

Le cours s'appuie sur l'ensemble des compétences et connaissances acquises dans les trois domaines principaux que sont construction / structure / confort au cours des années de bachelier et ce, au travers des cours Technologie du bâti (1 à 6)

Ce cours fait suite au cours de Sciences et Techniques (1) et s'appuiera sur le même projet « cas d'étude » afin d'assurer une cohérence pédagogique.

Le cours est également à mettre en lien avec les connaissances et compétences acquises dans les cours de Relevé et de Territoire.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Les cours sont structurés en 2 x 5 séances de 4h00.

Cinq séances seront dédiées à la conception circulaire et environnementale et cinq autres séances seront dédiées au choix, au dimensionnement et à l'intégration des systèmes techniques dans le projet.

L'ensemble des séances seront dispensées en alternant contenus théoriques, analyse critique du projet, exercices de dimensionnement et d'intégration dans le projet. Cette alternance est présentée dans le planning des séances disponible sur eCampus.

Les 10 séances de cours sont complétées par un travail en autonomie (en groupe ou en individuel), en dehors des séances organisées par les enseignants (l'ensemble des heures représentant un total d'environ 80 heures par étudiant).

Les activités d'apprentissage organisées durant le cours s'appuieront sur un projet de BAC 03, également utilisé dans le cours de Sciences et Techniques 01. Elles s'articulent entre contenus théoriques, présentation d'outils ou logiciels et exercices. Elles vous permettront de formuler et justifier et intégrer adéquatement vos choix spatiaux, matériels et techniques.

Ces activités sont les suivantes :

• Des séances magistrales dispensant les concepts théoriques et les dispositifs techniques visés
• Des séances magistrales de présentation d'outils et logiciels qui seront ensuite utilisés dans les séances d'exercice. Ces deux premiers types de séance sont dispensés par les cotitulaires et/ou des experts dans le domaine ;
• Des séances d'exercices (dimensionnement, intégration spatiale, évaluation des choix) dans sous forme de tablées ou workshops animés par le ou les cotitulaires ;
• Des retours et feed-back sur les documents transmis et/ou postés sur MIRO
• La mise à disposition des slides de cours et de documents de références (ouvrages, documentations professionnelles, NIT, outils, sites web...)

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Explications complémentaires:

L'unité d'enseignement sera principalement dispensée en présentiel. Les enseignants se laissent toutefois la liberté de proposer une ou deux séances en distanciel au besoin, et notamment en fonction de la situaiton sanitaire.


L'exercice en continu est réalisé par groupe de 3 ou 4 étudiants.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

• Les slides de présentation ainsi que les énoncés d'exercices sont fournis pour chaque cours sur eCampus.
• Une bibliographie adaptée au contenu dispensé est indiquée en séance.
• Les documents techniques et/ou outils, type tableau Excel, à utiliser lors de certaines séances, sont transmis une semaine à l'avance et accessibles en ligne sur eCampus.

Modalités d'évaluation et critères

Travail à rendre - rapport

Evaluation continue


Explications complémentaires:

L'évaluation de votre maitrise de cet enseignement se fera au travers de :

• Un travail de groupe - conception circulaire (35%)
• Un travail de groupe - systèmes techniques (35%)

• Une page d'entête (hors des 10 pages)
• Une présentation d'un bâtiment étudié (max.2 pages)
• L'analyse critique du bâtiment étudié sur base d'une série de critères établis au cours (max.7 pages
• Des propositions d'améliorations et leur évaluation (max.4 pages)
• Une conclusion (1 page)
• Un retour critique de votre gestion du travail en groupe (1 page)

• Les plans, coupes et façades (à même échelle, au choix)
• L'évaluation de la circularité du bâtiment étudié
• L'évaluation environnementale des parois de l'enveloppe du bâtiment étudié
• Les schémas et les détails techniques décrivant les solutions d'amélioration
• L'inventaire déchets / réemploi / filières
• Les fiches techniques éventuelles

• Capacité à discuter et proposer un système structurel adaptable et flexible pour des usages ou transformations futurs ;
• Capacité à discuter, critiquer et choisir des systèmes constructifs et matériels pour la conception de l'enveloppe, qui répondent aux exigences de performance énergétique et qui soient réversibles, circulaires et à faible impact environnemental ;
• Capacité à gérer les stocks de matières, à prévenir la production de déchets et à favoriser la circularité des matières dans leur conception architecturale ;
• Capacité à réaliser une évaluation environnementale de choix constructifs et matériels et à pouvoir discuter les résultats de celle-ci en vue d'une optimisation.
• Capacité à exploiter les différents ressources techniques et logiciels mis à leur disposition

• Choisir les systèmes de ventilation, de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire (y compris production d'énergies renouvelables) à intégrer dans le projet, de justifier ces choix (performance énergétique, performance environnementale, confort) ;
• Faire un prédimensionnement du système de ventilation et du système d'égouttage ;
• Intégrer l'ensemble des réseaux (y compris électricité et eaux pluviales) dans les plans et coupes du projet.
• Proposer des fiches techniques des différents composants pour le chauffage et la ventilation

• Une page d'entête (hors des 10 pages)
• Le choix justifié de chaque système ainsi que la description de son fonctionnement général et de ses composants
• Le dimensionnement des réseaux de ventilation et d'égouttage
• Les fiches techniques (max 3 pages)

• Le système de ventilation en plan et en coupe
• Le système de chauffage et ECS en plan et en coupe (y compris production de chaud renouvelable)
• Le système électrique en plan, (y compris production d'électricité renouvelable)
• Le système d'égouttage (avec la gestion des eaux pluviales, en plan et en coupe

• Capacité à formuler des choix de systèmes techniques qui répondent aux exigences de confort et de performance énergétique et d'en justifier l'intérêt environnemental ;
• Capacité à pré-dimensionner un système de ventilation et d'égouttage ;
• Capacité à intégrer spatialement les choix techniques dans la composition architecturale
• Capacité à exploiter les différents ressources techniques et logiciels mis à leur disposition

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Afin de simplifier et optimiser nos échanges, toutes les communications et questions relatives à cet enseignement seront effectuées uniquement lors des différentes sessions de cours.

Les informations principales et primordiales (calendrier, consignes, etc.) seront également rappelées sur la plateforme eCampus. Cette dernière accueillera également les supports de cours, les ressources pédagogiques et les dépôts de documents.

Afin d'organiser au mieux votre fonctionnement de groupe, il vous est conseillé de choisir vos co-équipiers en fonction de vos ateliers d'architecture respectifs : trois étudiants ayant le même atelier d'architecture auront plus de facilité à trouver des moments d'échange entre les séances.

En outre, si des étudiants ERASMUS sont présents, nous vous demandons de les intégrer dans vos groupes afin qu'ils puissent avoir un réel support dans l'organisation du cours et des étudiants référants dans la Faculté.

Contacts

La personne de contact pour ce cours est Madame Sophie Trachte - sophie.trachte@uliege.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs