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Weinmann-Energies SA Trembley 6A – PLQ 29817 2/18

M:\3BM3 FONDATION TERRA ET CASA_21137\Adm\Rapports\concept énergétique territorial\correction CET nouveau PLQ\130812

Terra et Casa - CET.docx

TABLE DES MATIERES

1. INTRODUCTION ............................................................................................... 3

2. CAHIER DES CHARGES ................................................................................. 4

2.1 Situation du projet ............................................................................................................... 4

2.2 Description du projet .......................................................................................................... 5

2.3 Description énergétique du projet ...................................................................................... 8

2.4 Description énergétique du site .......................................................................................... 9 2.4.1 Energies disponibles sur le site ............................................................................... 9

2.4.2 Masques solaires ................................................................................................... 14 2.4.3 Conditions climatiques locales .............................................................................. 14 2.4.4 Bâtiment voisins .................................................................................................... 14

3. CONCEPT ENERGETIQUE ARCHITECTURAL ..................................... 15

3.1 Objectif pour le chaud et justification de la qualité thermique de l’enveloppe ................ 15

3.2 Objectif pour le confort thermique en été ......................................................................... 15

3.3 Objectif pour la ventilation ............................................................................................... 16

3.4 Objectif pour l’éclairage ................................................................................................... 16

4. CONCEPT ENERGETIQUE DES INSTALLATIONS CVSE ................... 17

4.1 Installation de chauffage ................................................................................................... 17

4.2 Préparation de l’ECS ........................................................................................................ 17

4.3 Installation de ventilation ................................................................................................. 17

4.4 Installation de rafraichissement ........................................................................................ 18

4.5 Eclairage ........................................................................................................................... 18

5. ETAPES DU PROJET ..................................................................................... 18

6. ANNEXE : PLAN LOCALISÉ DE QUARTIER 29817 ............................... 18




1. INTRODUCTION

La Fondation Terra et Casa, fondation immobilière de droit privé, souhaite construire un

immeuble à logements locatifs de standing et sociaux (LUP et HM). Ce projet d’immeuble

s’inscrit sur deux parcelles propriétés de la Fondation.

Elle a choisi de collaborer avec l’Atelier d’Architecture 3BM3, B. Montant et C. Stendardo, pour

la réalisation de ce projet.




2. CAHIER DES CHARGES

2.1 Situation du projet

Le PLQ 29817 comprend les parcelles no 2060 et 2061 - feuille cadastrale 62 - situées sur la

commune de Genève à l’Avenue de Trembley 6A.

Les parcelles ont une surface de :

no 2060 : 2'651 m

2

no 2061 : 2'763 m

2

Total : 5'414 m2

Elles sont délimitées par :

au Nord-Ouest, par la « Promenade des Crêts », jardin public propriété de la Ville de

Genève ;

au Nord-Est, par une zone de verdure faisant partie de la «Pénétrante verte», axe

paysager défini par le plan directeur cantonal reliant un ensemble d’espaces publics,

parcs et jardins, où la dimension «nature» occupe une place privilégiée ;

au Sud-Ouest, par un cordon boisé longeant l’avenue de Trembley ;

au Sud-Est, par une voie privée desservant un ensemble de villas privées.

La position précise de la zone est indiquée ci-dessous (source :

http://etat.geneve.ch/geoportail/monsitg/) :

Dans le plan des zones d’affectation du canton, ces deux parcelles sont actuellement en zone de

développement 5. Pour permettre la réalisation du projet, les parcelles doivent être déclassées en

zone de développement 3. Dans le cadre du déclassement de zone, le nouvel article 4A LGZD

détermine l’utilisation future du terrain. Ainsi doivent être réalisés :

15% de logement d’utilité publique (LUP)

15% de logement habitation mixte (HM)

Le 70% restant est réservé à des logements de haut standing.

http://etat.geneve.ch/geoportail/monsitg/




2.2 Description du projet

Le projet développé est un édifice ayant une forme de « L » :

L’aile orientée Nord-Ouest – Sud-Est (coupe B-B) comprend 9 étages au-dessus du rez

supérieur. L’aile orientée Nord-Est – Sud-Ouest (coupe A-A) est constituée de 6 étages au-

dessus du rez supérieur.

L’affectation du bâtiment est entièrement dédiée au logement depuis le rez supérieur jusqu’au

9ème

étage. Les sous-sols 1 et 2 abritent un parking et les rez inférieurs 1 et 2 sont distribués entre

logements (à confirmer), caves, buanderies, locaux techniques et autres locaux non-chauffés.

Le parking souterrain a une capacité de 113 places pour les voitures, 103 places pour les

habitants et 10 pour les visiteurs. Les vélos ont 103 places qui leur sont destinées.




La surface approximative du bâtiment est donnée ci-dessous (valeurs susceptibles de changer) :

Surface Volume

Etage 9 725 m2 2'175 m

3

Etage 8 725 m2 2'175 m

3

Etage 7 725 m2 2'175 m

3

Etage 6 1'321 m2 3'963 m

3

Etage 5 1'321 m2 3'963 m

3

Etage 4 1'321 m2 3'963 m

3

Etage 3 1'321 m2 3'963 m

3

Etage 2 1'321 m2 3'963 m

3

Etage 1 1'321 m2 3'963 m

3

Rez supérieur 1'321 m2 3'963 m

3

Rez inférieur 2 (non-chauffé) 1'321 m2 + 3'963 m

3 +

Rez inférieur 1 (non-chauffé) 1'321 m2 + 3'963 m

3 +

Sous-sol 2 (non-chauffé) 1'321 m2 + 3'963 m

3 +

Sous-sol 1 (non-chauffé) 1'321 m2 + 3'963 m

3 +

TOTAL 16'706 m2 + 50'118 m

3 +

TOTAL CHAUFFE 11'422 m2 (SRE) 34'266 m

3




2.3 Description énergétique du projet

Le projet est un bâtiment d’importance (SRE > 3'000 m2), selon le règlement modifiant le

règlement d’application de la loi sur l’énergie du 28 juillet 2010. Il doit donc être HPE. Le

bâtiment sera donc labellisé Minergie, soit :

Exigence primaire norme SIA 380/1 pour l'enveloppe du bâtiment

Besoins de chaleur pour le chauffage Qh (standard) inférieurs ou égaux à la valeur

limite (Qhli) de la SIA 380/1 (2009) pour les nouveaux bâtiments si la source

d’énergie est renouvelable.

Besoins de chaleur pour le chauffage Qh (standard) inférieurs ou égaux à 80% de

la valeur limite (Qhli) de la SIA 380/1 (2009) pour les nouveaux bâtiments si la

source d’énergie est non-renouvelable.

Exigence primaire Minergie pour l'enveloppe du bâtiment

Besoins de chaleur pour le chauffage Qh (standard) inférieurs ou égaux à 90% de la

valeur limite (Qhli) de la SIA 380/1 (2009) pour les nouveaux bâtiments

Respect de la valeur limite Minergie pour la consommation d'énergie du bâtiment

Indice pondéré d'énergie pour le chauffage et la ventilation :

≤ 38 kWh/m2

Renouvellement d'air mécanique avec récupération de chaleur à haut rendement

L’occupation des locaux correspond à une utilisation normale de logements. La température de

consigne de chauffage est de 20°C en hiver. La température d’été et l’humidité ne sont pas

contrôlées. Néanmoins, le rafraîchissement des appartements par géo-cooling à l'aide des sondes

géothermiques est possible.

Pour répondre aux conditions fixées par le règlement modifiant le règlement d'application de la

loi sur l'énergie, 30% de la production d'eau chaude sanitaire est assurée par des panneaux

solaires disposés en toiture.




2.4 Description énergétique du site

2.4.1 Energies disponibles sur le site

Les ressources énergétiques possibles pour la production de chaleur sont diverses :

Mazout, gaz

Bois

Chauffage à distance

Pompe à chaleur avec sondes géothermiques

Solaire

2.4.1.1 Mazout et gaz

Assurer la production de chaleur à l’aide d’une chaudière à gaz ou à mazout est la solution la

plus simple. Cependant, ces ressources sont non-renouvelables et mauvaises écologiquement

parlant. De plus, le prix du mazout fluctue fortement, et le gaz a tendance à suivre. Cette variante

n’a donc pas été retenue.

2.4.1.2 Bois

L’utilisation du bois pour le chauffage du bâtiment est considérée comme source d’énergie

renouvelable et neutre par rapport aux émissions de CO2. Cependant, l’utilisation du bois n’est

pas neutre si l’on considère les émissions de NOx et le quartier où se situe le bâtiment a un taux

de NOx déjà élevé (> 26 µg/m3) comme le montre la carte ci-dessous (source :

http://etat.geneve.ch/geoportail/monsitg/). Cette solution n’a donc pas été retenue.

http://etat.geneve.ch/geoportail/monsitg/




2.4.1.3 Chauffage à distance du Lignon

Le réseau de chauffage à distance CAD Lignon couvre le quartier du Petit Saconnex. Une

connexion bâtiment sur le réseau du Lignon peut être envisagée.

Ce réseau est actuellement alimenté par une centrale thermique au gaz naturel. Il ne s’agit donc

pas d’une énergie renouvelable. Une connexion du réseau avec le réseau CADIOM (Chauffage

A Distance par l’Incinération des Ordures Ménagères) est en test en ce moment. D’après les

SIG, elle devrait être effective dès octobre.

Nous avons pris contact avec M. Armengol des SIG pour définir plus précisément les

possibilités de raccord avec le CAD. Actuellement, le réseau ne passe pas à proximité du

bâtiment. Néanmoins, les SIG sont en contact avec le propriétaire du bâtiment situé au coin de

l’avenue de Trembley et de l’Avenue du Bouchet pour une éventuelle connexion de ce bâtiment

sur le réseau CAD Lignon (cf plan ci-dessous).

Trembley

Future connexion au CAD ?




Si le raccord se fait effectivement, le réseau passera dans la rue et il sera aisé de raccorder notre

bâtiment au réseau. Si tel n’est pas le cas, M. Armengol a confirmé qu’il est possible de discuter

avec les SIG pour demander de prolonger le réseau jusqu’au bâtiment, moyennant finances.

2.4.1.4 Sondes géothermiques

Une source d’énergie également envisageable sur cette parcelle est l’utilisation d’une pompe à

chaleur couplée avec des sondes géothermiques. C’est une source d’énergie renouvelable et il

n’y pas de problème de rejet de NOx dans l’air. De plus, comme indiqué sur la carte ci-dessous

(http://etat.geneve.ch/dt/geologie/geothermie-269-2804.html), l’implantation de sondes ne pose

pas de problème dans le quartier du Petit-Saconnex.

La surface des parcelles 2060 et 2061 est de 5'400 m2. La longueur et la largeur de ces parcelles

est d’environ 77m par 68 à 80m. En comptant un espacement de 8 m entre les sondes, il est

possible d’implanter environ 80 sondes dans ce terrain. Cependant, étant donné la présence de

quelques arbres sur les parcelles et d’une villa, ainsi que des restrictions aux limites des

parcelles, nous avons considéré que 75% de la capacité totale du terrain est exploitable, soit 60

sondes.

En estimant une profondeur de sondes de 250m par sonde, une puissance de chaud de 30 W/m et

un COP de la pompe à chaleur de 4, il est possible d’obtenir une puissance de chaud totale de

560 kW. La puissance produite est plus grande que la puissance nécessaire pour le chauffage du

bâtiment à construire (§ 4.1). Il y a donc possibilité de fournir également de l’énergie à des

bâtiments voisins, pour autant que la distribution de chaud de ces bâtiments soit à basse

température (chauffage au sol). Les possibilités sont à étudier au cas par cas.

http://etat.geneve.ch/dt/geologie/geothermie-269-2804.html




2.4.1.5 Energie solaire

Panneaux solaires thermiques

Le PLQ 29817 suit les prescriptions de l’article 15 de la loi sur l’énergie (L10258) en matière de

construction neuve, à savoir que l’immeuble est équipé de capteurs solaires thermiques lesquels

couvrent minimum 30% des besoins de chaleur admissibles pour l’eau chaude sanitaire (ECS).

La surface totale de toiture est de 1321 m2, 725 m

2 au niveau 9 et 596 m

2 au niveau 3. La toiture

du niveau 3 est à l’ombre une partie de la journée en raison de l’aile de 9 étages située à l’Ouest.

Ainsi, nous préconisons la pose de panneaux solaires uniquement au niveau 9, soit sur une

surface de 725 m2.

Environ 40% de cette surface peut être recouverte de panneaux solaire thermiques s’ils sont

inclinés à 30°. Il est donc possible d’installer environ 290 m2 de panneaux solaires thermiques.

Cette surface de panneaux solaires thermiques couvre largement les 30% d’énergie renouvelable

exigés par la loi (§ 4.2).

En comptant un rendement des panneaux de 500 kWh/m2 par an, l’énergie à disposition pour la

production de l’ECS est de 145'000 kWh. Cette énergie permet de chauffer environ 2'500'000

litres d’eau par an de 10 à 60 °C.

Panneaux solaires photovoltaïques

Il est également possible de recouvrir la toiture du 9ème

étage de panneaux solaires

photovoltaïques (PV). Comme pour les panneaux solaires thermiques, si les panneaux sont

inclinés à 30°, il est possible d’installer environ 290 m2 de panneaux PV.

En considérant un rendement des panneaux PV de 120 kWh/m2 par an, il est possible de

produire 34'800 kWh électriques avec une telle installation.

2.4.1.6 Variante choisie

La volonté du Maître d’Ouvrage dans ce projet est de minimiser les rejets polluants et d’éviter

les ressources fossiles pour le chauffage du bâtiment. Le choix pour la production de chaud de ce

projet s’est donc porté sur l’installation d’une pompe à chaleur couplée à des sondes

géothermiques. La distribution de chaleur se fait à basse température, ce qui permet un meilleur

rendement exergétique. Il y a possibilité de se connecter au réseau de chauffage à distance

ultérieurement.

30% de l’énergie utilisée pour la production de l’ECS seront couverts par des panneaux solaires

thermiques.




2.4.2 Masques solaires

L’immeuble est équipé de stores extérieurs

2.4.3 Conditions climatiques locales

La station météorologique de référence est celle de Genève. La parcelle, située dans une zone

suburbaine, ne fait pas l’objet d’exposition particulière au vent.

2.4.4 Bâtiment voisins

Le bâtiment existant se situant sur la parcelle 2061 est une maison d’habitation. Etant donné les

ressources à disposition, il est possible de proposer au propriétaire de se raccorder à l’installation

de production de chaud du projet.

Pour ce faire, il est nécessaire que la distribution de chaud dans cette villa soit un réseau basse

température.




3. CONCEPT ENERGETIQUE ARCHITECTURAL

Des informations plus précises concernant la construction de l’immeuble seront transmises dès

que les études architecturales auront abouties. Cependant, les objectifs énergétiques sont au

minimum égaux à ceux décrits ci-dessous.

3.1 Objectif pour le chaud et justification de la qualité thermique de l’enveloppe

Favoriser les apports solaires.

Favoriser l’inertie du bâtiment

Optimiser l’enveloppe du bâtiment en renforçant l’isolation thermique des éléments

opaques

Coefficient U des fenêtres (vitrage + cadre) : U ≤ 1.1 W/m2K

Minimiser les ponts thermiques

La justification de la qualité thermique de l’enveloppe de l’immeuble sera calculée

ultérieurement à l’aide du logiciel Lesosai et sera transmise dès que l’étude architecturale aura

abouti.

Pour répondre aux exigences de la norme SIA 380/1 (2009) et de Minergie, l'enveloppe du

bâtiment doit être performante. Le tableau ci-dessous résume les valeurs U des différents

éléments qu’il faut considérer au minimum et les épaisseurs d'isolation correspondantes pour un

isolant standard avec coefficient = 0.036 W/m2K.

Caractéristique Epaisseur d'isolation

Vitrage triple U = 0.6-0.7 W/m2K

g = 0.45-0.50

Murs U = 0.16-0.18 W/m2K 18-20 cm

Toiture U = 0.16-0.18 W/m2K 18-20 cm

Plancher U = 0.16-0.18 W/m2K 18-20 cm

3.2 Objectif pour le confort thermique en été

Aucune production d’eau glacée n’est prévue pour le bâtiment. Pour maintenir le confort

thermique en été, les mesures suivantes sont prises :

Favoriser l’inertie du bâtiment

Renforcer l’isolation thermique des toitures

Limiter les phénomènes de surchauffe par des stores extérieurs performants

Possibilité de géo-cooling avec les sondes géo-techniques




3.3 Objectif pour la ventilation

Assurer le confort et l’hygiène dans les appartements

Récupérer l’énergie sur les extractions

3.4 Objectif pour l’éclairage

Privilégier l’éclairage naturel

Respecter la norme SIA 380/4 pour l’éclairage




4. CONCEPT ENERGETIQUE DES INSTALLATIONS CVSE

4.1 Installation de chauffage

Une pompe à chaleur raccordée à des sondes géothermiques couvre les besoins thermiques du

bâtiment. La chaleur est distribuée par chauffage de sol (35/30°C), le COP de la pompe à chaleur

étant meilleur à basse température.

Caractéristiques de la PAC et des sondes :

Puissance thermique (~15W/m2) 150 kW

Dimensionnement chauffage 30 W/mètre de sonde

COP PAC 4

Longueur totale des sondes 5'000 m

Nombre de sondes (200m) 25

Surface de terrain nécessaire 2'000 m2

4.2 Préparation de l’ECS

L’eau chaude sanitaire est en partie produite par des panneaux solaires thermiques. Le

complément est fourni par la pompe à chaleur

Surface de panneaux solaires thermique :

Consommation annuelle ECS (~21 kWh/m2) 202'300 kWh

Couverture solaire 30 %

Rendement des panneaux 500 kWh/m2

Surface des panneaux 120 m2

4.3 Installation de ventilation

Une installation de ventilation double flux est prévue pour les logements avec pulsion dans les

chambres et extraction par les WC, douches, vestiaires et cuisines.

Le débit de ventilation des appartements sera défini dès que l’avancée des plans le permettra. En

première estimation, un taux de renouvellement d’air de 0.7 Vol/h est considéré, ce qui donne un

débit de 18'000 m3/h répartis du rez supérieur au 9

ème étage.

Le parking souterrain est ventilé mécaniquement, de même que les locaux non-chauffés borgnes.

Une étude détaillée de la stratégie de ventilation des sous-sols sera développée une fois que la

répartition des locaux sera définie.




4.4 Installation de rafraichissement

Dans la mesure du possible, on évitera le rafraîchissement par des moyens pratiques (aération

nocturne par ouverture des fenêtres, protections solaires baissée la journée, ..). Une installation

de rafraichissement est prévue par géo-cooling. Cette installation permet par la même occasion

de recharger le terrain avant la saison hivernale.

4.5 Eclairage

En termes d’éclairage, l’accent est mis sur l’apport de lumière naturelle. L’utilisation de

luminaires performants est encouragée.

5. ETAPES DU PROJET

Les prochaines étapes du projet doivent permettre de développe le projet pour affiner les besoins

en ECS et en chauffage. Ceci permettra de mieux cibler le dimensionnement des installations et

de mettre en place un planning d’intervention qui nous dira si un raccordement au CAD est

nécessaire.

6. ANNEXE : Plan localisé de quartier 29817

Echallens, le 12 juillet 2013\cgr\ezu

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