Cité administrative zéro carbone de la Ville de Liège

La Ville de Liège présentait ses ambitions dans son cahier des charges. Celles-ci sont particulièrement élevées sur les aspects de confort des utilisateurs et de performance énergétique tout en figeant une enveloppe budgétaire fermée principalement définie par les interventions du fonds FEDER.

CSD Ingénieurs fait partie du pôle conception en sous-traitance des bureaux d’architecture Baumans & Deffet et Canevas. Le pôle exécution consiste en une société momentanée des entreprises Louis De Waele et Gillion Construct ayant désigné comme sous-traitants dès la candidature Imtech pour les techniques spéciales et Groven Portal pour les façades. Le pôle maintenance est personnifié par Imtech Maintenance. Le choix des sous-traitants en techniques spéciales et façade dès la candidature démontre l’importance de développer des solutions globales pour répondre aux exigences énergétiques. La Ville de Liège a commandé la mission à ce groupement en janvier 2019 et la réception provisoire des travaux a été octroyée en juillet 2023 avec marché de maintenance sur 20 années débutant à cette date.

Outre ses exigences sévères en termes de confort hygrothermique, visuel et acoustique, la Ville de Liège a regroupé ses exigences énergétiques dans un concept zéro carbone impliquant que toutes les émissions de CO₂ devaient être compensées par des productions d’énergie renouvelable. Le périmètre de ce bilan carbone nul est large puisqu’il intègre non seulement les vecteurs énergétiques couverts par la PEB (chauffage, refroidissement, eau chaude sanitaire, auxiliaires et éclairage artificiel intérieur), mais également les ascenseurs et l’éclairage extérieur ainsi que les consommations des équipements propres de la Ville (principalement ses équipements informatiques et multimédias), ces dernières ayant été fixées forfaitairement.

Pour répondre à ce haut niveau d’exigence, CSD Ingénieurs a développé son concept énergétique en trois axes : premièrement la réduction maximale des besoins finaux en énergie, deuxièmement l’optimisation des systèmes afin de limiter les consommations d’énergie primaire et finalement la mise en place de moyens de compensation.

Dès le concours, diverses simulations dynamiques ont permis d’optimiser l’enveloppe non seulement pour limiter les besoins de chauffage et de refroidissement, mais surtout pour assurer la plus grande autonomie possible en éclairage naturel. Une fois les performances thermiques au standard passif atteintes, il est rapidement apparu que la réduction supplémentaire du facteur solaire des vitrages aurait généré une faible diminution marginale des besoins de refroidissement, mais une augmentation importante des consommations en éclairage artificiel.

Au niveau HVAC, le choix s’est immédiatement porté sur le rejet des énergies fossiles et l’adoption du vecteur électricité afin de maximiser l’autoconsommation des énergies renouvelables. En outre, comme la cité administrative se trouve les pieds dans la nappe alluviale de la Meuse, il a été décidé d’exploiter son gisement énergétique en installant des pompes à chaleur eau/eau. Quatre puits ont été forés dans le sous-sol afin de pomper l’eau naturellement filtrée par le gravier de Meuse. Deux pompes à chaleur fonctionnent en parallèle : la PAC prioritaire est de type « 6 tubes » et permet donc de transférer directement les calories des circuits froids vers les circuits chauds (besoins simultanés en fonction de l’orientation, mais également déshumidification et postchauffe de l’air hygiénique en conditions estivales) ; la seconde est réversible et fonctionne donc en froid seul durant l’été et en chaud seul durant l’hiver.

Les étages supérieurs de la tour accueillent les bureaux qui présentent de faibles besoins en chauffage ou en refroidissement par m² de plancher et sont simplement chauffés par radiateurs basse température et l’air hygiénique étant réchauffé ou rafraîchi. Pour assurer le confort, l’air y est pulsé au moyen de gaines perforées à haute induction.

Le socle comprend les zones de réception du public, les salles de réunion, etc. soit toutes les fonctions à charges internes spécifiques plus élevées. La climatisation y est donc réalisée principalement par plafonds rayonnants chauds / froids. L’eau de la nappe permet de travailler en free chilling durant l’été (température entre 10 °C et 15 °C) et avec d’excellents COP en hiver (températures la plupart du temps au-dessus de 10 °C et toujours au-delà de 5 °C).

Pour l’éclairage artificiel, tous les luminaires sont pilotés en KNX sur base de sondes de luminosité et de présence.

Au terme de ce travail d’optimisation, nous constatons que les émissions liées au fonctionnement du bâtiment représentent seulement un tiers des émissions totales, la part principale étant due aux petites forces motrices fixées forfaitairement et donc hors du champ d’action du groupement.

Pour la compensation, il est rapidement apparu que des installations photovoltaïques s’imposaient : sur façades et toitures, elles permettent de compenser les besoins du bâtiment ; celles sur d’autres bâtiments de la Ville permettent de couvrir les émissions liées au parc informatique. Ces installations ont été financées par un tiers investisseur sous-traitant du groupement, ce qui a permis de maximiser le budget de la Ville pour l’amélioration des conditions de travail des travailleurs et d’accueil des citoyens. La répartition de la production sur plusieurs sites permet également de maximiser l’autoconsommation instantanée de la production et donc la rentabilité financière.

La mise en œuvre du concept énergétique de CSD Ingénieurs par l’ensemble des partenaires du groupement permet donc de rencontrer les ambitions élevées de la Ville de Liège.

CSD Ingénieurs Luxembourg SA
11, rue des Trois Cantons
L-8399 Windhof

Extrait du NEOMAG#60

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