Feu vert pour le futur bâtiment du smart living lab

Répondre aux objectifs énergétiques 2050 d'ici 2022: tel est le défi du futur bâtiment du smart living lab à blueFACTORY. Le 19 juin 2018, le Grand Conseil du Canton de Fribourg a approuvé un crédit de 25 millions de francs pour la construction du bâtiment par 92 voix contre 3.

Le bâtiment avant-gardiste sera à la fois une construction durable et un bâtiment évolutif, composé de laboratoires, de salles de cours et de bureaux pour plus d'une centaine de chercheurs. Dans ce contexte d’utilisations multiples, il deviendra lui-même un terrain d’étude pour trouver des solutions permettant de réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre qui en résultent.

 
Illustrations: Amélie Poncety
Direction: Take Off Productions

Le smart living lab est l'invité d'honneur d'energissima

Le centre de recherche sur l'habitat du futur «smart living lab» présentera à energissima de manière interactive ses domaines de compétence ainsi que le NeighborHub, la maison solaire conçue par des étudiants, vainqueur du Solar Decathlon 2017 à Denver. Le salon dédié aux solutions énergétiques et technologies durables se déroulera du 12 au 15 avril 2018 à Bulle.

Stand «zéro carbone»
Invité d’honneur d’energissima, le smart living lab occupera une place de choix au cœur du salon qui se tiendra du 12 au 15 avril 2018 à Bulle. Son stand lèvera le voile sur ses domaines de recherche liés à l'architecture durable: le bien-être et les comportements, les technologies de la construction, les systèmes énergétiques, l'interaction et les processus de projets. Conçue sur près de 50m2, sa surface d’exposition se veut un clin d’œil au concept d’économie circulaire et s’inscrit dans un exemple de construction «zéro carbone». Visant à réduire son impact CO2, le smart living lab a ainsi construit la structure de son stand en valorisant le solde de panneaux en bois utilisés lors de la conception du NeighborHub, maison solaire vainqueur du Solar Decathlon 2017 à Denver. La lumière du stand est entièrement constituée de LED à faible consommation. De même, les transports de matériel et les déplacements du personnel seront optimisés pour réduire leur empreinte carbone.

Démonstrateurs de projets de recherche interactifs
Les chercheurs du smart living lab, qui réunit les compétences de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), de la Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg (HEIA-FR) et de l'Université de Fribourg (UNIFR), ont redoublé d’effort pour présenter leur travail sur le stand de manière interactive, à travers des démonstrateurs de projets de recherche interdisciplinaires. Parmi six propositions, découvrez notamment le jeu de plateau «Reste SEN», dans lequel chaque joueur est un maître d’ouvrage, qui doit engager les professionnels les plus compétents à faire face aux difficultés tout au long d’un chantier, ou, encore, le dispositif «Build – Unbuild – Repeat», qui permet au visiteur de démonter et remonter un système constructif dans toutes les configurations spatiales possibles, et, enfin, la maquette «CROWD ENERGY», qui montre la production, le stockage ainsi que l'échange d'énergie dans un quartier. Les groupes de recherches du smart living lab accompagneront le public dans la découverte de ces projets phares. Des fiches techniques sont aussi à disposition des intéressés pour en apprendre davantage sur les axes de recherche du centre, liés à l’efficacité énergétique et la digitalisation.

Parole aux concepteurs du NeighborHub
Fraîchement reconstruite sur le site de blueFACTORY et ouverte au public les 28 et 29 avril 2018, la maison solaire NeighborHub profite de la tribune offerte au smart living lab à energissima pour faire dialoguer ses concepteurs avec le public. Marilyne Andersen, professeure et doyenne de faculté à l’EPFL, présidente de la Commission scientifique du smart living lab, prendra la parole, le 12 avril 2018 à 17h, lors de la cérémonie d’inauguration officielle du salon. Dimanche 15 avril 2018, dans l’après-midi, découvrez la success story qui se cache derrière le NeighborHub lors d'une conférence publique intitulée «Le NeighborHub: la maison solaire suisse gagnante du US Solar Decathlon 2017», proposée par Anne-Claude Cosandey, directrice opérationnelle de l’EPFL Fribourg/smart living lab et Axelle Marchon, student manager en architecture, chargée de la valorisation du projet.

Site d'energissima

Le projet de bâtiment expérimental du smart living lab devant le Grand Conseil

Communiqué de l'Etat de Fribourg, le 16 mars 2018

Le projet de bâtiment expérimental du smart living lab - centre de recherche et développement dédié à l'habitat du futur -, fait l'objet d'un projet de message et décret à l'adresse du Grand Conseil pour une prochaine session. Au vu du rythme de croissance important de ce centre provisoirement hébergé dans la Halle Bleue, le projet a été redimensionné et le Conseil d'Etat a d'ores et déjà accepté un agrandissement de 1000 m2 de sa surface, et décidé une rallonge de 5 millions pour ce faire. L'enveloppe prévue passe ainsi de 20 à 25 millions de francs.

Le centre de recherche et développement dédié à l'habitat du futur, le smart living lab, est l'un des fers de lance du quartier d'innovation. C'est lui qui singularise blueFACTORY au sein du Swiss Innovation Park. Cette plateforme technologique réunit notamment les compétences de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL Fribourg), de la Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg (HEIA-FR) et de l'Université de Fribourg (UNI-FR).

Installé provisoirement dans la Halle Bleue de blueFACTORY en attendant la construction du bâtiment expérimental devant l'héberger, ce centre de référence national et international pour l'habitat du futur a connu un développement rapide. Sur proposition de la Direction du smart living lab et de ses partenaires académiques, le Conseil d'Etat a donc approuvé un agrandissement du projet de 1'000 m2 (+25%) du futur bâtiment, ceci afin de densifier son occupation et d'atteindre ainsi une capacité d'accueil de 130 collaborateurs (+45%).

Dans cette nouvelle version, le bâtiment offrira une surface brute de plancher de 5'000 m2 et pourra accueillir 130 chercheurs (50% EPFL ; 50% HEIA-FR et UNI-FR). Pour réaliser cette nouvelle mouture du projet, le Conseil d'Etat a donc accepté d'augmenter sa contribution de 5 millions de francs (La convention du 11 mars 2014 signée avec l'EPFL prévoyait un montant initial de 20 millions de francs).

C'est cette nouvelle mouture du bâtiment expérimental qui fait l'objet d'un projet de message et décret à destination du Grand Conseil.

Le smart living building - vision et projection
Ce bâtiment expérimental, appelé smart living building (SLB), permettra la mise en application de concepts et technologies développés au sein du SLL et sera observé et analysé en continu. Le caractère évolutif du bâtiment permettra son adaptation à de nouveaux besoins ou technologies, lui assurant ainsi la possibilité de rester en avance sur son temps. Les expérimentations développées pourront être initiées par les chercheurs du smart living lab, mais aussi par des institutions académiques partenaires ou des partenaires privés.

Dès le démarrage de sa construction prévue en 2020, le smart living building devra répondre aux objectifs intermédiaires de la société à 2000 watts fixés pour 2050, et donc avoir déjà 30 ans d'avance. Ces objectifs, liés à l'impact environnemental du bâtiment, devront être atteints sans péjorer le confort de l'utilisateur, ni la qualité architecturale de l'édifice.

Implantation du bâtiment sur le site blueFACTORY
Suite à la réorientation du site blueFACTORY de parc technologique vers un concept urbain de quartier d'innovation, un plan d'affectation cantonal (PAC) a été élaboré. En effet, ce quartier d'innovation présente une centralité et une fonction particulières dans le développement urbain de la Ville de Fribourg. Les travaux d'élaboration du PAC ont débuté en juin 2016 et la version définitive a été mise à l'enquête le 24 novembre 2017.

Un processus de construction original
La définition et la construction de ce bâtiment impliquent un jeu d'acteurs particulièrement original. Financé par l'Etat de Fribourg, il répond aux besoins des chercheurs de trois hautes écoles, alors que la maîtrise d'ouvrage est assurée par un acteur tiers, à savoir Bluefactory Fribourg-Freiburg SA. Pour intégrer tous les acteurs au moment opportun et répondre à ses ambitions exceptionnelles, le processus de conception du bâtiment a fait l'objet d'une réflexion approfondie. Les travaux relatifs à l'élaboration du projet ainsi que la réalisation seront soumis à la législation sur les marchés publics, ceci compte tenu de la source de financement (Etat de Fribourg) et des utilisateurs finaux (institutions académiques financées par des fonds publics).

Planification
Ce planning prévisionnel ne tient pas compte d'éventuels retards liés à des oppositions sur le PAC et le bâtiment.

Phase Délais
1. Mise à l'enquête et acceptation du PAC Nov. 2017 - mai 2018
2. Mandat d'étude parallèle Juin 2018 - mars 2019
3. Mandat d'étude du groupe de mandataires Avr. 2019 - oct. 2019
4. Mise à l'enquête et obtention du permis de construire Oct. 2019 - fév. 2020
5. Réalisation des travaux Nov. 2019 - juin 2022
6. Mise en exploitation Juil. 2022 - août 2022

 

Sobre, innovant, durable et emblématique, le bâtiment du smart living lab, deviendra le précurseur de l'habitat de demain. Situé au cœur de la ville de Fribourg dans un quartier d'innovation propice à l'éclosion de projets novateurs mais également au développement de partenariats et au transfert de savoirs, il sera un pôle de recherche interdisciplinaire, un centre d'excellence au rayonnement national et international.

Plus d'information / Vidéo

Le NeighborHub est de retour

Après son succès à la compétition internationale Solar Decathlon 2017 à Denver aux Etats-Unis, le NeighborHub reprend vie au smart living lab de Fribourg. La maison solaire suisse conçue par les étudiants et les professeurs de 4 hautes écoles (EPFL, HEIA-FR, HEAD et UNIFR) est en reconstruction sur le site de blueFACTORY. Le NeighborHub propose des alternatives qui suggèrent aux habitants d’un quartier d’adopter des gestes durables. Il ouvrira ses portes au grand public les 28 et 29 avril 2018 et des visites thématiques y seront organisées.

Pendant plus de 2 ans, 250 étudiants, dont 43 solar décathlètes présents à Denver, 150 encadrants des secteurs professionnel et académique et près de 50 partenaires auront participé au projet Swiss Living Challenge. Ils ont conçu la maison solaire NeighborHub, grande gagnante de la compétition universitaire d’habitat solaire Solar Decathlon 2017, avec 8 podium sur 10 compétitions, dont 6 médailles d’or.

Désormais, les 70 tonnes de matériel nécessaires à la reconstruction du NeighborHub sont de retour à Fribourg, après avoir traversé l’Atlantique dans douze containers. Le chantier a débuté mi-février et est assuré par certains encadrants et étudiants qui étaient à Denver. Il s’écoulera sur deux mois.

Idéalement situé dans le quartier d’innovation de blueFACTORY, à deux pas du smart living lab qui l’a fait naître, le prototype solaire se veut un lieu de rencontres et d’échanges, afin de faire converger les habitants d’un quartier et d’imaginer avec eux des solutions pour consommer moins et mieux. Le NeighborHub proposera des outils et des alternatives innovantes concernant sept leviers d’action: l’utilisation des énergies renouvelables, la mobilité, la gestion des eaux et des déchets, la nourriture, la biodiversité et le choix des matériaux. Les visiteurs pourront bénéficier de conseils, d’activités interactives et de conférences autour de ces thématiques, dès les portes ouvertes prévues les 28 et 29 avril 2018, puis sur demande.

Plus d’information et inscription aux visites

Embodied Carbon in Buildings: livre publié

Catherine De Wolf, chercheuse postdoctorale au Structural Xploration Lab, vient de co-éditer le livre "Embodied Carbon in Buildings | Measurement, Management, and Mitigation" (Springer, 2018), qui fournit une référence unique pour les impacts intrinsèques ("carbone gris") du cycle de vie entier des bâtiments. Le texte complet et convainquant, rédigé par plus de 50 experts invités du monde entier, constitue une ressource indispensable tant pour les nouveaux arrivants que pour les chercheurs, architectes et ingénieurs établis sur le terrain.

Le livre est divisé en quatre sections: l'évaluation, y compris une forte insistance sur l'analyse de l'incertitude, ainsi que des études de cas pratiques de bâtiments individuels et une comparaison des matériaux; la gestion, en se concentrant en particulier sur la perspective des concepteurs et des entrepreneurs; la réduction, qui identifie certaines stratégies de conception spécifiques ainsi que les défis; et enfin les approches globales, six chapitres qui décrivent en détail les manières dont les différentes régions du monde abordent la question.

Lire l'article associé "Pour une mesure précise de l'énergie grise des bâtiments"

Un pavillon nomade construit avec de vieux skis

Pourra-t-on demain faire de l’ingénierie à partir de matériaux récupérés? Pour tenter de répondre à cette question, des chercheurs ont utilisé plus de 200 skis usagés afin de construire un pavillon aisément remontable.

Y a-t-il une voie médiane entre développer un nouveau matériau et le recycler ? Le réutiliser ! La philosophie de ce projet un peu fou, développé au smart living lab de Fribourg, est de se pencher dans la benne à ordures et d’y trouver, qui sait, des réponses à la construction durable du futur. Dans cette optique les chercheurs ont rassemblé des centaines de skis usagés, dont ils ont utilisé les propriétés mécaniques, en l’état, pour construire un pavillon démontable.

«Quand on parle de technologie durable dans le bâtiment, on pense à l’isolation, à consommer moins d’énergie, aux matériaux, on parlera de recyclage ou de biodégradation, précise Corentin Fivet qui dirige le Laboratoire d’Xploration Structurale (SXL), mais recycler ça coûte cher et la biodégradation n’est pas toujours envisageable. L’autre option qui permettrait d’économiser de la matière et de dépenser moins d’énergie est la réutilisation des matériaux tels quels.»

Ce domaine, encore peu exploité, demande des recherches afin d’étudier sa faisabilité. Il peut être relié à d’autres courants comme la préfabrication ou l’architecture nomade, faite de systèmes porteurs censés pouvoir être démontés et remontés un certain nombre de fois. « Dans notre laboratoire, on s’intéresse particulièrement aux systèmes porteurs du bâtiment, qui composent la grande majorité des déchets produits, avec les fondations et la toiture.»

Elastic gridshell, une coquille en résille
Après avoir suivi quelques pistes moins fructueuses, comme une construction en cannes à pêche, qui outre leurs propriétés mécaniques posaient de vrais problèmes d’approvisionnement, le choix s’est porté sur les skis. Comme beaucoup d’autres équipements sportifs, les skis ont une haute valeur technologique. Pour Corentin Fivet :«même lorsqu’ils sont considérés comme déchets, ils restent le fruit d’améliorations techniques successives qui méritent une seconde vie».

Une partie de la recherche a été de s’assurer que le ski pouvait remplir son nouveau rôle structurel. Il devait être flexible dans une direction et rigide dans l’autre, tout en étant capable de résister aux charges appliquées et avoir un bon comportement dans le temps.

«On a testé tous les skis, descente, slalom, skis de fond, freeride, on les a positionnés à des places stratégiques du pavillon en fonction de leur comportement et on a découvert que le ski, doté d’un matériau high-tech, est presque plus adapté que le bois utilisé habituellement dans la construction de ce type de structure, explique Sofia Colabella.»

Sofia Colabella est une spécialiste des elastic gridshell, souples comme une résille métallique, ces treillis deviennent rigides comme une coque lorsqu’ils sont fixés. Le principe tient dans la disposition des éléments. Il s’agit d’une grille d’éléments que l’on organise dans deux directions et qui forment un réseau de rectangles très flexible. La grille est d’abord disposée à plat avant d’être courbée en rapprochant ses extrémités, tirant parti de la déformation élastique des modules. Une fois la courbure finale obtenue, cette géométrie est fixée avec d’autres éléments ponctuels placés en diagonale, elle gagne sa stabilité et sa grande rigidité de cette façon. Elle donne, en outre, la possibilité de couvrir une grande portée avec des petits éléments, sans outil complexe ni coffrage.

Le pavillon s’installera à Lyon cet été
210 skis auront été nécessaires à la réalisation de ce pavillon nomade, maintenus par quelque 300 boulons, dont moins d’une centaine, seulement, suffisent à son montage et démontage. Le projet sélectionné pour la Biennale de l’architecture de Lyon sera visible dès le mois de juin prochain. Les chercheurs espèrent pouvoir démonter et déplacer leur pavillon plusieurs fois pendant la manifestation, en différents lieux phares de la ville.

«Notre but n’est pas de construire de futurs bâtiments en skis, mais de montrer que l’on peut utiliser des éléments incontrôlés et incontrôlables, avec un niveau de confiance suffisant vis-à-vis de la sécurité et du comportement. C’est un exercice, un manifeste qui révèle que l’on peut faire des choses intéressantes dans ce domaine encore peu exploré», conclut Corentin Fivet.

Corentin Fivet (directeur de recherche), Sofia Colabella (conceptrice et chef de chantier), Bernardino D'Amico (consultant externe), Claude-Alain Jacot (construction), Jan Brütting (construction), Valeria Didonna (construction), Endrit Hoxha (analyse de cycle de vie)

http://sxl.epfl.ch

http://www.gridshell.it/

http://www.biennalearchitecturelyon.com/