Auberge de jeunesse
Le travail demandé était de se donner une forme aléatoire et d’en faire une auberge de jeunesse bioclimatique et esthétique.
Afin d’obtenir les tracés fédérateurs de mon projet, je me suis aidé de l’oeuvre de Wassily Kandinsky, Auf Weiss II de 1923. Sur la base des formes géométriques de son tableau, j’ai décalqué de manière arbitraire une série de traits. Puis avec du fil de cuivre, j’ai reproduit l’esquisse obtenue en 3D. En projetant de la lumière sur ce complexe métallique, j’ai dessiné sur une feuille trois fois son ombre portée. J’avais ainsi un nombre incalculable de traits sur ma feuille. Enfin, j’ai sélectionné quelques traits, qui par la suite m’ont permis de dresser un croquis abstrait de mon projet.
Wassily Kandinsky
Auf Weiss 2
1923
Avant de réfléchir à sa forme tridimensionnelle, il a fallu trouver un site pour l’implanter. J’ai choisi une ville californienne dans les montagnes : Twolumne County. En implantant mon auberge de jeunesse proche du Yosemite Parc, elle recevra assez de visiteurs et par son caractère écologique, elle se fondra correctement dans le paysage préservé naturellement. Par la suite, j’ai récupéré ses données météorologiques par SunEarthTools et Windfinder.
Pour m’aider dans mon travail, j’ai établi un graphique répertoriant les températures du site selon la période de l’année.
Température diurnes de Elisabeth Peak au cours de l'année
Température nocturnes de Elisabeth Peak au cours de l'année
J’ai aussi récolté les informations sur l’indice ulra-violet de la Californie au cours de l’année dans un tableau. Ces documents révèlent que Twolumne City a des hivers très frais, où les températures avoisinent les 0°C, et connaît des étés chauds au climat sec.
Une fois, après avoir établi un croquis définitif de la forme générale de mon projet, j’ai pu travailler sur l’articulation des différentes pièces. L’auberge devait contenir dans la consigne : un restaurant, une bibliothèque, des chambres et une permaculture.
La pièce de vie commune distribue chacun des volumes. Elle permet aux visiteurs de se retrouver afin d’échanger. Elle est une zone tampon entre le restaurant et les pièces plus calmes comme la chambre et la bibliothèque. Le restaurant dispose d’une terrasse permettant ainsi de profiter du paysage et de la permaculture. La partie logement contient 4 chambres et deux salles d’eau.
Les permacultures longent la pièce de vie commune et la bibliothèque. Elles permettent d’apporter l’humidité nécessaire en été, et contrecarrent le climat sec d’été. En remontant l’humidité au-delà de 80%, l’habitant sera dans des conditions climatiques agréables et recevra la sensation de fraicheur.
Les permacultures sont étagées afin que l’eau se déverse naturellement d’un étage à l’autre. L’eau de pluie est récupérée depuis les toits, puis stockées, et enfin traitée. Une partie sera utilisée pour les permacultures et une autre partie sera traitée une seconde fois et servira à l’utilisation sanitaire dans les salles d’eau des chambres.
Les chambres s’étendent sur deux étages. Le deuxième est accessible depuis la bibliothèque par un escalier et une passerelle en acier galvanisé. L’espace bibliothèque permettra à l’habitant de se divertir et de retrouver un moment studieux dans sa journée. Les chambres comportent 32 lits satisfaisant ainsi les 8 douches et les 24 places du restaurant.
En veillant à exposer le restaurant largement au soleil, la bibliothèque à l’Est et les chambres au Nord. J’ai naturellement disposé le bâtiment de cette manière :
Philippe Rahm, un architecte météorologiste français, préfère créer des régions très positives climatiquement que de tenter d’améliorer toutes les régions négatives. Ces régions positives devenant très émétrices ont ainsi une forte répercussion sur les régions plus négatives. Cette réflexion est résumable selon le schéma suivant :
Ainsi les régions plus négatives sont toujours présentes mais se ressentent moins.
Avec cette réflexion, j’ai donc choisi de créer un point chaud dans ma pièce de vie commune venant ainsi rayonner dans toutes les autres pièces.
Ce point chaud ne devait être actif que en Hiver donc j’ai du revoir toutes mes ouvertures afin qu’elles ne laissent pénétrer que le soleil d’Hiver. D’après les diagrammes de SunEarthTools, l’inclinaison zénithal du soleil pendant la période hivernal ne dépasse pas les 45° au Sud. J’ai donc prolongé les toitures donnant sur le Sud de 2,0m limitant ainsi les rayons au-delà de 45°. Pour l’Ouest et l’Est, l’inclinaison zénithal du soleil pendant la période hivernal ne dépasse pas les 60° donc j’ai fais de même pour les toitures donnant sur l’Ouest et l’Est en les prolongeant de 1,5m.
Lumière zénithal donnant sur le Sud
Lumière zénithal donnant sur l'Est et l'Ouest
En utilisant les données de Windfinder, on remarque que le vent provient principalement du Sud et du Sud-Ouest, donc j’ai ouvert môn bâtiment selon deux axes : le Sud-Ouest et le Sud.
J’ai créé de grandes ouvertures au niveau du restaurant et de la pièce commune puis en rendant la façade intérieure des logements perméables par de petites ouvertures, l’air est amené dans les chambres. Ainsi la circulation de l’air dans le bâtiment se fait de la façon suivante :
Circulation de l'air au RDC
Circulation de l'air au R+1
Afin d’obtenir un bâtiment avec une forte efficacité énergétique, le choix des matériaux a été crucial. Tous les matériaux mis en œuvre dans ce projet sont d’origine biosourcée et ont un bilan carbone très bas. La réflexion du choix des matériaux s’est fait selon l’orientation du bâtiment. Au nord, il fallait des parois à forte résistance thermique. Au Sud, à l’Ouest, et à l’Est, il fallait des murs capables de stocker la chaleur de l’été pour la retransmettre en hiver, c’est-à-dire à forte inertie thermique.
Murs à fortes inerties thermiques
Murs à fortes résistances thermiques
Choix des matériaux pour les parois
J’ai choisi de faire mon bâtiment avec une structure bois, dans laquelle je viens couler à l’intérieur de l’ossature bois une épaisseur de 28cm de béton de chanvre. L’avantage du béton de chanvre est qu’il est respirant et est un très bon isolant thermique et phonique. Tous les murs ont cette même base, puis selon l’orientation, c’est l’enveloppe qui change. Ils font tous 50cm d’épaisseur.
Les murs coloriés en orange sont recouverts d’un bardage bois augmentant la résistance thermique des murs en réduisant les ponts thermiques notamment grâce à sa lame d’air. La résistance thermique du mur s’élève à 9,2 m².K/W. Le bois utilisé est celui de la région : le séquoia. La superposition des couches est la suivante :
Les murs coloriés en bleus sont recouverts d’un parement pierre de 6cm permettant la forte inertie thermique. En hiver, les pierres transmettront la chaleur qu’elles ont stockés pendant l’été. Et à l’inverse en été, elles transmettront leur froideur accumulée pendant l’hiver froid. La pierre utilisée est du granité qui est régionale. La façade intérieure des logements est aussi habillé du même revêtement afin de récupérer la chaleur du point chaud pour la conduire dans les chambres. La résistance thermique du mur est de : 7,5 m².K/W. La superposition des couches est la suivante :
Les trois toitures sont recouvertes de bacs aciers.
La méthode de calcul thermique suivante a été développée par Catalina en 2014 permettant de prédire avec moins de 20% d’erreur relative le besoin général de chaleur pour un volume donné. On définit Qls, le coefficient de demande de chaleur du bâtiment, il s’exprime en kWh/m3. L’objectif est de l’avoir le plus faible possible.
J’ai marqué chaque paroi d’un numéro suivi de sa surface générale et de la surface de ses ouvertures en bleu. Puis selon l’orientation, des coefficients s’appliquent.
Toutes les informations sont stockées dans un tableur.
L’étude prend aussi en compte l’emplacement du bâtiment avec ses conditions météorologiques.
Mon facteur QLS obtenu est de 33,8 kWh/m3, ce qui est très bon car s’avoisinant de 0.