Bâtiment de l’Institut à Stuttgart

Façade énergétique en noir

Elle protège efficacement contre le vent et les intempéries, tout en laissant pénétrer la lumière et offrant une vue panoramique, et confère un aspect particulier au bâtiment: la construction du bâtiment de l’institut du Centre de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène du Bade-Wurtemberg est un bon exemple qui montre comment parachever une façade avec des détails raffinés.

Les montagnes suisses sont une aubaine pour la production d’énergie renouvelable, par exemple à partir de l’énergie hydraulique ou éolienne. La nouvelle loi sur l’énergie (LEne), entrée en vigueur le 1er janvier 2018, réglemente la production, la distribution et l’utilisation économiques, écologiques, économiques et rationnelles de l’énergie, en mettant l’accent sur les sources d’énergie renouvelables et la suppression progressive de l’énergie nucléaire. À partir de 2020, l’intégralité des bâtiments non résidentiels dans l’UE doivent correspondre au standard de construction de bâtiments à très faible consommation d’énergie. Le chauffage, l’eau chaude, la ventilation et le refroidissement ne doivent alors plus nécessiter d’énergie supplémentaire.

Pour les architectes et les maîtres d’œuvre, il s’agit là d’un défi qui peut uniquement être relevé en reliant judicieusement la technique du bâtiment intelligente et une architecture de qualité. Le photovoltaïque s’est désormais imposé comme standard pour les nouvelles constructions. En revanche, on ne voit que très rarement les «Building-Integrated Photovoltaics» (BIPV, le photovoltaïque intégré au bâtiment). Et ce à tort, parce que des technologies telles que le BIPV de façade remplacent pratiquement la façade normale de type rideau (en verre), mais assurent également la production d’énergie électrique.

Flexibilité et vitalité
Les chercheurs du Centre de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène du Bade-Wurtemberg (ZSW) de Stuttgart travaillent avec succès au développement de nouvelles technologies photovoltaïques, en particulier les modules à couche mince à base de cuivre, indium, gallium et sélénium (CIGS), qui, du fait de leur conception, sont idéales pour une utilisation en façade. Le nouveau bâtiment de l’Institut ZSW à Stuttgart réunit depuis peu sous un même toit les départements Sources d’énergies et procédés renouvelables, Recherche sur les matériaux, Analyse de systèmes et Applications des systèmes modulaires.

L’objectif du maître d’ouvrage était de favoriser une communication efficace et vivante entre les 110 employés, jusqu’à présent répartis sur différents sites. Lancé en 2010, le concours devait donner naissance à un concept adapté, mais deux projets de grande qualité, très différents l’un de l’autre, ont rendu nécessaire une deuxième phase de concours. Le bureau d’architecture danois Henning Larsen Architects a finalement remporté le contrat en 2012.

Un projet imprégné d’une démocratie de base
Dans un premier temps, les architectes ont attribué à chaque domaine spécifique sa taille. Chacun d’eux étant organisé et relié de manière à créer autant de chevauchements structurels que possible, c’est-à-dire des interfaces organisationnelles ainsi que des lieux de rencontre permettant l’échange d’idées. Les halls vitrés et les atriums couverts assurent entre collaborateurs des échanges internes supplémentaires au sein du ministère. «Andreas Schulte, chef de projet, explique: « Nous avons investi beaucoup de temps pour impliquer les collaborateurs, et nous avons discuté de différents concepts de bureau avec les départements spécialisés, du bureau cellulaire au bureau ouvert – au point d’aller visiter plusieurs immeubles de bureaux à Stuttgart pour avoir une idée des différents concepts de bureaux.» Un des départements a opté pour des structures modernes et plus ouvertes comme le bureau paysager. En équipant tous les bureaux de murs non-portants, les planificateurs se sont cependant accordé une certaine marge de manœuvre, laissant ainsi la porte ouverte à d’éventuelles transformations ultérieures.

Plus qu’une simple façade
Initialement, le projet prévoyait une grande façade en pierre naturelle claire. Ceci a fait l’objet d’un dialogue approfondi entre l’architecte et le maître d’ouvrage lors duquel ces derniers ont convenu que la façade devait refléter ce qui faisait l’objet de recherches à l’intérieur. Ainsi, une grande partie de la façade a été équipée de modules photovoltaïques à couche mince, développés par le ZSW en collaboration avec des partenaires industriels. Contrairement aux modules PV en silicium conventionnels, leur structure cellulaire est à peine visible, créant ainsi une surface vitrée optiquement homogène qui offre des possibilités de conception similaires aux façades en verre. Les modules PV sont intégrés dans le revêtement en aluminium anodisé, d’une surface d’environ 170 m² et d’une puissance nominale d’environ 27 kW. L’installation photovoltaïque sur le toit partiellement végétalisé se compose de 230 modules solaires CIGS horizontaux et dispose d’une puissance d’environ 20 kW. Le concept énergétique du bâtiment ZSW comprend également 32 sondes géothermiques avec pompe à chaleur. Environ la moitié de l’énergie thermique nécessaire au fonctionnement est ainsi produite à partir de sources renouvelables. Les atriums internes sont ventilés et aérés naturellement.

Avec la construction de l’Institut du ZSW, le bureau d’architecture Henning Larsen Architects a construit un bâtiment qui allie technologie moderne et architecture de haute qualité. Un autre aspect avantageux pour les chercheurs du ZSW est le fait de pouvoir tester leurs derniers développements directement sur le bâtiment, car les modules solaires peuvent être remplacés individuellement. En termes de Corporate Architecture, on ne peut vraiment pas en demander plus.

Adreas Schulte, responsable de projet chez Henning Larsen Architects de les éléments photovoltaïques:
«Le photovoltaïque à partir de modules en couche mince fait partie intégrante de la façade. La façade est un prototype dans lequelles modules individuels sont interchangeables. L’idée est que les employés du ZSW aient la possibilité de tester les nouveaux développements directement sur la façade de leur bâtiment de bureau.»
Développeur: ZSW.


Le Centre de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène du Bade-Wurtemberg (ZSW) est l’un des principaux instituts de recherche appliquée dans les domaines du photovoltaïque, des combustibles renouvelables, de la technologie des batteries et des piles à combustible ainsi que de l’analyse des systèmes énergétiques. Les trois sites ZSW de Stuttgart, Ulm et Widderstall emploient actuellement environ 230 scientifiques, ingénieurs et techniciens. En outre, il y a 90 assistants scientifiques et étudiants. La ZSW est membre de l’Alliance d’Innovation Baden-Wurtemberg (innBW), une association de 13 instituts de recherche non universitaires à vocation économique.



Texte: Thomas Geuder

première publication: Magazine de la Documentation suisse du bâtiment 2019 – 4