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GDF Suez Tower: une “vitrine” technologique du (grand) bâtiment basse consommation

Il est parfois étrange de constater à quel point la vie peut être pleine de surprises. Récemment, GDF Suez a emménagé dans un immeuble flambant neuf à proximité de la Gare du Nord, à Bruxelles. Rien de transcendant en soi, si ce n'est que cet immeuble avait été à l'origine conçu par Technum-Tractebel Engineering pour la Banque Fortis, qui comptait s'y établir. L'interruption du projet, à la suite du rachat par BNP Paribas, offrait alors une belle opportunité à GDF Suez, qui était à la recherche d'une nouvelle base depuis un bon moment. Cerise sur le gâteau : le bâtiment étant encore en construction, les adaptations nécessaires pouvaient être effectuées afin d'en faire une vitrine des connaissances du groupe, en transformant les lieux en petit bijou d'efficience énergétique.

Il y a quelques années, Fortis Real Estate libérait les fonds nécessaires à la construction d'un nouvel immeuble de bureaux pour Fortis Banque. Dès le départ, l'objectif était de bâtir un immeuble économe en énergie. Le choix du bureau d'architecture Jaspers & Eyers avait ainsi été fortement dicté par leurs connaissances pointues en la matière tandis que Technum-Tractebel Engineering était désigné pour la conception des installations techniques. Las, la crise financière est entretemps passée par là, avec le résultat que l'on connaît: la revente de Fortis Banque à BNP Paribas et la "mutation" de Fortis Real Estate en AG Real Estate. Et un solide dommage collatéral potentiel, AG Real Estate se retrouvant avec un projet de 75.000 m2 sans plus de "locataire" et pour lesquels les candidats potentiels ne sont pas légion. Heureusement, le groupe, auquel appartient précisément Technum-Tractebel Engineering, GDF Suez, était à ce moment précis à la recherche d'un immeuble de bureaux pour centraliser ses seize implantations à Bruxelles. L'immeuble des AG correspondant parfaitement aux desiderata du groupe en termes de situation et de superficie, l'occasion fut saisie. La seule condition: améliorer le projet en cours de construction afin d'en faire une vitrine de l'expertise du groupe en matière d'efficience énergétique. Et comme AG Real Estate était disposé à consacrer 5 millions € supplémentaires à cette fin, l'affaire fut conclue.

Géothermie: l'ajout majeur

Dans l'intervalle, une des deux tours a été terminée mais le bâtiment promet aujourd'hui d'être à la hauteur de ses ambitions durables. Les " GDF Suez Towers " seront l'un des premiers immeubles tertiaires de Belgique à obtenir simultanément les certifications HQE (High Quality Environmental Standard) et BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), aussi bien au niveau de la conception, de la construction que de l'exploitation de l'immeuble. Sur le plan énergétique, les deux ailes du bâtiment pouvaient déjà se prévaloir d'un score plus qu'honorable : si la première tour reste sous le seuil d'E90 de la norme PEB, la deuxième atteint E61, grâce à l'optimalisation énergétique. Jan Liefooghe, chef de projet Techniques de Technum-Tractebel Engineering : " L'impact environnemental est essentiellement jugulé par l'optimalisation de la conception, l'installation de techniques efficientes en énergie, l'utilisation d'énergies renouvelables et le pilotage des installations par un système de monitoring des performances énergétiques et de la consommation de pointe. Le projet de base du système CVC repose sur une simulation thermodynamique du bâtiment. Par ce biais, les profils des besoins en chaleur et en refroidissement des deux tours peuvent être calculés et l'excellente isolation thermique des murs et du toit, ainsi que des prestations thermiques et solaires du triple vitrage peuvent être mis à profit de manière optimale. Les besoins en apport calorifique et en refroidissement étant relativement similaires (ndlr: 3GWh en chaud et 2,4 GWh en froid), nous disposions d'un équilibre annuel idéal pour l'aménagement des puits de stockage énergétique, par l'intermédiaire d'une installation géothermique peu profonde. Il s'agit d'ailleurs précisément de la modification la plus importante que nous avons opérée au concept originel. Toutefois, il ne s'agissait pas de l'intervention la plus évidente, au regard de l'espace restreint dont nous disposions. Nous avons eu la chance que la construction de la deuxième tour n'avait pas encore été initiée, ce qui nous a permis de mettre cette superficie à profit pour l'aménagement des puits géothermiques. Au total, nous avons ainsi foré 180 puits d'une profondeur de 86 m, un forage plus profond ne se justifiant pas d'un point de vue économique, compte tenu de la densité du sous-sol en profondeur. L'installation géothermique sera raccordée, via l'échangeur de chaleur, aux chaudières à condensation à faible émission de NOx et aux systèmes de refroidissement à très haut rendement. Les pompes à chaleur et les échangeurs de chaleur enterrés pour le " free chilling " permettront de satisfaire à plus de la moitié des besoins en chaleur et en refroidissement. L'investissement supplémentaire de 1,2 million d'euros sera amorti en une douzaine d'années. "

L'énergie solaire

Environ un tiers du budget supplémentaire consacré à l'efficience énergétique a été alloué à l'installation de panneaux solaires photovoltaïques polycristallins d'une superficie de 800 m2. Installation privée la plus étendue de Bruxelles, elle représente une production énergétique verte annuelle d'environ 100 MWh. Bernard Gilliot, CEO de Technum-Tractebel Enginering: " Cela permet de réaliser une économie annuelle de 250 MWh sur les besoins en énergie primaire. De prime abord, ce chiffre n'a rien d'impressionnant: concrètement, cela représente quelque 3 % de l'énergie totale. Néanmoins, dans le chef de GDF Suez, l'important était surtout de se doter de la quintessence technologique en matière de durabilité. Consentir des investissements en énergie solaire relevait par conséquent de l'évidence. "En effet, dans le cadre de ce projet-vitrine, ce terrain, où nous avons acquis de grandes connaissances, ne pouvait pas faire défaut".

Équipements extrêmement économes en énergie

Enfin, plus d'un million d'euros a été consacré à l'optimalisation des équipements. Nous faisons ici notamment allusion aux systèmes de climatisation, qui ont été équipés de dispositifs de récupération de chaleur à très haut rendement, de ventilateurs économes en énergie et de régulateurs de fréquence à différentes vitesses de rotation. Ce faisant, la production d'air frais est automatiquement adaptée au nombre de personnes se trouvant dans les différents espaces du bâtiment (comme les salles de réunion et les centres de conférence). Jan Liefooghe: " Nous avons également accordé une attention accrue à l'éclairage, étant donné que ce poste représente plus de 25 % de la consommation électrique totale d'un bâtiment. Ainsi, après une étude approfondie des besoins en fonction du taux d'occupation, nous avons préféré aux sources lumineuses conventionnelles une combinaison de lampes fluorescentes à haut rendement et un système d'éclairage PL et DEL. Par ailleurs, l'éclairage est activé et désactivé par l'intermédiaire de détecteurs et régulé par des modulateurs qui adaptent automatiquement l'intensité lumineuse en fonction de la lumière naturelle présente. Les sept ascenseurs de chaque tour sont pilotés par un système intelligent, basé sur l'étage de destination encodé, permettant ainsi des arrêts moins fréquents et des temps de trajet réduits pour les utilisateurs. De plus, les moteurs des ascenseurs sont équipés de systèmes de récupération d'énergie : lorsque le poids de la cabine, déterminé par le nombre d'utilisateurs, actionne le moteur, celui-ci se transforme en alternateur qui injecte l'énergie générée sous la forme de courant alternatif dans le réseau d'électricité du bâtiment. Nous estimons l'économie d'énergie réalisée à 12.000 kWh par ascenseur et par an, comparativement aux systèmes d'ascenseurs traditionnels. "

Trois fois mieux...

Au total, à travers ces différentes mesures, GDF Suez estime pouvoir atteindre une consommation énergétique primaire trois fois inférieure aux immeubles de bureaux traditionnels climatisés en Belgique: 95 kWhep/m2 par an, ce qui correspond à une économie annuelle de 2.078 tonnes de CO2 en comparaison à la consommation originelle des 16 immeubles de bureaux que le groupe GDF Suez laisse derrière lui. Afin de s'assurer que ces tours atteignent cet objectif (et afin de pouvoir intervenir rapidement en cas de performance inférieure), Technum Tractebel Engineering met également en oeuvre un système de monitoring avancé, qui établit les mesures de la consommation énergétique pour effectuer des analyses détaillées par poste.

De l'épure à la performance

Avec ses 95 kWhep/m2/an, les GDF Suez Tower établissent une nouvelle référence en Belgique pour un immeuble de cette taille: 75.000 m2! Trois niveaux de mesures ont permis d'améliorer le projet initialement mis en oeuvre et d'atteindre ce niveau de performance. Le tout pour un sur-investissement de 5 millions € par rapport au projet initial. Rapide tour d'horizon.

La géothermie, l'incontournable des bâtiments basse consommation!

Geothermie_FR_SmallOutre l'étanchéité à l'air renforcée et le triple vitrage à contrôle solaire qui limitent les besoins en chaleur et refroidissement du bâtiment, les 180 pieux géothermiques installés sous la dalle de la seconde tour en construction fourniront 50% de la demande totale des deux tours (2,7 GWh pour une demande de 5,4 GWh). Cette production renouvelable permettra ainsi de réduire de 22% la consommation en énergie primaire pour l'ensemble du bâtiment et de 27% les émissions CO2. Le "sur-investissement" de 1,2 million € sera amorti en 12 ans, sans tenir compte ni de la croissance des prix de l'énergie, ni des subsides possibles. Cela démontre l'intérêt de la technique, d'autant plus qu'elle est appelée à se démocratiser. Les résultats seraient encore meilleurs si des pieux géothermiques avaient pu être installés lors de la construction de la première tour.

Climatisation et ventilation à haut rendement

Climatisation_FR_SmallUn tiers du budget a été consacré à l'optimalisation des équipements HVAC. La centrale de traitement d'air est ainsi équipée de variateurs de vitesse et de récupérateurs de chaleur à haut rendement (60%). Mais c'est surtout le groupe de refroidissement qui s'illustre dans ce projet avec une machine frigorifique équipée de turbocompresseurs à haut rendement. Encore peu répandue, cette technologie de compresseurs centrifuges à double turbine et vitesse variable offre des rendements inégalés. Avec des COP allant de 6 à pleine charge et jusqu'à 12 en charge partielle, ce qui représente la majeure partie de fonctionnement d'un groupe de refroidissement, les économies d'énergie sont substantielles. Elles avoisineraient les 50% par rapport à un groupe conventionnel. Ajoutons que l'installation sera équipée d'un double condenseur et fonctionnera comme thermopompe pour récupérer la chaleur perdue afin d'alimenter le circuit de chauffage.

Eclairage et ascenseurs intelligents

Energie_maitrisee_FR_SmallUne combinaison de lampes fluocompactes PL et de LED assure un éclairage économe en énergie, mais des détecteurs de présence et une régulation diurne complètent le dispositif. Les ascenseurs font aussi appel à un "pilotage" intelligent permettant d'optimiser les trajets tandis que les moteurs qui les équipent sont équipés d'un alternateur qui régénère l'énergie produite lors du freinage ou des descentes à charge importante pour l'injecter dans le réseau électrique du bâtiment. Sur le plan électrique, on signalera aussi l'installation photovoltaïque de 800 m2 qui pourvoira à 3% des besoins en énergie du bâtiment.


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