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Construire des hôpitaux bioclimatiques sous toutes les latitudes

Crédit: Agence Michel Beauvais & associés
Crédit: Agence Michel Beauvais & associés

PARIS, 8 février 2021 (TecHopital) - Michel Beauvais, architecte, et Frédéric Frusta, ingénieur, ont partagé, lors d'une conférence en ligne organisée le 2 février par l'association des Ingénieurs hospitaliers de France (IHF), leurs expériences dans la conception et la réalisation d'hôpitaux bioclimatiques intégrant le développement durable dans leur architecture.

"La conception hospitalière est complexe, elle est lourde et demande une grande complicité entre ingénieurs et architectes", ont expliqué Michel Beauvais, architecte et fondateur du cabinet Michel Beauvais et associés et Frédéric Frusta, ingénieur et PDG du cabinet d'étude Oasiis.

"Cette démarche sur le développement durable est toujours une démarche très volontariste", ont-ils ajouté en introduction du webinaire IHF.

CHU d'Abomey-Calavi (Bénin)

Crédit: Micehl Beauvais Associés

Au Bénin, le gouvernement a confié à l'agence Michel Beauvais associés la conception du CHU d'Abomey-Calavi, situé dans l'agglomération de Cotonou. Ce CHU de "référence" est actuellement au stade de l'avant-projet détaillé. Sa livraison est prévue à partir de fin 2023.

"Dans un pays en voie de développement, il faut adapter nos réflexes de concepteurs en trouvant des solutions simples, pérennes et économiques afin d'assurer une maintenance facile tout en favorisant l'insertion sociale localement", a fait remarquer Michel Beauvais.

Le site de 15 hectares accueillera donc un bâtiment de 40.856 m² de surface dans œuvre (SDO), avec un total de 434 lits.

Crédit: Oasiis
"Nous avons examiné s'il était possible d'exploiter les régimes de vent sur site. Pour ce faire, nous avons modélisé les régimes aérauliques impactant les bâtiments, l'idée étant de vérifier si l'exploitation des vents dominants permet de procéder à la ventilation naturelle de certains locaux, afin d'apporter un confort thermique sans traitement actif", a expliqué Frédéric Frusta.

Résultat, la configuration du terrain et la morphologie du bâtiment font que l'exploitation aéraulique du site n'est pas très favorable. Mais le recours à la ventilation naturelle est possible en laissant pénétrer les vents dans les patios. Cette solution de ventilation naturelle peut être renforcée par des brasseurs d'air.

Le CHU prévoit des "zones climatisées", dotées de système de conditionnement d'air; des "zones rafraîchies" telles que les consultations, les salles de soins, les postes de surveillance, etc., où la température sera maintenue à 26°C. Et des "zones ventilées", telles que les chambres d'hébergement standard où le confort sera assuré par la maîtrise des surchauffes obtenue grâce à l'architecture bioclimatique.

"Le principal potentiel renouvelable du site est sans conteste le rayonnement solaire", assure le directeur du cabinet d'ingénierie Oasiis. De plus, l'énergie électrique est très chère car le Bénin ne produit pas son électricité mais l'achète aux pays voisins. Les bâtiments hospitaliers disposeront d'environ 16.000 m² de surfaces exposées entre 90% et 100% du temps au rayonnement solaire direct, autorisant une production photo-électrique d'environ 260 kWh/m² par an, ce qui permettra de couvrir entre 70% et 80% des consommations annuelles prévisionnelles du CHU.

Le traitement des eaux usées étant un vrai problème sur le territoire, "nous avons proposé un système de phyto-épuration" dont l'implantation a été rendue possible grâce à une réserve foncière suffisante. Ce système de "filtres plantés à travers des roseaux locaux" a été associé à une zone de rejet végétalisée (ZRV) qui "complète le traitement et affine la qualité de l'eau".

"Nous avons essayé de proposer des techniques les plus simples possibles pour assurer une maintenance la plus simple possible", a précisé Michel Beauvais.

Le CH gérontologique du Raizet (Guadeloupe)

Crédit: Oasiis
Le centre hospitalier (CH) gérontologique du Raizet (Guadeloupe) est une opération originale et "exigeante" en matière d'accompagnement vers la transition énergétique. L'idée de ce projet est de "maximiser l'utilisation des ressources naturelles locales que sont le soleil, le vent et l'eau, puisqu'il y a beaucoup d'eau en Guadeloupe", a expliqué Frédéric Frusta.

Avec une architecture bioclimatique, un système de protection solaire a été installé sur la toiture. La ressource solaire est exploitée à travers une climatisation solaire, véritable innovation technologique, mais aussi diverses stations de production d'eau chaude sanitaire solaire.

Crédit: Oasiis
Cette climatisation solaire est basée sur 924 m² de capteurs solaires tubulaires sous vide regroupés sur les toitures des bâtiments de la zone logistique, permettant de produire une eau chaude à plus de 88°C.

Cette eau chaude alimente ensuite soit directement, soit au travers d'un stockage de 30 m3, quatre machines à absorption d'une puissance totale de 420 MW frigorifiques.

L'objectif de ce dispositif est de couvrir environ 25% des besoins frigorifiques annuels du site, correspondant à une consommation électrique de plus de 270 MWh, permettant ainsi d'éviter l'émission de 210 tonnes équivalent CO2).

De plus des unités de production d'eau chaude sanitaire ont été installées sur chaque maisonnée, permettant ainsi de couvrir plus de 60% des besoins d'eau chaude sanitaire du site.

Crédit: Oasiis
Un dispositif de rafraîchissement de bâtiments sans production de froid a été mis en place. Il s'agit d'une ventilation mécanique assistée naturellement, exploitant les alizés et qui assure le confort hygrothermique des occupants du bâtiment. Une étude aéraulique complexe a permis de positionner judicieusement les entrées d'air sur les pignons des maisonnées.

En ce qui concerne la climatisation solaire, "elle reste compliquée" à mettre en œuvre, a indiqué Frédéric Frusta.

Le CHT de Nouméa (Nouvelle-Calédonie)

Crédit: Oasiis
Le centre hospitalier territorial (CHT) de Nouméa en Nouvelle-Calédonie, associé à l'institut Pasteur et à un centre de cancérologie couvrant une surface de 88.000 m² SDO, a été livré en 2016.

"Là aussi, une architecture bioclimatique a été prévue, en favorisant une reconquête de la mangrove et une exploitation de la ressource solaire. Il s'agit du premier bâtiment tertiaire qui a été certifié haute qualité environnementale (HQE) en Nouvelle-Calédonie", a souligné Michel Beauvais.

La Nouvelle-Calédonie étant soumise à un régime général d'alizés, ces vents sont exploités pour une ventilation naturelle des bâtiments. Ainsi le bâtiment a été repositionné pour être dans l'axe des alizés.

Toutes les façades d'hébergement ont vue sur le lagon. Les coursives extérieures sont protégées par des systèmes de protection solaire et décalées par rapport aux fenêtres de chambres pour conserver la vue sur le lagon.

"Mais l'exploitation et la maintenance de ce bâtiment a été au départ un peu compliquée", a concédé Michel Beauvais.

gdl/nc

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