Le pavillon horticole écoresponsable de l’ITA

Six différents modèles de murs verts, trois types de toits végétalisés, deux jardins de pluie… Bienvenue dans l’univers expérimental et démonstratif du pavillon horticole écoresponsable de l’Institut de technologie agroalimentaire (ITA) à Saint-Hyacinthe. Un bâtiment dont le design repose sur l’utilisation des ressources bioclimatiques, mais qui s’articule avant tout sur l’intégration de végétaux en tant que composantes actives du système constructif. 

À telle enseigne que cette réalisation portée par le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, et achevée au printemps 2012, se positionne aujourd’hui à l’avant-garde de la construction écologique en sol québécois. Même qu’elle est en attente de l’obtention de la certification LEED-NC, niveau Platine, du Conseil du bâtiment durable du Canada. Rien de moins. 

« L’idée, c’était de nous doter d’un bâtiment qui puisse faire la démonstration des bienfaits de l’horticulture ornementale sur l’environnement ainsi que sur la santé et le bien-être des gens. Parce qu’elle permet de gérer les eaux pluviales, de résoudre des problématiques de surplus de chaleur en milieu urbain, de conserver la biodiversité et d’améliorer la qualité de l’air dans un bâtiment », dit l’initiateur du projet, Claude Vallée, professeur et coordonnateur en innovation technologique en horticulture au campus de l’ITA. 

Celui qui a piloté le projet pour l’ITA, à partir de 2009, note qu’il était convenu dès le début de construire le nouveau pavillon dans une perspective durable. D’autant plus que son implantation dans le jardin pédagogique Daniel A. Séguin, en face de l’édifice principal de l’Institut, rue Sicotte, se devait d’être la moins invasive possible. 

C’est pourquoi le projet fera l’objet d’une véritable conception intégrée visant l’atteinte de deux cibles ultimes : intégrer les végétaux en tant que composantes actives du bâtiment et assurer leur épanouissement optimal (besoins importants en lumière naturelle et en eau), tout en limitant la consommation des ressources. Le tout en s’inspirant des objectifs Net zero energy et Net zero water du Living Building Challenge. 

Le point de départ : trois charrettes supervisées par le Groupe de recherche en ambiance physique de l’Université Laval, le GRAP. Portant sur l’intégration du pavillon sur le site – exploitation optimale des microclimats et facteurs environnants existants –, sur la matérialité du bâtiment et sur les systèmes actifs à l’intérieur de cette construction, elles donneront le ton à un design pour le moins singulier. 

C’est ainsi que le pavillon de quelque 13 000 pieds carrés, à la fois lieu d’enseignement de l’ITA et pavillon d’accueil du jardin Daniel A. Séguin, a notamment été déconstruit autour de trois arbres. Patrick Vincent, associé chez ONICO Architecture, explique : « Trois arbres matures se trouvaient dans le secteur du jardin que l’on avait identifié pour l’implantation du bâtiment, soit celui où ça ferait le moins mal pour ainsi dire. 

« L’idée, poursuit-il, était de les conserver et de s’en servir pour occulter les gains solaires en été. Nous avons donc fait un décroché dans le bâtiment, une zone étroite qui est devenue une aire de transition entièrement fenêtrée entre deux volumes. Un côté public et un autre dédié à l’enseignement. » 

Un autre défi de taille résidait dans l’obligation d’implanter un programme où toutes les fonctions se retrouvaient sur un seul niveau, tout en réduisant au maximum l’empreinte volumétrique du bâtiment pour éviter de gruger de l’espace dans le jardin. Une contrainte que les concepteurs ont surmontée avec un jeu de paliers créatif dans le bâtiment. 

« De la rue, précise Patrick Vincent, il faut monter une demi-dizaine de marches pour arriver au niveau de l’entrée. Après ça, il y a une mezzanine et on redescend une dizaine de marches pour se retrouver à environ quatre pieds dans le sol, au niveau des racines des arbres. La mezzanine étant plus au niveau du feuillage, cet agencement nous a permis de disposer des fonctions l’une en dessous de l’autre. » 

Intégration végétale

L’horticulture ornementale étant placée au cœur du projet, le concept a évidemment fait la part belle au recours aux matériaux vivants que sont les végétaux. Des murs verts ainsi sont installés à l’extérieur du bâtiment pour agir comme isolants thermique et acoustique, réduire les îlots de chaleur, absorber les eaux de pluies, favoriser la biodiversité, capter la poussière et assainir l’air. 

D’autres murs végétaux sont intégrés à l’intérieur du bâtiment. En plus d’y créer un effet apaisant, ils servent à la préhumidification de l’air, à l'absorption des polluants en suspension et à  l’atténuation de la réverbération du son. 

Le pavillon est également surmonté d’un toit vert sur la presque totalité de sa surface avec trois différents types de systèmes végétalisés. Accessible au public, il agit lui aussi comme un isolant thermique et acoustique, diminue les îlots de chaleur, absorbe les eaux de pluie, épure l’air et réduit l’impact au sol du bâtiment. 

Les eaux pluviales recueillies au toit, notons-le, sont filtrées et acheminées vers un bassin de stockage de 2 000 gallons situé au sous-sol du pavillon. Elles sont ensuite redirigées vers les murs végétaux et vers des bassins sur la toiture où la boucle est bouclée. Une partie du surplus au toit sert aussi à alimenter des jardins de pluie. 

Autre intégration d’une matière végétale : le bois. Ce matériau constitue environ 30 % d’une structure hybride du bâtiment – composée d’acier pour le reste, en plus d’être utilisé pour les plafonds, les planchers et les revêtements muraux. 

« Notre nouveau pavillon est un laboratoire pédagogique, un lieu d’expérimentation et une vitrine d’éducation populaire sur les phytotechnologies, dit Claude Vallée. Et il démontre que les végétaux, ce n’est pas seulement pour faire beau, mais qu’ils ont leur place aussi dans l’écologisation du bâtiment. Car ils contribuent activement à l’optimisation de sa performance. » 

Un bâtiment, soulignons-le, dont la consommation énergie est réduite de 67,7 % par rapport à la référence du Code modèle national de l’énergie pour les bâtiments. Une diminution qui se situe à 45 % dans le cas de la consommation d’eau potable, en comparaison d’un immeuble standard comparable, une économie annuelle de 532 896 litres. 

Solutions particulières

Si le pavillon horticole de l’ITA affiche un si haut niveau de performance environnemental, en plus d’offrir à ses usagers un milieu de vie à la fois sain et confortable, c’est parce que son design repose sur l’application de stratégies permettant de tirer profit des ressources climatiques environnantes : énergie solaire passive, lumière du jour, ventilation naturelle… 

Parmi les solutions particulières préconisées, soulignons un système géothermique qui alimente une dalle radiante dans laquelle circule un liquide à basse température. Il fait appel à 46 pieux structuraux  descendus à une profondeur de 50 pieds chacun au périmètre du bâtiment et trois puits à l’extérieur forés à 600 pieds, le tout couplé à deux thermopompes d’une capacité de 120 000 Btu/h chacune. Elles sont dimensionnées pour couvrir la totalité de la charge de pointe en climatisation et 70 % de la charge maximale en chauffage. Deux chaudières au gaz haute performance fournissent le surplus d’énergie lorsque cela est nécessaire. 

Il faut aussi noter le recours à une ventilation naturelle forcée. Alexandre Bouchard, ingénieur chez Martin Roy et associés, précise : « Lorsque l’on est en ventilation, un responsable va ouvrir les fenêtres au bas des murs. Si les sondes en place détectent que l’on est incapable d’atteindre une température confortable pour les occupants, elles vont faire démarrer deux gros ventilateurs installés au plafond qui vont forcer l’évacuation de l’air par les ouvertures du haut et faire entrer davantage d’air dans le bâtiment. 

« Dans le cas où on serait toujours incapables d’atteindre la température de consigne, poursuit-il, les ventilateurs sont s’arrêter, le responsable va fermer les fenêtres et une ventilation par déplacement va embarquer, tout comme la dalle radiante refroidie. » 

Après une année d’exploitation, Claude Vallée est pleinement satisfait du bâtiment. « C’est un pavillon qui est beau, qui est confortable, qui baigne dans la lumière naturelle et qui offre de belles vues sur l’extérieur. On s’y sent très bien. Nous avons encore quelques ajustements à faire pour maîtriser parfaitement certains aspects de son fonctionnement, comme l’ajustement de l’ouverture des fenêtres à la main, mais c’est un bâtiment qui performe très bien », conclut-il.