L’édifice de STGM Architectes

Arrondissement de Beauport, Québec. Un édifice hors de l’ordinaire s’inscrit désormais dans le paysage du secteur de la Pointe-D’Estimauville. Ce bâtiment, qui fait notamment la part belle au matériau bois, c’est celui de la firme d’architecture Saint-Gelais Montminy (STGM). Et il est le résultat de l’intégration d’une batterie de mesures écologiques et éconergétiques. 

Il faut dire que ses concepteurs visaient, dès le départ, à y apposer la certification LEED-NC, niveau Platine. C’est ainsi que dans la foulée de cet objectif, Stéphan Langevin, architecte associé chez STGM, a sciemment sélectionné les principes fondateurs du projet : confort, simplicité et cohérence. D’où un concept empreint d’une bonne dose d’innovation et de choix écoresponsables. 

Ce tout premier bâtiment privé du secteur à voir le jour à Pointe D’Estimauville fait quelque 930 mètres carrés, répartis sur deux niveaux hors sol. Il s’élève au croisement du boulevard Sainte-Anne et de la rue Poulin, un emplacement occupé auparavant par une station-servcice. « [le site] a été livré décontaminé, sur le sable et bien documenté sur le plan géotechnique », souligne Stéphan Langevin. 

La conception du bâtiment a démarré rapidement après l’acquisition du terrain, à l’automne 2013, et s’est échelonnée jusqu’en février dernier. La construction s’est dès lors ébranlée, de sorte que les employés de STGM et ceux de son locataire Ambioner, firme spécialisée en efficacité énergétique, puissent emménager dans leurs nouveaux locaux à l’été.  « Nous manquions d’espaces dans nos anciens bureaux », scandent Stéphan Langevin et Miguel Duarte e Sousa, président d’Ambioner, qui a vu à la conception mécanique du projet. 

Évalué à 2,7 millions de dollars, le bâtiment peut aisément accueillir les quelque 50 professionnels des deux entreprises. Sa forme longitudinale, dont l’axe principal est orienté nord-sud, épouse un style moderne et épuré. « La lumière naturelle est abondante, note Stéphan Langevin. Même que 95 % des espaces utilisés régulièrement y donnent accès. Il y aura un apport significatif via la fenestration du côté ouest, les quatre puits de lumière du deuxième étage et ceux des cages d’escaliers d’issue. » 

Côté appareillage, les diodes électroluminescentes (DEL) complètent les besoins en éclairage. Ces derniers sont équipés de détecteurs de luminosité dans les deux grands ateliers de travail logeant une vingtaine de personnes. 

Suivant l’une des prémisses du projet, avec le confort visuel, vient aussi le confort thermique. L’architecte précise : « La simplicité, c’est de pouvoir avoir accès à de l’air frais en ouvrant une fenêtre ! » Une série d’ouvrants sont donc positionnés sur les quatre côtés de l’enveloppe. De plus, les systèmes mécaniques sont conçus de manière à refroidir et chauffer efficacement, au même moment, différentes zones du bâtiment. 

Innovation énergétique

Lumière et ventilation naturelles : voilà des mesures nobles qui doivent être judicieusement considérées dans le volet mécanique du bâtiment. C’est donc là qu’il y a matière à faire preuve d’innovation pour conserver un système à la fois simple et efficace. « Nous avons développé des solutions inédites pour les besoins de ce bâtiment, explique Miguel Duarte e Sousa. Ce dernier requiert une grande flexibilité, parce que les conditions peuvent varier considérablement d’une zone à l’autre. Et chose certaine, on ne peut pas se permettre un concept inefficace. » 

Ainsi, l’équipe d’Ambioner a jeté son dévolu sur un système d’aérothermie composé d’une thermopompe à réfrigérant variable et de plusieurs modules d’évaporateurs et condenseurs. Les condenseurs sont localisés dans une pièce non isolée à environnement contrôlé. Avec cet espace tampon, il est possible d’optimiser les conditions d’opération de la thermopompe, en l’occurrence la température de l’air dans lequel la chaleur est puisée. 

Ainsi, en période de grands froids, on pourra conserver un coefficient de performance (COP) supérieur à 2. Ce seuil minimum équivaut à une efficacité d’au moins 200 % sur la consommation électrique. Lorsque les conditions d’opération seront moins extrêmes, le COP pourrait grimper jusqu’à 4 ou 5. 

Pour contrôler la température de cette pièce technique pratiquement à l’extérieur, mais à l’abri des intempéries, plusieurs sources de chaleur peuvent être utilisées. On récupère d’abord la chaleur résiduelle de l’air vicié du bâtiment rejetée dans cette salle. Puis, en cas de grands froids, une chaudière au gaz naturel fournit les quelques degrés d’appoint nécessaires à l’obtention du COP prescrit. 

Soulignons que la chaudière permet également de chauffer les entrées, les cages d’escalier et les salles de bain, en plus d’assurer une redondance en cas de panne de la thermopompe. L’été, cette même pièce s’ouvre sur l’extérieur grâce à une porte de garage qui favorise l’évacuation de la chaleur des condenseurs. 

Outre la récupération de chaleur avec l’aérothermie sur l’air vicié, la chaleur de la salle des serveurs et de celle de reprographie est récupérée par le biais des serpentins de refroidissement du système de ventilation. De plus, en mode chauffage, l’air neuf de ce dernier est préchauffé par un capteur solaire. 

D’autre part, la distribution du chauffage et de l’air refroidi est assurée à 100 % par l’entremise de ventiloconvecteurs reliés à un système d’air frais central. Dans cette optique, les concepteurs ont choisi des diffuseurs d’air à haute induction pour l’ensemble du bâtiment, sauf pour les deux ateliers où des conduits en tissu ont été installés. 

Innovation structurale

Dans le cas de la structure, la nature du site commandait une approche minimaliste. « L’ossature légère en bois du bâtiment est bien particulière, indique Stéphan Langevin. C’est l’ingénieur Jean-Philippe Carrier, du Groupe Alco, qui a travaillé sur ce concept novateur. » Composée de quelques pièces de bois d’ingénierie, mais d’une majorité de bois d’œuvre, la structure est constituée de fermes de toit et de poutrelles de plancher préfabriquées, construites à partir de pièces de petites dimensions. Cela permet d’alléger le bâtiment tout en gardant de grandes portées libres – 13 mètres – entre les poutres. 

Dans les faits, la capacité portante du sol est limitée et ses mouvements lors d’un évènement sismique peuvent être amplifiés. Pour ces raisons, il fallait minimiser le poids de la structure. Légère et ductile, cette ossature se voulait la solution idéale dans ce cas particulier.

Comme l’approche minimaliste est synonyme d’écologisme, cette stratégie de réduction à la source a aussi été préconisée lors des phases de conception subséquentes, notamment grâce à une bonne coordination entre les professionnels du projet. L’impact du positionnement des fenêtres sur la structure a ainsi été considéré, ce qui a permis d’augmenter l’espacement entre les fermes de toit et de diminuer la dimension et le nombre d’éléments structuraux. De plus, comme le code le permet, l’ossature de bois est apparente au second niveau. 

Écologisation du bâti

La récupération et le traitement des eaux de pluie en vue d’une utilisation dans les toilettes, ce n’est pas sorcier pour Miguel Duarte e Sousa, qui a déjà mené à terme ce genre de projet pour d’autres clients. « Le coût n’est pas énorme, dit-il, et ça vaut tellement l’effort pour économiser l’eau potable. Une ressource qu’il est autant plus important de préserver que l’énergie. »

Une fois collectée, cette eau de pluie servira aussi à arroser le potager et les arbustes fruitiers sur le site. Un système d’irrigation goutte à goutte est d’ailleurs déjà prévu aux plans. Ajoutons à cela que le lot de 3 790 mètres carrés ne manquera pas de verdure puisque les stationnements seront pavés de blocs de béton alvéolé, une mesure permettant de réduire l’érosion du sol et l’effet d’îlot de chaleur urbain. Et ce, tout en favorisant l’infiltration des eaux de surface, seule la partie carrossable étant asphaltée. 

La signature écologique du bâtiment s’allonge avec des volumes finis de pièces de bois récupéré en provenance de la Matériauthèque de Montmagny. D’autre part, les architectes visent un maximum de points sur les matériaux avec contenu recyclé, sans composés organiques volatils (COV) et de provenance régionale. 

En parement, les longs côtés du prisme sont de couleur foncée et constitués d’un écran pare-pluie de panneaux de fibrociment composite (8 millimètres). Aux extrémités, notamment en façade, le revêtement est contrasté par du cèdre blanc de l’Est, envasé dans la structure, en guise de protection partielle contre les intempéries. 

« Ultimement, les gens de l’industrie feront comme nous et poseront les gestes nécessaires pour atténuer l’impact des bâtiments sur l’environnement, conclut Stéphan  Langevin. Ce n’est pas si compliqué que ça ! »