Pavillon des sciences de l´eau et de l´environnement, université de Lethbridge, Alberta - Canada

Facilité et rapidité de construction
Fiabilité, pérennité et recyclabilité de l’acier
Simplicité et compacité architecturale
LEED argent

L’idée d’un engagement environnemental est inhérente au pavillon des sciences de l’eau et de l’environnement de l’université de Lethbridge et le choix de l’acier – matériau pérenne et recyclable – en structure, en ossature et en revêtement de façade participe de cet engagement.

Ce n’est pas un hasard si ce nouveau centre de recherche sur l’eau est situé au cœur de l’Alberta, une région de l’ouest canadien où l’eau a une forte présence : des lacs, des rivières, des glaciers marquent le paysage alors que des tornades et de violents orages caractérisent le climat. L’eau représente un enjeu majeur du XXI^e siècle et l’Alberta entend jouer un rôle important dans les recherches menées pour préserver cette ressource naturelle vitale. Dans cette optique, le bâtiment qui abrite ces recherches ne pouvait que s’inscrire dans une démarche écologiquement respectueuse : elle est certifiée par l’organisme américain Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) qui lui a attribué un niveau argent.

Un projet fédérateur
Le pavillon des sciences de l’eau et de l’environnement résulte d’un partenariat entre l’université de Lethbridge, des laboratoires de recherche provinciaux et fédéraux, des entreprises industrielles et le gouvernement de l’Alberta. Il est à la fois le carrefour administratif de l’Alberta Ingenuity Centre for Water Research et un lieu d’enseignement et de recherche. En investissant près de 27 millions de dollars canadiens dont 22 pour le nouveau bâtiment, la région soutient la recherche sur l’eau avec pour objectif d’assurer la qualité et la durabilité des ressources en eau de l’Alberta. Il accueille une vingtaine de chercheurs confirmés, cent cinquante techniciens et des étudiants venant des départements de Science, de Géographie, de Physique et d’Astronomie.

Une architecture simple pour un projet responsable
Simplicité et concision géométrique, évitant les formes élaborées et des détails décoratifs faisaient partie des exigences de la maîtrise d’ouvrage. Au-delà de l’aspect formel, la demande exprimée insistait sur la faisabilité du projet par des entreprises locales, mettant en œuvre des matériaux pérennes disponibles dans la région. Le choix d’une structure en acier s’est ainsi imposé face à une solution béton d’autant plus facilement qu’elle permettait de respecter le calendrier relativement court – le chantier a duré un an et demi – et de s’inscrire dans l’enveloppe budgétaire déterminée.

La répartition du programme
Le bâtiment de 5 300 m² s’élève sur deux étages et se fonde sur un niveau partiel de sous-sol. Ce dernier est essentiellement occupé par la recherche sur l’eau avec des laboratoires, des réservoirs à poisson et à organismes aquatiques ainsi qu’une citerne d’eau pluviale. Entre le rez-de-chaussée et le premier étage sont répartis des bureaux, des salles de réunion, des salles de cours, des laboratoires humides – pour étudier notamment des plantes – et des laboratoires secs où sont accessibles les outils informatiques et électroniques. Au dernier étage se trouve un laboratoire d’analyse équipé d’instruments spécialisés, notamment de mesure, nécessaires à la recherche en science environnementale. En toiture, un appentis contient un local technique et donne accès à une aire d’expérimentation en plein air.

L’entrée est marquée en façade par le volume blanc en saillie de la façade et de la toiture autour duquel s’organisent les deux ailes du bâtiment. À l’intérieur, ce volume central se déploie toute hauteur. Il rassemble les espaces communs de circulation et de rencontre. Un escalier s’élève autour d’un mur végétalisé.

D’inspiration glaciaire
L’aspect extérieur du bâtiment est inspiré des paysages canadiens avec ses montagnes, ses glaciers et ses lacs. Le volume blanc de l’entrée évoque un glacier. Sa partie basse, vitrée, figure la fluidité de l’eau qui rejoint le sol pour aller en cours d’eau rejoindre les « lacs », ici des bassins de rétention. De part et d’autre, les parements métalliques des façades rappellent par les stries qu’ils dessinent et leur couleur, les Montagnes Rocheuses. À l’intérieur, dans l’espace central, la sous-face des bacs en acier est laissée apparente, occultée par endroits par des panneaux acoustiques suspendus en « nuages de glace ».

L’acier en structure, ossature légère et parement : un gage de pérennité
La superstructure associe un système poteaux standards et poutres treillis à des planchers mixtes et un noyau béton dans lequel se trouvent les ascenseurs. Le demi sous-sol est en béton armé. Une ossature métallique légère est utilisée pour les murs extérieurs, comme pour les murs intérieurs non porteurs, afin de supporter le revêtement métallique des façades et contribuer à la résistance au vent. Le revêtement est constitué d’un assemblage de tôles profilées en acier galvanisé peint, de couleur bronze pour les façades des deux ailes du bâtiment et de couleur blanche pour les volumes particuliers. Quatre types de profilés de couleur bronze sont associés afin de donner l’aspect rocheux recherché. Comme le souligne Robert Jim de Cohos Evamy Integratedesign, « Le bardage en acier est un matériau de construction relativement simple dont le résultat et le coût sont prévisibles. Notre équipe de conception l’a utilisé de façon simple mais encore inédite afin d’obtenir un résultat surprenant. » Il répond aussi à un souci de pérennité, la fiabilité du matériau étant envisagée dans le temps sur une longue période.

Que ce soit en structure, en ossature ou en bardage, les solutions acier choisies présentent plusieurs avantages dans le cadre de cette réalisation. Entièrement préfabriqués, les éléments sont d’un montage rapide car facile à assembler. Dans une région où les écarts de température sont importants et les intempéries courantes, la rapidité, outre son aspect économique, était un atout évident. Ainsi, très vite le chantier a pu se dérouler hors d’eau et hors d’air. En effet, une fois les fondations construites (entre mai et septembre 2007), le montage de la structure et de l’ossature métallique légère ainsi que la pose de l’isolation extérieure complétées par des bâches plastiques provisoires furent réalisées en trois mois.

Grâce à une gestion précise de l’arrivée des éléments sur site, le chantier s’est organisé de manière rationnelle de manière à éviter les surprises. La préfabrication permettait aussi de calculer au plus juste la quantité de matériaux utilisée et de limiter les déchets. Par ailleurs, l’assemblage a pu être réalisé par des entreprises locales, point retenu pour la certification LEED. Enfin, la préfabrication assurait un meilleur niveau de finition.

Les points certifiés par LEED
La certification LEED initiée en 1998 par le US Green Building Council, adaptée et adoptée au Canada, est un système d’évaluation basé sur des critères d’efficacité énergétique, de gestion de la consommation d’eau ou encore de l’utilisation de matériaux disponibles localement et pouvant être réutilisés, de réduction des déchets…
Le pavillon des sciences de l’eau et de l’environnement de l’université de Lethbridge a été gratifié du niveau argent (deuxième des quatre niveaux) grâce notamment à son implantation qui permet de profiter de l’apport de lumière naturelle, aux systèmes mis en place de ventilation naturelle et de gestion de l’eau ainsi qu’aux matériaux de construction choisis et à leur mise en œuvre.

Matériau issu du recyclage
Matériau indéfiniment recyclable, l’acier est le principal matériau du bâtiment utilisé en structure, ossature et parement de façade et il contient d’ores et déjà une part de matériaux recyclés. Par ailleurs, en prescrivant des matériaux recyclés et recyclables, Cohos Evamy Integratedesign a augmenté l’intérêt pour ces produits.

Lumière naturelle et lumière électrique
Par son orientation et son architecture avec ses grands bandeaux horizontaux vitrés, le bâtiment profite de la lumière naturelle. Pour compléter l’éclairage naturel, il est équipé d’un système électrique à faible voltage avec des détecteurs sensibles et des interrupteurs.

La gestion de l’eau
L’eau de pluie est récupérée depuis les toits et stockée dans une citerne de 53 000 litres placée au sous-sol du bâtiment. Son utilisation dans les toilettes permet de réduire sensiblement la consommation d’eau potable dans le bâtiment. Le système de récupération d’eau à l’intérieur du bâtiment est relié à un important bassin d’eau pluviale à ciel ouvert. Ainsi, quand la citerne est pleine, l’eau en surplus s’écoule automatiquement vers ce bassin qui alimente le système d’irrigation.

La ventilation naturelle et la circulation de l’air
Le pavillon est conçu de manière à favoriser une ventilation passive naturelle. Ainsi, l’air neuf entre au rez-de-chaussée – le niveau dont le taux d’occupation est le plus important – par des ouvrants de fenêtre à claire-voie. L’air qui pénètre se réchauffe et s’élève naturellement dans le volume de l’escalier principal, collectant au passage chaleur et air vicié, pour ressortir par des ouvrants placés sous la toiture (voir le schéma).
L’air chaud qui sort des laboratoires est récupéré pour préchauffer l’air entrant, réduisant ainsi l’énergie requise pour maintenir une température constante à l’intérieur du bâtiment.
Le « living wall », mur végétalisé autour duquel se développe l’escalier, filtre en partie l’air au moment où il s’élève et contribue à la qualité d’ambiance intérieure. En effet, ce mur sur lequel sont plantées différentes essences de plantes purifie l’air intérieur : il absorbe et élimine notamment les COV (composés organiques volatils). Ce dispositif mécanique qui peut traiter d’importants volumes rend inutile l’utilisation d’autres filtres.

Ces dispositifs ont pu être mis en place grâce à l’ingéniosité dont les architectes ont fait preuve dès la conception animés par le souci d’une architecture économe.

Texte: Eve Jouannais