Sweco Belgium
L’ingénierie des façades renforce le concept énergétique sans compromis architectural
L’ingénierie des façades a un impact bien au-delà de l’esthétique. La façade d’un bâtiment concentre de nombreux paramètres déterminants pour le confort, la fonctionnalité, la performance environnementale et la sécurité.
Sweco a élaboré un plan directeur énergétique pour un projet innovant. En tant que partenaire d’ingénierie, Sweco est responsable des installations techniques et du concept énergétique. Nos consultants en ingénierie des façades ont ainsi contribué à renforcer l’efficacité énergétique du projet tout en valorisant son expression architecturale.
Quand l’ingénierie des façades allie esthétique et efficacité énergétique
Dans le cadre du plan directeur énergétique, le bâtiment principal joue un rôle clé, notamment grâce à l’intégration de BIPV (photovoltaïques intégrés au bâtiment) en façade et en toiture. En façade, les BIPV prennent la forme de lames verticales fixes servant également de dispositifs d’ombrage.
Nos ingénieurs en façades ont analysé plusieurs paramètres essentiels, parmi lesquels :
- le rendement des panneaux solaires ;
- l’optimisation de la géométrie, de l’espacement, de l’orientation et de la position des lames ;
- le détail architectural et son intégration dans le concept architectural global ;
- le pré-dimensionnement structurel des lames et leur intégration dans le concept porteur ;
- l’intégration dans le concept énergétique du bâtiment ;
- l’impact des lames sur la qualité de la lumière naturelle ;
- la description technique des lames BIPV en vue de leur intégration dans le cahier des charges.
Simulations numériques : un appui à l’évaluation des performances
Grâce à des simulations spécifiques au projet, nos ingénieurs en façades ont estimé les performances des lames BIPV sur l’ensemble de leur durée de vie. Les rendements ont été calculés en kWh/an, puis traduits en valeur économique afin d’évaluer le retour sur investissement (ROI), en comparant les lames BIPV à des solutions conventionnelles en aluminium ou en verre.
Les performances sont optimisées par une combinaison précise de positionnement, de géométrie et de dimensions des lames :
- Position optimale : les simulations ont montré que le serrage latéral du verre constitue la configuration la plus performante. Cette solution limite l’ombrage porté par la structure sur les cellules photovoltaïques et maximise ainsi les rendements.
- Géométrie optimisée : le grand nombre de lames BIPV identiques permet une fabrication sur mesure sans surcoût excessif. Sur la base des simulations et des calculs, les dimensions ont été ajustées afin d’optimiser le remplissage en cellules PV. La zone de verre située dans le serrage ne contient volontairement pas de cellules photovoltaïques.
Les calculs de charge de vent ont permis de définir précisément le profil de serrage ainsi que les épaisseurs de verre requises.
Une intégration architecturale et structurelle aboutie
Les lames remplissent une double fonction : protection solaire et production d’énergie grâce aux BIPV. Cet élément architectural fort participe pleinement à l’identité visuelle de la façade. Les consultants en ingénierie des façades de Sweco ont assuré une intégration cohérente dans les concepts architectural et structurel, jusque dans le détail et le pré-dimensionnement des profils de serrage et du vitrage.
Les profils de serrage, des extrusions d’aluminium conçues sur mesure, intègrent de manière élégante les renforts en acier ainsi que le câblage électrique. Les systèmes d’ancrage ont également été spécifiquement développés afin de rendre invisibles les connexions et le cheminement des câbles.
Un confort accru grâce à l’optimisation de la lumière naturelle
Une fois le dispositif d’ombrage fixe avec BIPV défini, les ingénieurs en façades ont analysé le confort visuel à l’intérieur des espaces. Les lames enveloppent l’ensemble du bâtiment, créant une image architecturale cohérente et harmonieuse.
Sur la façade nord, où le rendement photovoltaïque est naturellement plus faible, les lames ne contiennent pas de cellules PV. Entièrement transparentes, elles favorisent l’apport de lumière naturelle dans les espaces orientés au nord.
En intégrant l’ingénierie des façades dès la phase conceptuelle, nos experts ont pu proposer des solutions qui renforcent l’efficacité énergétique du bâtiment tout en respectant pleinement son ambition architecturale.
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