Vers des bâtiments à haut rendement

Une nouvelle chaire de recherche de Concordia vise à optimiser la performance des bâtiments commerciaux et institutionnels. Au premier chef sur le plan éconergétique.

Par Marie-Ève Sirois

L’Université Concordia entend contribuer à la transformation du cadre bâti avec sa nouvelle chaire de recherche intitulée Optimisation du fonctionnement et de l’efficacité énergétique : vers des bâtiments à haut rendement. Qualifiée d’avant-gardiste par le recteur Alan Shepard, elle vise à rendre les bâtiments plus propres, plus verts et plus intelligents.

Andreas Athienitis, professeur au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental de l’institution montréalaise est titulaire de cette chaire sur les bâtiments verts, en plus de celle sur l’intégration des systèmes solaires aux bâtiments.
« Les travaux des deux chaires s’alimentent et se renforcent les uns les autres », indique celui qui est aussi à la barre de deux groupes de recherche voués au développement des connaissances sur les bâtiments à consommation énergétique nette zéro.

Trois axes distinctifs ont été définis pour la nouvelle chaire. Le premier consiste en l’optimisation des opérations de bâtiments existants, pour la plupart, en fonction de modèles prédictifs et dynamiques qui tiennent notamment compte de la réponse thermique des immeubles. De plus, on intègrera l’utilisation de données météorologiques à ces nouveaux modèles.

Le second axe se rapporte à l’intégration aux bâtiments existants de systèmes solaires et d’autres mesures d’efficacité énergétique. Le troisième, lui, est destiné aux études de cas des bâtiments visés par les deux premiers axes de recherche. L’accent sera particulièrement mis sur les stratégies de contrôle utilisées dans ces bâtiments optimisés.

Les infrastructures ciblées par la chaire sont de nature commerciale ou institutionnelle, bien que les fruits de la recherche effectuée puissent être applicables à tous types de bâtiment. Cela dit, pour Andreas Athienitis, « c’était le choix à faire pour avoir un impact tangible le plus rapidement possible. ».

Parmi les partenaires de la chaire Optimisation du fonctionnement et de l’efficacité énergétique : vers des bâtiments à haut rendement, se trouve le CRSNG (environ 50 %), Hydro-Québec (environ 50 %), mais aussi Régulvar et Ressources naturelles Canada. Officiellement démarrés depuis juin 2013, les travaux s’échelonneront sur une période de cinq ans, avec un budget de 2 millions de dollars.

Le CRSNG finance d’abord le développement de nouvelles connaissances, la formation de professionnels et l’avancée du Canada dans les domaines connexes au projet. Pour Hydro-Québec, l’intérêt réside dans le développement de moyens permettant de réduire ou de déplacer la demande de puissance électrique et, du coup, de faire avancer les méthodes de stockage énergétique.

En ce qui concerne Régulvar et les systèmes de contrôles centralisés, Andreas Athienitis explique : « Nous entendons développer de nouvelles stratégies de contrôle, de nouveaux raisonnements logiques derrière les séquences et des algorithmes qui faciliteront la création de logiciels plus versatiles, plus performants et plus puissants. » Ressources naturelles Canada a de son côté l’intérêt d’intégrer un maximum de mesures et de technologies pour optimiser la performance énergétique des bâtiments au pays.

Changer les pratiques

Parmi les projets de recherche chapeautés par la chaire figure notamment celui d’un bâtiment public situé à Montréal, qui fera l’objet d’une rénovation éconergétique dont le résultat pourrait ressembler à une version améliorée du pavillon de l’École de gestion John-Molson de Concordia.

D’autres projets consisteront à modifier les opérations de bâtiments existants pour améliorer leur performance énergétique et le confort des occupants. « Dans la plupart des cas, précise le chercheur, des technologies existantes seront utilisées, mais ce sera d’une nouvelle façon. »

Pour bien cerner l’importance des travaux de recherche menés par Andreas Athienitis, il faut comprendre sa lecture de la situation du bâtiment au Québec. « Nous devons modifier nos pratiques si nous ne voulons pas nous retrouver le bec à l’eau, affirme-t-il. En ce moment, l’enveloppe du bâtiment est trop souvent conçue séparément de la mécanique. C’est problématique parce que certaines interactions importantes dans le comportement thermique global des bâtiments sont trop souvent omises. L’industrie est trop fragmentée, et trop spécialisée.

« Nous avons une grande force, et c’est l’hydroélectricité », ajoute-t-il. Par contre, il importe selon lui de cesser de la dissiper directement en chaleur. Cette forme d’énergie, capable de faire fonctionner des appareils, doit être utilisée en ce sens. Andreas Athienitis donne aussi en exemple un aspect de la conception des bâtiments en hauteur : « Il faut faire attention à l’usage excessif de la fenestration. Cela augmente le besoin en climatisation et en chauffage. Il est possible d’offrir une vue aux utilisateurs tout en demeurant raisonnable sur la proportion fenestrée du mur. »

Au sujet du bois, il est affirmatif. L’idée de gratte-ciel partiellement en bois lui semble tout à fait louable, mais il perçoit une lacune au niveau de la formation scolaire des professionnels du bâtiment. Et ce, dans tous les domaines de formation : « Les cours et programmes universitaires sont souvent désuets. Ils ne sont pas à l’image des technologies disponibles, qui évoluent très rapidement. »

Devant un tel constat, il n’y a nul doute sur les intentions d’Andreas Athienitis : avec ses étudiants, il travaillera à faire avancer le niveau de connaissances pour favoriser une formation des ingénieurs et architectes plus près des nouvelles technologies, axée sur la conception intégrée et l’interdisciplinarité.