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Le 07 mars 2007— Ottawa (Ontario)

Le CNRC a imaginé de nouveaux outils pour construire les bâtiments de demain, mais ils ne sont pas du genre à être accroché à une ceinture d'outils. Daylight 1-2-3 et IA-QUEST sont des logiciels créés pour aider les professionnels à concevoir des édifices adaptés au climat canadien qui ne nuiront pas à l'environnement et dans lesquels il fera bon vivre.

Daylight 1-2-3 sert à initier une discussion entre les différents membres de l'équipe du design (architecte, propriétaire, ingénieur).
Daylight 1-2-3 sert à initier une discussion entre les différents membres de l'équipe du design (architecte, propriétaire, ingénieur).

Les technologies de construction durables sont de plus en plus en demande, surtout auprès des administrations publiques et des entreprises, qui souhaitent promouvoir un mode de vie plus sain, épuisant moins nos ressources naturelles. On pourrait « écologiser » les méthodes de construction tout en accroissant la satisfaction des occupants et en réduisant les frais d'entretien sans pour autant augmenter les coûts en capital, ou très peu, et les données scientifiques le prouvant ne cessent de s'accumuler.

Utiliser la lumière naturelle

Daylight 1-2-3 est un nouveau logiciel qui aide les architectes, les concepteurs et les ingénieurs qui n'ont jamais tâté des simulations sur ordinateur à créer des systèmes d'éclairage naturel adaptés aux conditions climatiques et offrant un bon rendement énergétique, pour les espaces à bureaux et les salles de classe. Cet outil a été mis au point avec la collaboration de Ressources naturelles Canada et vise spécifiquement les premières étapes de la conception où sont habituellement prises les décisions importantes. Daylight 1-2-3 dérive de DAYSIM, logiciel évolué d'analyse de l'éclairage naturel inventé par le CNRC dont on se sert couramment pour les projets de construction de grande envergure tels les musées et les atriums. Les membres de plus de 800 cabinets d'architectes ou d'ingénieurs et de 500 instituts de recherche de 94 pays ont déjà téléchargé et utilisé DAYSIM.

Aussi important que puisse être un bon éclairage naturel, cet aspect demeure l'un des plus difficiles à évaluer, estime Christoph Reinhart, agent de recherche adjoint du Groupe de l'éclairage du CNRC. « La qualité visuelle et l'économie d'énergie devraient entrer en ligne de compte quand on conçoit un système d'éclairage naturel, affirme-t-il. L'éclairage électrique est celui qui présente les meilleures possibilités d'économie dans les bâtiments commerciaux puisque jusqu'à 25 % de l'électricité sert à éclairer. Laisser entrer plus de lumière du jour a deux avantages : les occupants l'apprécient et on consomme moins d'énergie. »

Distribution de l'autonomie d'éclairage naturel dans un bureau privé à Ottawa, Canada.

Distribution de l'autonomie d'éclairage naturel dans un bureau privé à Ottawa, Canada, pour un niveau d'éclairage minimum à 500 lux.

La lumière du jour de l'édifice pénètre par une fenêtre haute à double vitrage teinté bronze ainsi que par un puits de lumière situé près de l'arrière du bureau.

L'autonomie d'éclairage naturel est définie comme le pourcentage d'heures en un an où il est possible pour un occupant de travailler dans l'espace sans éclairage électrique.

On peut voir que la grande majorité de l'éclairage naturel est disponible soit près de la façade ou sous le puits de lumière.

Un sondage récent du CNRC auprès d'environ 200 concepteurs révèle qu'à l'heure actuelle, les décisions en matière d'éclairage naturel reposent presque toutes sur l'expérience acquise par l'architecte ou le concepteur lors de chantiers antérieurs et sur quelques règles de jugement. Le logiciel Daylight 1-2-3, en revanche, permet à l'utilisateur d'évaluer et de quantifier l'éclairage propre à chaque bâtiment. « Le logiciel fournit des résultats sur-le-champ, à la conception, reprend M. Reinhart. En plus d'analyser quantitativement l'énergie, il donne une idée des dimensions que devrait avoir une fenêtre pour éclairer une pièce sans qu'on doive la climatiser davantage. Le logiciel tient compte de toute une gamme de vitrages courants mais aussi de l'orientation du bâtiment et peut s'appliquer à des centaines de types de climat, partout sur la planète. »

Les édifices qui exploitent au maximum l'ensoleillement peuvent être certifiés par divers systèmes qui classent les constructions en vertu de leur caractère écologique. C'est le cas du système LEED (pour Leadership in Energy and Environmental Design), que promeuvent le Conseil du Bâtiment durable du Canada et son équivalent américain. La certification LEED incite les constructeurs à prendre en compte cinq aspects de la santé humaine et environnementale quand ils conçoivent un bâtiment : un aménagement durable du site, l'économie d'eau, le rendement énergétique, le choix des matériaux et la qualité du milieu intérieur.

  • Les architectes et les techniciens en systèmes d'immeubles pourront bientôt se procurer Daylight 1-2-3, offert dans les deux langues officielles, par le truchement de leur association. Le logiciel sera disponible sur un site Web partagé par le CNRC et Ressources naturelles Canada.
  • Les professionnels peuvent en apprendre davantage sur ce produit et d'autres outils dans le bulletin d'information Innovation en construction du CNRC ainsi que sur le site Web du CNRC à l'adresse http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/ie/lighting/index_f.html.

Améliorer la qualité de l'air intérieur

Parmi les grandes sources d'émissions qui affectent la qualité de l'air intérieur, on retrouve des matériaux de construction tel que les tapis, peintures, tuiles de plafond et meubles. Ensemble ils dégagent des centaines de composés organiques volatils (COV) dans l'environnement intérieur.

Pour se servir du progiciel IA-QUEST, l'utilisateur modélise la pièce et établit le taux d'aération. Ensuite, la pièce virtuelle est dotée de nouveaux matériaux (peinture, moquette, articles d'ameublement, par exemple). La simulation peut durer autant de temps qu'on le désire – de quelques heures à plusieurs mois. IA-QUEST donne alors un tableau des COV totaux qu'on retrouve dans la pièce au fil du temps.

« En réduisant l'aération pour économiser l'énergie, on accroît la concentration de VOC à l'intérieur », explique Hans Schleibinger, chef du sous-programme de la ventilation et de la qualité de l'air intérieur. « On recycle jusqu'à 90 % de l'air dans les bâtiments nord-américains. » Aux dires de Bob Magee, ingénieur au même sous-programme, « certains COV sont dangereux pour la santé mais pas tous. Il est difficile de toujours détecter ces émissions. On peut ne pas les sentir et ce que l'on sent n'est pas forcément toxique. »

Un scientifique du CNRC mesure les émissions d'un matériau de plancher grâce au IA-QUEST
Un scientifique du CNRC mesure les émissions d'un matériau de plancher grâce au IA-QUEST

La liste d'environ 90 COV préoccupants, qui ne cesse d'évoluer, a été établie avec le concours de Santé Canada. Il s'agit d'une liste consensuelle de composés qu'on retrouve dans les environnements intérieurs, qui entrent dans la composition des matériaux de construction ou des meubles, dont on peut mesurer la concentration grâce aux méthodes de détection actuelles et qu'on soupçonne avoir une incidence sur la santé.

« Les propriétaires d'habitation peuvent s'en servir, comme les chefs d'entreprise, mais ce sont surtout les architectes qui y recourent, pour mieux comprendre comment les matériaux employés à l'intérieur, les aménagements ou les systèmes d'aération modifient la qualité de l'air ambiant, reprend M. Schleibinger. Le logiciel facilite les décisions au moment de construire ou de rénover un bâtiment. Les fabricants s'en servent aussi parfois pour évaluer les matériaux de construction. » Ainsi, un rénovateur pourrait utiliser IA-QUEST pour savoir quand peindre des murs ou poser de la moquette afin d'éviter une concentration excessive de COV. « Supposons que vous rénoviez un bureau la fin de semaine et que le lundi matin, les employés se plaignent de maux de tête ou d'irritation. Si vous aviez choisi une autre sorte de peinture, peut-être y aurait-il eu moins d'émissions toxiques », explique M. Schleibinger.

Dans l'année qui a suivi sa diffusion, IA-QUEST a été téléchargé par des architectes, des chercheurs, des particuliers et des organismes gouvernementaux d'une trentaine de pays.

IA-QUEST est l'un des principaux produits du Consortium pour la modélisation des émissions de matériaux et de la qualité de l'air intérieur (CMEMQAI), groupe international de chercheurs, d'associations professionnelles et d'agences gouvernementales qui s'est donné pour mission d'élaborer des lignes directrices pour faciliter le choix des matériaux employés à l'intérieur et échafauder des stratégies d'aération qui amélioreront la qualité de l'air ambiant.

 
 
Disponibilité des logiciels
 
 

On peut télécharger le progiciel IA-QUEST sur le site Web du CNRC (http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/ie/iaq/iaquest_f.html)

 
 

Le logiciel Daylight 1-2-3 devrait être lancé au printemps 2007.

 
 

Les deux logiciels favorisent une conception architecturale qui améliore la santé et le rendement énergétique en accordant autant d'importance au confort des occupants. Ces outils n'aideront pas que les entrepreneurs en construction à répondre à la demande grandissante pour de nouveaux bâtiments qui intègrent les principes d'architecture durable, ils permettront à l'utilisateur final d'apprécier les bienfaits du travail ou de la vie dans un environnement intérieur écoénergétique et salubre, bien éclairé toute l'année.


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