Le pavillon Espace 400e

Quai Saint-André, Vieux-Port de Québec. Aux abords du Bassin Louise trône le bâtiment phare des activités ayant entouré en 2008 la célébration du quatrième centenaire de fondation de la ville. C’est le pavillon Espace 400e et il n’a rien de banal. De savoir seulement qu’il est modulé telle une lanterne par une enveloppe à « émissivité variable » se modifiant selon le point de vue, l’heure du jour ou de la nuit, ou encore les saisons, suffit vite à en prendre la mesure.

Si la signature architecturale de ce lieu d’exposition propriété de Parcs Canada est à l’évidence remarquable, sa teneur écologique n’est pas en reste. En témoigne la demi-dizaine de marques de reconnaissance qui lui ont été décernées en 2008 et 2009, dont deux Prix d’excellence de l’Ordre des architectes du Québec : l’un dans la catégorie Architecture et développement durable ; l’autre dans la catégorie Recyclage et reconversion.

Le pavillon Espace 400e est issu de la transformation du Centre d’interprétation du Vieux-Port – lui-même le produit du recyclage d’un entrepôt de l’ancienne cimenterie Ambourges. Pilotée par Travaux publics et Services gouvernementaux Canada (TPSGC), la réalisation du projet s’est traduite par l’agrandissement et la rénovation de ce bâtiment qui avait été édifié pour l’événement Québec 84 (le retour des grands voiliers). Complétée au printemps 2008, elle a requis un investissement global de l’ordre de 10,8 millions de dollars.
 
La conception de l’édifice a été guidée de bout en bout par la volonté d’en optimiser la performance environnementale. Même qu’elle ait été alignée sur les critères du système  d’évaluation LEED-NC, niveau Argent, sans que le bâtiment en vienne toutefois à briguer la certification. Parce qu’elle n’était pas prévue au départ, explique-t-on à TPSGC, et que le budget et les délais établis pour la réalisation du projet étaient très serrés.

N’empêche que ce pavillon de se pose désormais comme un véritable bâtiment vert, car nombre de mesures écologiques ont été intégrées à son design ou préconisées durant sa construction. À commencer par la conservation du maximum d’éléments de l’édifice à partir duquel il a pris forme : structure de béton, enveloppe extérieure, escaliers d’issue, plomberie…

« Plutôt que de repartir de zéro et de générer de grands volumes de débris, nous avons décidé de garder 75 % du bâtiment existant, soit 2 154 mètres carrés, explique Gilles Prud’homme, chargé de la conception au sein du consortium Dan Hanganu + Côté Leahy Cardas, architectes. La partie que nous n’avons pas préservée, soit celle du côté sud où l’on devait faire la connexion avec l’agrandissement de 2 171 mètres carrés, a été déconstruite et plus de 90 % des matériaux ont été détournés de l’enfouissement. »

L’intégration de l’ancien centre d’interprétation au projet s’accompagnait toutefois d’une contrainte majeure : son enveloppe était inefficace et occasionnait une déperdition de chaleur importante. Pour remédier à la situation, on a donc installé une double peau  en verre et en acier au pourtour du bâtiment existant. Ceci en continuité avec la nouvelle enveloppe de l’extension, de façon à créer un tout unitaire.

La mise en place de cette seconde enveloppe de verre architectural a non seulement permis de gagner en étanchéité, mais aussi de profiter des gains solaires accumulés dans la double paroi. « C’est le même principe qu’une serre, explique l’ingénieur Denis Fortin, du bureau de Québec de la société de génie-conseil CIMA +. L’été, il y a une ventilation forcée qui se fait au moyen d’un petit ventilateur qui évacue beaucoup d’air, parce que ça coûte pas mal moins cher que d’installer des volets ouvrants à gravité.

Quand  il fait trop chaud donc, un thermostat à l’intérieur de l’entre-murs actionne la ventilation pour diminuer la chaleur. L’hiver c’est le contraire ; on conserve cet espace microclimatique le plus chaud possible.

Dans la même veine, soulignons qu’un mur trombe en béton – un mur de refend avec des perforations – a été installé en façade sud pour agir à titre de capteur et d’accumulateur de rayonnement solaire. Cette masse thermique permet ainsi de contrôler la surchauffe du bâtiment en période estivale et de profiter des gains solaires passifs lors de la saison hivernale.

Pour Gilles Prud’homme, il est clair que la décision d’aménager un atrium central, à la jonction entre les parties existante et nouvelle du bâtiment, a également été déterminante dans l’application d’autres stratégies durables. Ouvert depuis le rez-de-chaussée jusqu’au toit, ce vide linéaire permet à la fois un appel de lumière naturelle et un retour de ventilation par effet de cheminée.

Bâtiment éconergétique
Sur le plan éconergétique, l’équipe de conception voyait grand. À telle enseigne que les simulations ont révélé l’atteinte d’une réduction de la consommation énergétique de plus de 50 % par rapport au bâtiment de référence du Code modèle national de l’énergie pour les bâtiments (CMNEB). Seulement pour le chauffage et la climatisation, c’est une efficacité supérieure de 70 % au CMNEB qui est attendue.

Il faut dire qu’ils n’ont pas hésité à sortir des sentiers battus. Ainsi, le bâtiment est chauffé et climatisé au moyen d’un système hybride de géothermie (avec planchers radiants dans la nouvelle partie). Il est le fruit du couplage entre un échangeur géothermique et un condenseur à l’air installé en toiture qui fonctionne seulement en période de canicule.

« Là où on a innové, indique Denis Fortin, c’est en décidant d’utiliser le système géothermique comme source d’énergie d’appoint. Comme le pavillon Espace 400e est un bâtiment de type muséologique, il peut y avoir des zones intérieures très chaudes, parce qu’il y a de l’ensoleillement et beaucoup de charges d’éclairage, alors que ça peut être tout à fait le contraire dans d’autres zones.

« C’est pourquoi, poursuit-il, chacune des salles a été dotée d’une thermopompe individuelle qui puise ou rejette de la chaleur dans un bassin d’eau installé sous le plancher. En hiver, lorsque la température du bassin diminue parce que les pompes sont en demande de chaleur, un réseau de thermopompes va puiser la chaleur dans le sol pour réchauffer l’eau du bassin.

En fait, le bâtiment est pourvu de deux réseaux de thermopompes : trois qui échangent avec le sol – elles entrent en jeu en chauffage l’hiver et en climatisation l’été – et plus d’une trentaine, plus petites et individuelles, qui fonctionnent avec le bassin d’eau.

« L’avantage, c’est que ça permet de fonctionner à un plus haut niveau d’énergie. Et aussi, quand il y a des pièces qui sont chaudes et d’autres froides en même temps, on peut prendre la chaleur des unes pour la diriger vers les autres », expose l’ingénieur de CIMA +, en soulignant que la géothermie répond à 100 % des besoins en chauffage et à 80 % de ceux en climatisation.

En période de canicule, la chaleur excédentaire est évacuée à l’extérieur au moyen du condenseur installé sur le toit. « Sinon, signale Denis Fortin, il aurait probablement fallu installer trois autres puits pour répondre à une demande qui se fait sentir environ 15 jours par année. Ça n’aurait pas été rentable. »

Il note que la performance énergétique attendue du pavillon n’a pas été au rendez-vous la première année, comme il fallait s’y attendre compte tenu de l’usage extraordinaire qui en a été fait à l’occasion du 400e, mais que le pavillon a bien répondu l’an dernier alors qu’il a été utilisé pour une exposition. « Selon l’information que j’ai, conclut-il, il répond bien aux attentes dans des conditions prévues de conception. »