Quiconque passe la majeure partie de sa journée à l'intérieur connaît l'importance d'une atmosphère confortable pour travailler et vivre. manière respectueuse de l'environnement. Ils montrent comment cela peut être fait avec "SolAce, " la dernière unité du bâtiment de recherche NEST de l'Empa et de l'Eawag.

La façade bleu-vert de l'unité "SolAce" de NEST scintille comme une aile de papillon au soleil. Le dernier ajout au bâtiment de recherche et d'innovation de l'Empa et de l'Eawag à Dübendorf a été officiellement inauguré le 24 septembre 2018. L'unité combine un espace de travail et un espace de vie sur près de 100 mètres carrés et est intégrée dans le côté sud de NEST entre la deuxième et la troisième plate-forme du structure de type casse.

« Par sa façade, "SolAce" consiste à récolter plus d'énergie que l'unité n'en a besoin au cours de l'année, tout en offrant le meilleur confort possible aux utilisateurs. » C'est ainsi que Jean-Louis Scartezzini explique l'objectif du projet. Le chercheur de l'EPFL est le directeur du Laboratoire d'énergie solaire et de physique du bâtiment, et l'idée de la dernière unité NEST est son idée. Pour atteindre cet objectif, les chercheurs combinent plusieurs éléments de façade actifs et passifs qui comportent des technologies développées au laboratoire basé à Lausanne. Certaines de ces technologies sont sur le point d'être commercialisées par des start-up et des collaborations avec des partenaires industriels, tandis que d'autres ont encore du chemin à parcourir. "NEST nous donne l'opportunité unique d'examiner les différentes technologies en interaction les unes avec les autres et dans un environnement réel, " dit Scartezzini.

Électricité et eau chaude

Le bilan énergétique positif de l'unité est à atteindre en produisant de l'électricité solaire et de l'eau chaude directement en façade. Des modules photovoltaïques et des capteurs solaires thermiques avec un nouveau type de nano-vitrage coloré seront utilisés à cette fin. Dans le but de favoriser l'intégration des unités photovoltaïques dans l'enveloppe du bâtiment en offrant une plus grande portée architecturale à travers différentes couleurs, une équipe de l'EPFL étudie les revêtements pour la coloration depuis près de 20 ans. L'équipe de recherche, dirigé par Andreas Schüler, était clair sur le fait que le revêtement devrait causer le moins de perte d'énergie possible. Il n'était pas question d'utiliser des pigments de couleur absorbants. Au lieu, des films minces compris entre 5 et 200 nanomètres créent ce que l'on appelle des "effets de couleur d'interférence" à l'intérieur du vitrage, un peu comme ceux qui apparaissent sur une bulle de savon ou sur les ailes d'un papillon par exemple. "Parce que le nano-revêtement est très transparent, il n'y a pratiquement pas d'effets d'absorption et juste des pertes d'énergie très mineures, " explique Schüler. Cette technologie a maintenant été brevetée et est actuellement commercialisée par la spin-off "SwissINSO, " avec la version bleu-vert utilisée dans NEST.

Outre des bureaux pour quatre personnes, "SolAce" propose également un espace de vie pour deux. Pour tenir la promesse d'un confort optimal, les chercheurs tentent de recréer la perception individuelle des utilisateurs en utilisant des capteurs optiques innovants. Les capteurs prototypes mesurent les conditions d'éclairage et l'éblouissement du point de vue de l'utilisateur, par exemple une personne travaillant sur un ordinateur. Cette surveillance à la volée permet de contrôler au mieux l'éclairage électrique et la protection solaire. Cela signifie que si une certaine valeur d'éblouissement est dépassée, les stores vénitiens incurvés commencent à diriger les rayons de lumière entrant dans le bâtiment vers le plafond. L'éclairage circadien est également destiné à augmenter les performances de travail des habitants de "SolAce", mais aussi pour les accompagner lors des phases de récupération. L'éclairage circadien simule la lumière du soleil au cours de la journée, favorisant ainsi notre rythme veille-sommeil naturel.

Vitrage microstructuré

De même, les vitres innovantes doivent contribuer à une atmosphère chaleureuse pour vivre et travailler - et surtout pour réduire la consommation d'énergie pour le chauffage en hiver et pour la ventilation en été. Invisible à l'œil humain, un vitrage micro-structuré en film polymère à l'intérieur du verre dirige la lumière hivernale vers le plafond du meuble pour un éclairage homogène, permettant ainsi à l'intérieur de se réchauffer naturellement. En été, le même vitrage garantit que les rayons du soleil sont guidés loin des fenêtres et que les pièces ne chauffent donc pas autant. Ce nouveau type de vitrage a été développé à l'EPFL par Andreas Schüler et son équipe. Les chercheurs ont utilisé un laser de précision de l'Empa à Thoune pour fabriquer les premiers prototypes. Maintenant, l'équipe travaille avec BASF / Suisse pour développer un processus de fabrication industrielle. Dès que les premières vitres sont disponibles, ils sont à installer en façade « SolAce ». Des chercheurs du Laboratoire de performance intégrée en design de l'EPFL mesureront ensuite in situ le confort visuel des nouvelles vitres. Jusque là, des volets de référence seront utilisés pour fournir des chiffres de référence.

Comme il est d'usage pour NEST, l'unité "SolAce" sera utilisée et habitée en vrai. Au cours de la première phase, ce sont principalement les chercheurs de l'EPFL qui utiliseront les salles et surveilleront les systèmes et technologies et les adapteront aux conditions ambiantes. "Une fois cela fait, nous utiliserons l'unité pour que nos invités travaillent et vivent, ", déclare Rico Marchesi, responsable de l'innovation chez NEST. Il se réjouit de la nouvelle addition au bâtiment de recherche et d'innovation et est convaincu que "SolAce" peut apporter une contribution précieuse à la conception future des enveloppes de bâtiment. "Grâce au vitrage de couleur présenté ici, les soucis esthétiques de l'utilisation de modules photovoltaïques en façade ne sont manifestement plus d'actualité, " il est convaincu.

Pour Jean-Louis Scartezzini, le projet est déjà un grand succès :« Encore et encore, l'étroite coopération entre chercheurs et partenaires industriels, mais aussi parmi les partenaires industriels eux-mêmes, a conduit à des idées surprenantes et à un échange de connaissances précieux. » L'architecte de l'unité, Fabrice Macherel from Lutz Architects in Fribourg, also found the collaboration between the realms of research and business to be hugely enriching:"Striking the balance between theory and practice was not always easy, but we learned a lot of new things and we can use this knowledge in future projects." To put it more briefly:technology transfer in its purest form.