Construction du Centre de Recherche Climat Planète

Une plateforme de recherche sur le climat avec laboratoires, data center et sa salle de virtualisation de calcul numérique.

Le bâtiment Climat Planète s’implante en continuité du bâtiment du CERMO sur le campus de l’Université Grenoble Alpes (UGA) à Saint-Martin d’Hères. Nous avons réutilisé l’ADN du bâtiment existant : articulation des volumes par des circulations verticales, une architecture rythmée par la structure du bâtiment, un plan du bâtiment en « branches » perpendiculaires les unes aux autres. Notre objectif est de proposer un bâtiment qui puisse rapidement constituer et faire émerger une communauté de chercheurs autour de l’infrastructure de recherche du bâtiment, de son Data Center, et de sa salle de virtualisation de calcul numérique.

Un « hub d’échange » entre chercheurs

A la jonction entre les 2 bâtiments A et B qui constituent Climat Planète, un volume entièrement vitré laisse deviner des plateaux suspendus sur 3 niveaux. Ils intègrent le hall, lieu de rencontre, d’accès à la cafétéria et à la salle de conférence au R+1 avec au R+2 et R+3 les salles de réunions entre départements. Ce « HUB » constitue un espace de mise en relation et de connexion entre chercheurs et l’affichage de l’activité du bâtiment vers l’espace extérieur. Sur les façades Est et Ouest, une résille métallique tissée en inox, protège ces vitrages sur toute sa hauteur.

Les plateaux de bureaux sont entièrement libres et structurés autour d’une circulation centrale élargie qui constitue une bande de service, intégrant espaces d’échanges informels, zones d’attente, de reprographie et puits de ventilation naturelle.

Des structures en bois et en voiles béton coulé en place et matricé

La structure du bâtiment est constituée de poteaux-poutres en béton coulé en place et d’ossature en bois. Des « noyaux » béton ponctuels intègrent les circulations verticales et sanitaires et contreventent de manière efficace le bâtiment. Cette structure permet notamment d’offrir la meilleure évolutivité des espaces, avec un minimum de voiles, nécessaires au contreventement du bâtiment sous sollicitations sismiques. Le Hall/HUB d’échange est constitué d’une dalle alvéolaire de grande portée et réalise la liaison entre les deux bâtiments sans aucun porteur intermédiaire.

Le data center et la salle de virtualisation : Un plateau libre reconfigurable à volonté

En réponse à l’évolution rapide des machines de calcul quantique et numérique, nous avons imaginé le Data Center comme un grand plateau libre de toute descente de structure avec un plancher technique. La salle de supervision et la salle de préparation des machines créent des sas à ce grand plateau et un local technique sur double hauteur permet l’installation des équipements techniques de ventilation et de refroidissement du plateau, avec des prises d’air direct sur l’extérieur, par des ventelles en aluminium thermolaquées.

Une façade  en aluminium et béton qui habille qui habille l’ITE ( Isolation thermique extérieure)

Des panneaux d’aluminium et de béton architectonique habillent de manière continue l’isolation thermique extérieure des façades. Cette isolation est une isolation biosourcée de type chanvre. Nous avons développé un système de « cadres » qui soulignent la structure du bâtiment , et dont la géométrie, les angles et les transparences sont ajustées en fonction des orientations de chaque façade. Le contrôle solaire est réalisé par des brise-soleil verticaux fixes en tôle d’aluminium pour les façades EST et OUEST. Celui-ci est complété par la mise en place d’étagères à lumière en partie haute des vitrages qui réfléchit la lumière au plus profond des bureaux. Le contrôle de luminosité est aussi assuré par des brise-soleil orientables motorisés. L’ambiance des bureaux et laboratoires peut ainsi être ajustée aux usages de chaque espace.

Bâtiment passif : un système intelligent de gestion des énergies

Le concept environnemental du bâtiment met en œuvre des principes bioclimatiques avec un système de gestion énergétique permettant une interactivité forte entre le bâtiment et son environnement. Ces principes mise en oeuvre par le BET Wimagine sont les suivants :

1- Un système de ventilation naturelle qui couvre 90% des besoins de ventilation. L’objectif est de limiter les consommations énergétiques de soufflage et de traitement d’air tout en utilisant l’inertie thermique des planchers béton pour rafraîchir ou préchauffer l’air entrant de l’extérieur. En été et à la mi-saison, la ventilation est réalisée par la différence de température entre l’air sous le bâtiment et la cheminée solaire sur le toit qui concentre la chaleur et augmente le tirage naturel de l’air vicié. En hiver, les locaux (bureaux et salles) du bâtiment sont ventilés par une ventilation double flux haute performance à récupération énergétique. La récupération y est assurée par un récupérateur haute efficacité à roue de (rendement jusqu’à 80%). La gestion des débits d’air neuf sera réalisée par la mesure du taux de CO² du local.

2- La création de puits géothermiques grâce à la présence d’une nappe phréatique permet de puiser de l’eau à une température moyenne de 16°C pour garantir les températures intérieures du bâtiment et du Data Center et participer au confort d’été dans les bureaux et salles de réunion. Il permettra le refroidissement des serveurs, le refroidissement du réseau hydraulique de plancher chauffant/rafraîchissant, le refroidissement de l’air entrant en période chaude.

3- La mise en place d’un plancher chauffant/rafraîchissement passif dans les bureaux par circulation d’eau de la nappe phréatique avec une consommation énergétique réduite.

4- Un système de diffusion et de protection solaire par étagères à lumière permettant une diffusion lumineuse au plus profond des bureaux et une protection solaire par brise-soleil au Sud , à l’Est et à l’Ouest

5- Refroidissement des salles serveurs et salle de calcul haute densité par free-cooling direct. Cette solution consiste à injecter de l’air extérieur filtré sur la face avant des serveurs, et de rejeter l’air chaud puisé à l’arrière des serveurs vers l’extérieur.

Ces dispositifs, ainsi qu’une isolation par l’extérieure et une étanchéité à l’air très performante font du centre de recherche Climat Planète le premier bâtiment du campus à énergie positive.