Télécharger le document

APPEL A PROJETS EQUIPEX / CALL FOR PROPOSALS

Acronym ARCHES

2011 DOCUMENT SCIENTIFIQUE B / SCIENTIFIC SUBMISSION FORM B

Acronyme du projet/ Acronym of the project

ARCHES

Titre du projet en français

Architectures Constructions Habitations Expérimentales et Soutenables

Project title in English

Experimental and Sustainable Architectures Buildings and Houses

Responsable scientifique et technique du projet/Project manager (chercheur, enseignant chercheur…) Aide demandée/ Requested funding

Champ(s) scientifique(s) du projet/Scientific field(s) of the project

Ce projet, ou un projet proche, a-t-il été soumis pour EQUIPEX2010 ?

Nom, Prénom / Last name, First name : ARNAUD Laurent Etablissement / Institution : GIP Les Grands Ateliers du Pôle d’enseignement, de recherche et d’expérimentation de la construction (GA) Laboratoire / Laboratory : Numéro d’unité/Unit number : Tranche 1/Phase 1 Tranche 2/Phase 2 9 643 401 € 68 410 € TVA non récupérable TVA non récupérable incluse incluse  Sciences de la Matière et de l’Energie  Sciences du Système Terre-Ecologie-Environnement  Sciences de la Vie et de la Santé  Sciences du Numérique et Mathématiques  Sciences Sociales et Humanités  Non

 Oui Acronyme du projet : Coordinateur du projet :

Ce projet est-il la suite, pour  Non tout ou partie, d’un ou plusieurs projets soumis à EQUIPEX 2010 ?

 Oui

Ce projet est-il partie  Non prenante d’un projet d’Idex ?

 Oui Acronyme des Idex : IDEX LSE (Lyon St Etienne) et GUI+, Grenoble Université de l’Innovation,

Acronymes des projets

Coordinateurs

Etablissement coordinateur (voir définition ci-après) / Institution leading the project (project leader – see definition in the call for proposals) Nom de l’établissement / Institution name Les Grands Ateliers

Statut / Status Groupement d’Intérêt Public - Culture (MCC/MEDDTL)

1/38

APPEL A PROJETS EQUIPEX / CALL FOR PROPOSALS

Acronym ARCHES

2011 DOCUMENT SCIENTIFIQUE B / SCIENTIFIC SUBMISSION FORM B Etablissement gestionnaire de l’aide (voir définition ci-après), à compléter si différent de l’établissement coordinateur / Institution managing the fundings (see definition in the call for proposals), to be completed if different from the project leader Nom de l’établissement / Institution name Les Grands Ateliers

Statut / Status Groupement d’Intérêt Public - Culture (MCC/MEDDTL)

Affiliations des unités partenaires (voir définition ci-après) du projet/Organization of the partner(s) (see definition in the call for proposals) Laboratoire(s)/ Numéro(s) d’unité/ Tutelle(s)/Research Laboratory Unit number organization reference DGCB (Département Génie FRE 3237 ENTPE, CNRS civil et Bâtiment) AE&CC (Architecture, ENSA Grenoble Environnement et Cultures Constructives) ARIAM-LAREA (Atelier de ENSA Paris La Villette Recherches en Informatique Architecture et Modélisation) CRESSON (centre de UMR 1563 ENSA Grenoble, CNRS recherche sur l'espace sonore et l'environnement urbain) CSTB (Centre scientifique et CSTB/Ministère de technique du bâtiment) l’écologie, de l’énergie, du développement durable et de la mer Institut Pascal UMR 6602 Université Blaise Pascal, IFMA, CNRS IPRAUS (Institut parisien de UMR 3329 Ausser ENSA Paris-Belleville, recherche: architecture, ENSA Paris-Malaquais urbanisme et société) CNRS IRCELyon (Institut de UMR 5256 Université Claude recherche sur la catalyse et Bernard, CNRS l'environnement de Lyon LAF (Laboratoire d’Analyse ENSA Lyon des Formes) LE2I (Laboratoire UMR 5158 CNRS, Arts et Métiers d’Electronique, Informatique et Image) – ENSAM Cluny LEAV (Laboratoire de l’Ecole ENSA Versailles d’architecture de Versailles) LEHNA (Laboratoire UMR 5023 ENTPE, Université d’Ecologie des Hydrosystèmes Claude Bernard, CNRS Naturels et Anthropisés) MAP-ARIA (Laboratoire FRE 3315 CNRS, ENSA Lyon, d'applications et de recherches ENSA Marseille en informatique pour l'architecture Entreprise(s) / company Secteur(s) d’activité/activity field Effectif/ Staff size ACOUCITE

Acoustique, environnement sonore

12

2/38

APPEL A PROJETS EQUIPEX / CALL FOR PROPOSALS

Acronym ARCHES

2011 DOCUMENT SCIENTIFIQUE B / SCIENTIFIC SUBMISSION FORM B

RESUME / SUMMARY .............................................................................5   1.   DESCRIPTION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE / TECHNICAL AND SCIENTIFIC DESCRIPTION OF THE ACTIVITIES ............................................................6   1.1.   Description du Programme / Description of the Programme ............................. 6   •   Axe 1 : L'optimisation technique des performances d'ensemble des espaces construits.................................................................................................................................... 7   •   Axe 2 : La perception des ambiances et les valeurs d’usages....................................... 8   1.2.   Structure et composition de l’equipement /Structure and building of the equipment 10   •   Les plateaux architectoniques de base ........................................................................... 10   •   Les annexes modulaires ................................................................................................... 10   •   Le système de protection amovible de la zone d’expérimentation ........................... 11   •   Les équipements de levage lourd et de transport ........................................................ 11   •   Les équipements de contrôle des ambiances ................................................................ 11   •   Les équipements spécifiques ........................................................................................... 11   1.4.   Environnement technique / Technical environnement .................................. 15   2.   STRATÉGIE DE VALORISATION DE L’ÉQUIPEMENT ET IMPACT SOCIO-ÉCONOMIQUE DU PROJET/ DISSEMINATION AND EXPLOITATION OF RESULTS ......................... 18   •   Valorisation scientifique .................................................................................................. 18   •   Impacts économiques ....................................................................................................... 18   •   Retombées Sociales ........................................................................................................... 19   •   Gestion de la Propriété Intellectuelle ............................................................................. 19   3.   MANAGEMENT DU PROJET / PROJECT MANAGEMENT ................................... 20   3.1.   Aspects organisationnels / Management.................................................... 20   Qualification du responsable scientifique et technique du projet /Relevant experience of the project manager modalités de coordination/ Coordination modalities

20   20  

Description, adéquation et complémentarité des unites partenaires/Partners’ description, relevance and complementarity

21  

Qualification, rôle et implication des UNITES partenaires / Qualification, role and involvement of the partner units

28  

•   Conseil scientifique........................................................................................................... 21   •   Conseil de valorisation et de développement............................................................... 21   3.2.   Organisation du partenariat / Collaboration organization .............................. 21   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •   •  

Partenaire : DGCB ............................................................................................................. 22   Partenaire : AE&CC .......................................................................................................... 22   Partenaire : ARIAM-LAREA ........................................................................................... 22   Partenaire : CRESSON...................................................................................................... 23   Partenaire: CSTB................................................................................................................ 23   Partenaire : Institut Pascal ............................................................................................... 24   Partenaire : IPRAUS.......................................................................................................... 24   Partenaire : IRCELyon...................................................................................................... 24   Partenaire : LAF................................................................................................................. 25   Partenaire : Le2i – ENSAM Cluny .................................................................................. 25   Partenaire : LEA.V ............................................................................................................ 25   Partenaire : LEHNA.......................................................................................................... 26   Partenaire : MAP-ARIA ................................................................................................... 26   Partenaire privé : ACOUCITE......................................................................................... 26  

3/38

4.   EVALUATION FINANCIÈRE DU PROJET/ FINANCIAL ASSESSMENT ....................... 33   4.1.   Phase 1 .......................................................................................... 33   •   Elément 1/ Element 1 ....................................................................................................... 33   •   Elément 2/ Element 2 ....................................................................................................... 33   •   Elément 3/ Element 3 ....................................................................................................... 34   •   Elément 4/ Element 4 ....................................................................................................... 34   •   Elément 5/ Element 5 ....................................................................................................... 34   •   Elément 6/ Element 6 ....................................................................................................... 35   •   Elément 7/ Element 7 ....................................................................................................... 35   •   Elément 8/ Element 8 ....................................................................................................... 36   •   Elément 9/ Element 9 ....................................................................................................... 36   •   Elément 10/ Element 10 ................................................................................................... 36   4.2.   Phase 2 .......................................................................................... 36   4.3.   Autres Frais .................................................................................... 37   4.4.   Business Plan.................................................................................. 37  

RESUME / SUMMARY Les changements climatiques attendus rendent nécessaire l’adaptation de l’habitat dans de nombreuses régions du monde alors même que les conditions d’accès à un logement de qualité, se dégradent fortement, y compris en France. Il y a donc un besoin à la fois national et global de revisiter fondamentalement la question de l’habitat, tant dans ses modes de production que dans ses modes d’utilisation. Ceci impose que de nouvelles recherches soient développées, mais aussi que les chercheurs adoptent de nouvelles façons de travailler, plus interdisciplinaires, permettant, au-delà de la recherche de résultats techniques, de mieux prendre en compte la demande, les capacités financières et le comportement des usagers d’une part et d’autre part, les caractéristiques du cycle de vie de l’habitat : la collecte des matières de base, la production des matériaux, l’organisation de la construction et du chantier, les utilisations, les possibilités de transformation et le recyclage en fin de vie. Le cycle de vie de l’habitat est très long, les investissements sont coûteux et les intervenants nombreux ; il est donc difficile de procéder systématiquement à des expérimentations et audelà de faire aboutir les efforts de modélisation. L’objectif d’ARCHES est de mettre à disposition des chercheurs en architecture, en sciences de l’ingénieur, en sciences humaines et sociales, un équipement permettant de réaliser de façon économique et rapide des prototypes à l’échelle 1 et de tester leurs performances à toutes les étapes de leur cycle de vie. Cette initiative se base sur l’expérience acquise, depuis une décennie, par les Grands Ateliers (GA) du Pôle d’enseignement, de recherche et d’expérimentation de la construction qui rassemblent dans un Groupement d’intérêt public (GIP) 12 établissements d’enseignement supérieur et de recherche (6 Ecoles Nationales Supérieures d’Architecture, 3 Ecoles d’art de Rhône-Alpes, l’Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat, l’Institut National des Sciences Appliqués de Lyon) et le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. Le concept est basé sur la plus-value que produisent la mixité culturelle (architecture, art, ingénierie, design, industrie) et les expérimentations (des matières et des structures). Cet équipement montre aujourd’hui des limites en termes de capacité d’accueil, et de capacité de «stockage» des prototypes, en vue de leur étude sur le moyen et le long terme. L’équipement ARCHES répond à ces attentes. Il se présente sous la forme de plateaux de prototypage équipés (stockage de matériel, moyens de levage lourds, fourniture d’électricité, eau, air comprimé, systèmes de mesures, réseau informatique pour l’instrumentation et la captation de données,...) et munis de dispositifs permettant l’occultation pour raisons de confidentialité, ou l’isolation afin de réaliser des essais en conditions maîtrisées. ARCHES comprend six plateaux architectoniques, afin de permettre aux laboratoires et aux partenaires de répondre aux questions de société en matière d’habitat, grâce à l’étude et la mise au point, puis la construction, de prototypes innovants avec différents objectifs dans divers domaines spécifiques comme par exemple : - optimisation de la préfabrication existante et test de nouveaux systèmes constructifs ; - gains énergétiques visant la performance puis l’autonomie à des coûts acceptables ; - perception et contrôle des ambiances, confort intérieur (acoustique, thermique, qualité d’air intérieur) ; - matières et matériaux industriels et bio-sourcés ; - habitat très économique, d’urgence et post-urgence ; - conservation et mise aux normes du patrimoine et de l’habitat existant ; - tous domaines qui participent à l’organisation et à la composition des villes de demain. Le projet ARCHES porté par les GA a le soutien des IDEX déposés respectivement par le PRES de Lyon Saint-Etienne et le PRES de Grenoble, et celui des LABEX AE&CC, IMU et PATRIMA car il contribuera à mettre en œuvre certaines de leurs orientations. D’autres partenaires comme l’ENS Arts et Métiers de Cluny ont demandé formellement leur intégration dans le GIP des GA. Outre les membres actuels et futurs des GA, ARCHES fédère le réseau national des ENS Architecture, Poly’Tech Clermont-Ferrand, Savoie et IRCELyon. Le projet ARCHES est aussi une des pièces maîtresses de la « Cité de la Construction Durable »® (CCD) qui se structure autour des GA. Celle-ci fait l’objet d’un accord de

5

partenariat en cours d’approbation entre les GA, le Pôle Innovations Constructives (PIC) fédération d’une soixantaines d’entreprises de toutes tailles du domaine de la construction, et une fédération de trois communautés d’agglomérations (Porte de l’Isère CAPI, Collines du Nord Dauphiné et des Vallons de la Tour du Pin), regroupées avec la Chambre de Commerce et d’Industrie (CCI Nord Isère) au sein du Grand Projet Rhône Alpes Nord Isère Construction Durable soutenu financièrement par la région Rhône-Alpes. La CCD intègre, outre les GA et ARCHES, la plateforme ASSTUS (ASSemblages eT Usages), en cours de développement qui a pour vocation d’aider les entreprises à mieux maîtriser les processus d’innovation et de coopération. L’ensemble qui est en train de se constituer dans ce cadre rassemble en un lieu unique (cf. §1.4) chercheurs, universitaires, industriels, entreprises et artisans spécialisés, favorise les fertilisations croisées, renforce le potentiel de recherche et d’innovation et positionne ce nouvel ensemble comme une référence internationale dans le domaine de la construction durable. Outre ce positionnement, des résultats concrets sont à attendre à différents niveaux : - explicitation et formalisation d’une démarche reproductible de conception et d’ingénierie collaborative intégrant tous les aspects de l’architecture et de la ville durable ; - mise au point de matériaux, procédés de fabrication/construction, systèmes constructifs avec dépôts de brevets et/ou de nouveaux concepts architecturaux et urbains ; - amélioration des connaissances (comportement des matériaux, du bâti, en situation réelle) notamment dans le cadre de programmes collaboratifs de recherche et développement (FP7, FUI, ANR, Oséo, …) ; - mise au point de méthodes de suivi, d’analyse et de procédés d’étude valorisant l’avis des usagers et leur intégration dans les démarches de conception ; - assistance à des programmes de reconstruction : urgence et post urgence ; - formation continue des professionnels du BTP, du fait des nombreux liens avec l’université et des organismes de formation initiale et professionnelle ; - valorisation avec un programme de publication et de diffusion des résultats ; - communication scientifique, diffusion des cultures scientifiques, techniques et industrielles, utiles au secteur, avec des démarches de vulgarisation pour divers publics et des possibilités d’ouverture au grand public. En renforçant fortement la dimension et la capacité des infrastructures à disposition des chercheurs et en rendant possible un élargissement à de nouveaux partenaires, ARCHES va permettre de franchir une nouvelle étape dans la dynamique régionale des territoires largement reconnue avec les GA et le PIC vers un rôle de leader international en matière de recherche et de diffusion de l’éco construction en réponse aux divers besoins de nos sociétés contemporaines. 1. 1.1.

DESCRIPTION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE / OF THE ACTIVITIES

TECHNICAL AND SCIENTIFIC DESCRIPTION

DESCRIPTION DU PROGRAMME / DESCRIPTION OF THE PROGRAMME

En France et dans le monde, des progrès significatifs sont attendus du secteur du bâtiment pour répondre à la demande (qualitative et quantitative) de logement, tout en contribuant à atteindre les objectifs fixés par le protocole de Kyoto. En effet, on constate que : - l’habitat représente aujourd’hui 18.5% de la production des Gaz à Effet de Serre (GES). Il est le seul, avec le transport, à être en hausse (+16% de 1990 à 2005) ; - rien qu’en France, 7,2 millions de logements sont considérés comme peu ou pas isolés (G=2,3) donc ayant de mauvaises performances énergétiques ; - les conditions d’accession à un logement de qualité ne cessent de se dégrader aussi bien en France où les mal-logés sont évalués à environ 3,5 millions [rapport Fondation Abbé Pierre] que sur l’ensemble de la planète. De plus, pour ceux qui en possèdent, ces logements pèsent de plus en plus sur leur budget [Credoc] ; - au niveau mondial, les bidonvilles comptent 1 milliard d’habitants, soit 1 personne sur 7 ; selon l’ONU-Habitat, ce chiffre passera à 1,4 milliards en 2020, soit 1 personne sur 5 (population actuelle de la Chine). Incontestablement, la crise financière de 2008 a renforcé la précarité du logement et la pauvreté.

6

ARCHES doit permettre la production de connaissances sur les matériaux, les systèmes constructifs, les modalités d’assemblage et d’intégration des systèmes techniques économes en énergie, l’organisation du chantier, les ambiances et les usages, pour produire, à court terme, des logements éco-responsables, confortables, économiques, et accessibles au plus grand nombre. De plus, cet équipement favorisera la synergie entre les chercheurs, les professionnels et les industriels pour développer les méthodes de conception architecturale et d’ingénierie collaborative transformant la production du cadre bâti, nécessaire à l’atteinte des objectifs du Grenelle de l’Environnement. ARCHES se présente sous la forme de plateaux de prototypage équipés (outillage de levage lourd, électricité, eau, air comprimé, réseau informatique, radio HF…) afin de réaliser des prototypes échelle 1. Ils disposent de systèmes permettant l’occultation pour des raisons de confidentialité, ou l’isolation afin de réaliser des essais en conditions maitrisées. Chaque plateau peut être adapté à une thématique de recherche particulière afin de permettre aux laboratoires et aux partenaires de répondre aux questions de société concernant : la matière et les matériaux, les espaces urbains, l’habitat sain, l’habitat très économique, l’urgence et la post-urgence, la conservation et la valorisation du patrimoine, l’organisation de la production et du chantier intégrant plus de préfabrication, l’emploi des matériaux bio-sourcés, l’invention de nouveaux systèmes constructifs… De par ses objectifs, le projet s’inscrit naturellement dans la Stratégie Nationale de Recherche et d’Innovation [SNRI rapport général 2009], pour l’axe 2, Urgence environnementale et écotechnologies, dans le thème « inventer des modèles de bâtiments et de villes durables en repensant l’architecture et l’urbanisme et en développant les technologies de stockage de l’énergie». ARCHES contribuera également à l’amélioration des pratiques en terme de santé en lien avec le bâtiment qui apparaît dans l’axe 1. Enfin, le projet fédère largement les compétences d’équipes de recherche en sciences pour l’ingénieur et en sciences humaines et sociales, il permettra l’émergence de programmes de recherche pluridisciplinaires dans le domaine de la construction. ARCHES se structure sur deux axes scientifiques du domaine de la construction, innovants et complémentaires des démarches déjà conduites par les laboratoires partenaires du projet : - l’optimisation technique des performances d’ensemble des espaces construits ; - la perception des ambiances et des valeurs d’usages des espaces habités, ainsi que l’interface habitat/habitants qui conditionne aussi la performance d’ensemble des bâtiments. Ces deux axes de recherche doivent accélérer l’émergence d’un éco-développement pour la production du cadre bâti porté par : • la participation des habitants intégrant leurs pratiques et leur rapport au monde ; • la coopération des pouvoirs territoriaux, favorisant une économie relocalisée ; • la production d’espaces appropriables inscrits dans une histoire, une culture, un site ; • la maitrise des coûts de la construction par la mise en œuvre de matériaux appropriés au territoire, favorisant la diminution de l’énergie grise ; • la prise en compte dans l’élaboration des espaces des besoins humains globaux, et notamment de la dimension existentielle et identitaire liée à l’habiter ; • la prudence écologique dans un souci du respect des écosystèmes et de leur diversité. • Axe 1 : L'optimisation technique des performances d'ensemble des espaces construits. Cet axe s’attache à l’analyse multi physique et multicritères des conditions de confort au sein des espaces habités. Les objectifs des recherches mis en œuvre visent l’amélioration des performances dans la construction neuve et la réhabilitation de l’habitat ancien. Par le croisement des différents matériaux et paramètres au sein de prototypes, cet axe cherchera à définir des ensembles cohérents et complémentaires. Il sera possible d’étudier les influences des matériaux constitutifs, des assemblages de matériaux et d’éléments, de la nature des espaces ou des équipements installés sur les performances techniques de la construction. Cet axe s’appuie donc sur l’ensemble des domaines scientifiques liés aux sciences de l’habitat (matériaux, mécanique, thermique, aéraulique, éclairage, acoustique), réunis dans des

7

prototypes à l’échelle 1/1. Il est complémentaire des démarches conduites au sein des laboratoires partenaires, souvent spécialisés dans un seul de ces domaines. La problématique de l’habitat sain (qualité d’air intérieur QAI) sera également abordée en partenariat avec des laboratoires du domaine (CSTB Grenoble et IRCELyon). La qualité de l’air dépend de la qualité d’air extérieur, des sources de pollution internes (matériaux, équipements, mobilier, activités…) et des conditions de ventilation (naturelle et mécanisée). Ces dernières sont donc directement liées à la conception architecturale du lieu et des équipements de ventilation. En conséquence, un équipement spécifique d’analyse de l’air sera installé dans la halle à proximité pour permettre le montage de projets sur ce thème. Les recherches actuelles font émerger : • de nouveaux matériaux de construction (matériaux à base végétales, matériaux à changement de phases, … ; • de nouveaux équipements de régulation ou d’amélioration des conditions de confort (dépollution…) qu’ils soient technologiques ou naturels (murs végétalisés…), et qu’il convient désormais de prendre en compte dans les bilans globaux ; • de nouveaux systèmes constructifs visant une construction plus rapide, dans des conditions de travail et sécurité optimisées pour un résultat de meilleure qualité et à moindre coût ; • le rôle des abords (végétation environnante, jardins, construction voisines, …) qui influencent le fonctionnement des bâtiments ; • l’intégration de mobilier multi usage participant aux fonctions de confort et de contrôle des ambiances (éclairage, rafraîchissement ou chauffage…) dans l’habitat. • Axe 2 : La perception des ambiances et les valeurs d’usages. La réalisation de prototypes à l’échelle 1, c'est-à-dire d’espaces habitables offre la possibilité de qualifier la dimension anthropologique d’un habitat en plus de la qualification de ses performances techniques et énergétiques, grâce à l’évaluation de la qualité des ambiances et de la valeur d’usage de ses espaces. L’étude des relations qu’entretiennent les « habitants » avec leurs espaces et leur environnement complète les fondements d’un écodéveloppement, en intégrant aussi dès la conception du bâti des dimensions anthropologiques et sociétales. Cette universalité se retrouve dans quatre actions fondamentales propres à l’homme intégrant sa nécessaire singularité [Ségaud 2010] : • habiter : dans un espace et un temps, donner une dimension poétique ou existentielle à un territoire ; • fonder, voire refonder : acte symbolique et social qui pense le site et « fait » le territoire ; • distribuer et classer : à l’échelle urbaine, rechercher les partitions sociales, générant une partition territoriale ; à l’échelle architecturale, rechercher les partitions spatiale et temporelle propres à chaque mœurs et chaque pratiques ; • transformer, reformuler, représenter : comment l’habitant peut inscrire spatialement la mutation de ses pratiques dans l’espace construit, comment le concepteur peut comprendre et anticiper cela ? L’habitat aussi est traversé par la mondialisation, les mobilités, le métissage, marqueurs de nos espaces contemporains. Ces bases étant posées, il faut établir une anthropologie de l’habitat durable ou écologique qui aura pour but : • l’élaboration de grilles d’analyse et de lecture, d’indicateurs des qualités d’ambiances et des valeurs d’usages propres à cet habitat et donc de son confort. Pour cela, les indicateurs physiques doivent intégrer des pondérations par des facteurs physiologiques. Les partenaires académiques et institutionnels présents ont l’expérience sur au moins deux aspects liés aux ambiances lumineuses (intégrant éclairage naturel et artificiel) et sonores (notion de gêne sonore, d’intelligibilité). Ces aspects tout comme la question QAI permettront le développement de nouveaux projets en lien avec la santé (liaison avec l’Equipex Healthy-Light de l’ENTPE) ;

8

• la création d’une base de données sur l’habitat durable ou écologique, ses conditions de production, son inscription dans un territoire à différentes échelles (pièce habitée, logement, ensemble de plusieurs habitations, urbain…), ses caractéristiques techniques et durables, ses caractéristiques urbaines et ses évaluations a postériori par les habitants. Pour mener à bien ces travaux, les GA bénéficient d’une expérience dans le domaine comme le prouvent les actions déjà en cours ou en phase de montage : L’Armadillo Box® a été développé en collaboration avec l’Institut National de l’Energie Solaire, l’ENSAG et les GA pour la compétition universitaire internationale du Solar Decathlon Europe (SDE) 2010 [www.sdeurope.org] qui a permis de concevoir et construire en 2 ans le prototype à l’échelle 1 d’une maison solaire innovante répondant aux contraintes d’une totale autosuffisance énergétique et au maintien de conditions de confort élevées. Ce prototype sera reconstruit, au sein d’ARCHES afin de poursuivre son développement. Un plateau jumelé est réservé afin de réaliser le nouveau prototype qui sera en compétition pour la session du SDE 2012. Le bois cordé est une technique développée, depuis 4 ans par l’ENSAL et l’ENTPE aux GA, où est élaboré ex-nihilo, un système constructif avec l’utilisation de bûches de bois dans de la maçonnerie. Différents éléments de construction (murs, voûtes, linteaux…) ont été imaginés puis réalisés avant d’être instrumentés pour un suivi de comportement dans le temps. ARCHES doit permettre de développer un premier prototype à l’échelle 1. Le programme BAE (Béton Argile Environnemental) vise à transformer la terre naturelle en béton d’argile auto-nivelant, auto-plaçant, performants thermiquement pour des applications horizontales (dalles) ou verticales (murs). ARCHES permettra de réaliser, un prototype, pour tester les mises en œuvre et évaluer ses performances d’ensemble. Le module pierres massives réalisé récemment aux GA, a permis de construire un pavillon de 60 m² en 3 jours en conjuguant les travaux d’étudiants en architecture (ENSA de Grenoble et de Montpellier) et de compagnons tailleurs de pierres. Le prototype a subi un test de perméabilité à l’air et a atteint les objectifs requis pour un bâtiment à basse consommation. ARCHES permettra de développer un système constructif complet et de relancer un nouveau débouché pour la filière industrielle d’extraction des blocs en pierres. Fédérant les compétences d’équipes de recherche en architecture, en sciences pour l’ingénieur et en sciences humaines et sociales, publiques ou privées, ARCHES veut faire émerger des solutions innovantes pour l’habitat et la ville de demain. ARCHES s’appuie, et en même temps déploie, tout l’acquis des GA. Chaque plateau architectonique développera une ou plusieurs thématiques de recherche particulières, pour répondre aux questions de société concernant : la matière et les matériaux, l’habitat sain, très économique, l’urgence et la post-urgence, la conservation et la valorisation du patrimoine et de l’habitat existant, et plus généralement, la mise au point de prototypes innovants pour différents objectifs. ARCHES doit accélérer l’émergence du bâtiment durable, moins coûteux à construire, plus sain et plus respectueux de l’environnement, tout en redevenant un objet « situé » spatialement, culturellement et socialement pour répondre aux objectifs fixés par le Grenelle de l’Environnement et sa déclinaison spécifique dans le Plan Bâtiment.

9

1.2.

STRUCTURE ET COMPOSITION DE L’EQUIPEMENT /STRUCTURE AND BUILDING OF THE EQUIPMENT

Le projet ARCHES est constitué de six plateaux architectoniques, de leurs annexes modulaires et d’équipements mobiles complémentaires qui permettent de réaliser des prototypes de bâtiment (ou de parties de bâtiment), à l’échelle 1, de mener les campagnes de mesures de leurs performances réelles, ainsi que de procéder à l’évaluation de leur perception par des habitants, sur des durées variant entre six mois et trois ans. Ces plateaux constituent un équipement hybride entre des ateliers de construction desservis par des équipements de levage lourd de type portuaire, et des laboratoires de physique du bâtiment et génie civil associés avec des dispositifs de mise en scène de studios de cinéma permettant la prise de vue et la simulation d’ambiances.

Figure 1 : plateau architectonique avec annexes modulaires couvertes (containers de stockage + modules base vie et bureaux de chercheurs à l’étage)

• Les plateaux architectoniques de base Ils sont composés : - d’une zone d’expérimentation sur radier béton de 25m x 25m, comportant une aire de travail de 20m x 20m d’assise plane pour la réalisation des prototypes entourée d’une zone de desserte de 2,50m de large pour le passage des véhicules de transport lourd et/ou la mise en place d’une structure de protection amovible de type échafaudage. - d’une zone annexe de modules mobiles (type containers de stockage et bureaux modulaires) empilables, de 25m x 9m (cf. Fig. 1). Chaque plateau est équipé de réseaux d’évacuation EU/EV intégrés en dallage permettant la connexion des sanitaires de chantier (zone annexe) et le raccordement d’un prototype d’habitat (zone expérimentation). Des caniveaux périphériques récupèrent les eaux de lavage et de chantier pour les stocker et les filtrer avant réutilisation ou injection dans le réseau urbain. Un système de coffrets de chantier étanches assurent la livraison des fluides (eau potable, eau de pluie récupérée pour lavage, air comprimé) et de l’énergie (électricité 220V5kW + triphasé et air comprimé) aux quatre coins de l’aire d’expérimentation. L’ensemble est équipé de réseaux de télécommunication VDI en relation avec les installations existantes des GA (Wi-Fi, fibre optique, radio HF, vidéo…). Trois plateaux sont conçus pour des charges portantes élevées (5t/m²), ils permettent la réalisation des prototypes. Deux autres plateaux présentent les mêmes équipements mais leur radier est dimensionné pour des charges limitées à 3t/m², ils sont destinés à recevoir des prototypes en phase de mesure et de démonstration, ne nécessitant plus le passage d’engins lourds (mise en place des composants prototypes par pont roulant et charriots légers). Un plateau de base ne comporte pas de dalle dans la zone d’expérimentation afin de pouvoir tester des prototypes sur un sol naturel. Ces plateaux sont destinés aux expérimentations de type ruinets utilisées pour l’étude et la simulation des pathologies de fondations, et soubassements pour la sauvegarde de patrimoine (Cf. AE&CC UNESCO). • Les annexes modulaires La zone de stockage nord permet d’empiler 12 modules formant les annexes de l’aire d’expérimentation. Ils sont mis en place, à la demande, grâce à un chariot automoteur reachstacker qui permet une grande modularité de services. Des modules annexes aménagés

10

dans des containers acier standard 20’ fournissent les fonctions de stockage des matériaux, de l’outillage et du matériel, ainsi que la production d’air comprimé. Des modules préfabriqués aménagés constituent la base vie du chantier (sanitaires, vestiaires, couchettes de repos) et les bureaux des chercheurs dotés de moyens de communication (WiFi, radio HF) et d’équipements de monitoring des expérimentations (serveur et réseau informatique, plateforme d’acquisition de données reliée aux capteurs placés dans les prototypes). Une couverture légère démontable permet de mettre à l’abri l’ensemble des annexes dans le cas d’expérimentations de longue durée. Des grilles de clôture et des alarmes assurent la sécurité du site. Les annexes sont assorties par kit de 12 modules. Les besoins sont évalués à 4 kits modulables pour les 6 plateaux architectoniques. • Le système de protection amovible de la zone d’expérimentation Une enveloppe de protection amovible, adaptable à chaque plateau, peut être érigée en périphérie de l’aire d’expérimentation pour assurer la mise sous abri du prototype en phase montage. Cette protection peut également être utilisée pour créer une zone d’ambiance protégée et maîtrisée. La structure supérieure de couverture comporte un gril technique auquel sont suspendus les équipements scéniques et de simulation climatique. • Les équipements de levage lourd et de transport Un pont roulant bipoutre, d’une capacité de 50T, dessert les plateaux regroupés pour déplacer ou monter les prototypes. Ce dispositif de levage est complété par des chariots automoteurs à fourches munis de bras télescopiques. Des nacelles à bras déporté et des plateformes sur ciseaux permettent l’accès aux ouvrages en hauteur. Les transports de matériel et de matériaux sont assurés par des véhicules PL à plateaux. Tous ces équipements se combinent pour garantir la plus grande flexibilité des plateaux architectoniques. • Les équipements de contrôle des ambiances Le gril technique permet de mettre en place des dispositifs d’éclairages (projecteurs et ciel artificiel de type Héliodon) ou d’arrosage (rampes de pluies ou brumisation) qui recréent des conditions climatiques contrôlées sous l’abri d’écrans de confinement suspendus au gril. Ces dispositifs permettent de mener des campagnes de mesures du comportement physique réel des bâtiments selon des cycles climatiques connus, en toute indépendance des conditions météorologiques du site. Le comportement de prototypes sous des latitudes variées peut ainsi être étudié dans des cycles courts. Un équipement son (sources, enceintes, console audio, mesure) permet de recréer des ambiances sonores sur les quatre façades d’un prototype afin d’étudier son comportement acoustique (absorption et affaiblissement). • Les équipements spécifiques ARCHES comporte une série d’équipements qui permettent de développer les recherches sur la conception avec l’utilisation des machines à commande numérique dans la construction. Un bras robotisé se déplaçant sur rail, et un palonnier à ventouse sous vide couplé avec le pont roulant, permettent de mener des expérimentations d’assemblage et de montage de parties de bâtiment ou d’éléments de construction. Une imprimante 3D permet de réaliser rapidement des maquettes économiques. Une station météo professionnelle relève et archive les données climatiques du site afin de servir de référence pour les mesures effectuées sur les prototypes. Enfin, un analyseur d’air spécifique PTR-TOFMS haute résolution fédère trois équipes de recherche sur la problématique de la QAI en permettant l’analyse en temps réel de divers composés gazeux (COV, NOx, …). Les quantités et les références précises des équipements intégrés dans la présente demande de financement sont données dans les tableaux de § 4.

11

1.3.

ORIGINALITE ET CARACTERE NOVATEUR DU PROJET D’EQUIPEMENT INNOVATIVE FEATURE OF THE EQUIPEMENT PROJECT

/ORIGINALITY AND

Si des plateformes de test de prototypes de bâtiments existent déjà en France (CSTB à Champs/Marne, bâtiment Descartes+ à Marne-la-Vallée et halle de test des enveloppes à Grenoble [www.duree-de-vie-batiment.fr], INES au Bourget-du-Lac [www.ines-solaire.org]) elles sont toutes spécialisées sur des thématiques technologiques et aucune n’est équipée de la manière prévue dans le projet présenté ici. En Europe l’experimentierfeld de la TU Darmstadt [www.tu-darmstadt.de] permet la réalisation de constructions expérimentales mais pas leur tests de manière organisée et répétitive. La TU Rosenheim [www.fhrosenheim.de] possède des ateliers de fabrications similaires aux Grands Ateliers, mais pas de plateforme de test in situ. Barcelona Tech (Universidad Politecnica de Catalunya) [www.upc.edu] dispose d’une aire d’expérimentation pour l’habitat durable, mais pas de plateaux techniques permettant des tests en vraie grandeur… Le projet ARCHES est innovant car il permet la réalisation de prototypes d’habitat entier et leur mise en condition réelle ou en atmosphère protégée et maitrisée, sur de longues périodes. Il permet surtout la confrontation directe avec les usagers et donc l’évaluation de la perception par les professionnels et les industriels du BTP, les bailleurs sociaux et les financeurs - mais aussi le grand public - des modèles d’habitat et de ville du futur développés dans le cadre des recherches des équipes partenaires. UN OUTIL D’ÉVALUATION TECHNOLOGIQUE DE PROTOTYPES D’HABITAT Cette originalité permet ainsi d’accéder aux performances réelles des habitations et d’en comprendre le fonctionnement à l’échelle macroscopique. L’enregistrement des performances physiques ouvre la voie à la constitution de bases de données objectives à partir desquelles il est possible de corriger et faire évoluer les outils de simulation utilisés en phase de conception et de gestion des projets architecturaux et urbains. Les expérimentations constituent des bancs d’essais pour des systèmes constructifs et des matériaux nouveaux ainsi que pour les méthodes de mise en œuvre et de conception de ces produits et systèmes. ARCHES est donc un outil d’évaluation et d’évolution technologique qui profite à l’ensemble des acteurs économiques du secteur du BTP. UN OUTIL D’ÉVALUATION SOCIOLOGIQUE ET CULTURELLE DE PROTOTYPES D’HABITAT L’originalité du projet réside aussi dans l’analyse des aspects sociaux et culturels qui caractérisent les milieux de vie. La connaissance de la perception et du ressenti d’une configuration urbaine ou d’un “produit d’habitation” donné par de potentiels futurs utilisateurs, permet de connaître les comportements humains qui constituent un facteur déterminant dans la performance globale d’un dispositif durable. Cette connaissance permet d’anticiper les besoins et de répondre de manière plus adaptée aux demandes du marché et aux objectifs politiques partagés. Les partenaires comme l’OPAC69 ou AXIS, ainsi que Bouygues Immobilier et Vinci Construction (partenaires du SDE) sont particulièrement intéressés par les résultats que l’on peut attendre des expérimentations ARCHES. UN OUTIL D’ÉVOLUTION CULTURELLE DES MODES DE VIE GRÂCE AUX PROTOTYPES D’HABITAT Les prototypes servant de démonstrateurs auprès de leurs visiteurs permettent de faire évoluer les modes d’habiter. Ils constituent un laboratoire exceptionnel sur les méthodes de conception concertée indispensables à mettre en œuvre pour réussir la diffusion des pratiques écoresponsables dans le domaine du logement, des espaces de travail et des espaces urbains. Les partenaires des équipes de recherche comme la Région Rhône-Alpes, le Conseil Général 71, la Métro de Grenoble ou le Grand Lyon, et au-delà les organismes de promotion de la culture architecturale et urbaine comme le PUCA et la Cité de l’Architecture et du Patrimoine, sont particulièrement intéressés par ces évolutions. UN OUTIL AU SERVICE DE L’ARCHITECTURE COLLABORATIVE ARCHES est innovant ensuite par l’approche transdisciplinaire qu’il permet dans un milieu scientifique, économique et technique particulièrement segmenté. L’expérimentation à l’échelle 1 engendre une dynamique de travail par projet qui débouche sur des thématiques

12

de recherche transversales mettant en jeu la création artistique, les sciences de l’ingénieur, les sciences humaines et sociales et les contraintes économiques. Ce nouveau concept qui se dégage, celui de l’Architecture collaborative, trouvera dans ARCHES un support unique en son genre pour développer de nouveaux outils et de nouvelles méthodes qui modifieront le paradigme du projet architectural et urbain tel qu’il est établi aujourd’hui. D’un travail séquentiel découpé entre les acteurs du cycle de vie du bâtiment, on passe au travail participatif et collaboratif associant dès le début du projet, l’ensemble des acteurs impliqués. Ce sera notamment le cas, par exemple, pour la question de l’acoustique (projets Acoucité et Morphone du Cresson) ou pour la qualité d’air intérieur (QAI) en lien avec les matériaux de construction utilisés (cf. projets IRCELyon et CSTB de Grenoble.) UN OUTIL QUI DÉVELOPPE UN RÉSEAU DE PARTENAIRES PRODUISANT DE LA CULTURE SCIENTIFIQUE, TECHNIQUE ET INDUSTRIELLE (CSTI) Enfin, le projet ARCHES est original de par le réseau des partenaires associés au projet. Au niveau territorial, il s’intègre dans un projet plus vaste, la CCD (cf. §1.4). Sur le même site, seront réunis, aux côtés des GA, ARCHES et la plateforme ASSTUS. Cet ensemble présente la particularité d’impliquer des acteurs importants au plan régional, par le soutien de la région Rhône-Alpes au GPRA Nord Isère, par l’implantation sur le territoire des membres du PIC, grandes entreprises dont Lafarge, Vicat, Kernéos, Ferrari, etc et surtout un ensemble d’entreprises représentant l’ensemble de la filière construction, par la présence également d’acteurs régionaux importants au sein du GIP des GA (les écoles d’architecture, plusieurs écoles d’ingénieur). Il possède également une portée nationale à travers les acteurs économiques et académiques qui y sont présents, entreprises du PIC, écoles nationales d’ingénieurs et l’ensemble des écoles d’architecture françaises (cf. lettres de soutien), établissements de recherche (CSTB). Il jouit enfin, à travers l’ensemble de ces acteurs, d’une visibilité internationale remarquable comme l’indiquent les soutiens apportés au projet à la fois par le réseau européen des Ecoles d’Architecture EAAE mais également par le Conseil International des Architectes Français (CIAF) qui regroupe l’Ordre des architectes, les syndicats professionnels d’architectes que sont l’UNSFA et le Syndicat de l’Architecture et un comité d’experts. Cette dimension internationale sera aussi largement présente du fait de la possibilité d’offrir de nouveaux services aux organisation internationales (UNHabitat, UNHCR, UNESCO,…) et des grandes ONGs internationales (CICR, Caritas, Misereor…) qui sont demandeurs de progrès techniques et méthodologiques pour apporter des réponses plus pertinentes dans le cadre des programmes d’urgence et de reconstruction post-catastrophe. Cette concentration de dispositifs et d’acteurs complémentaires sur le territoire favorise la fertilisation croisées et les travaux collaboratifs et accélère les innovations dans le domaine du bâtiment. A titre d’exemple, nous avons d’ores et déjà identifié six programmes de recherche utilisateurs déclarés ou potentiels de plateaux dès 2012. Le Solar Decathlon Europe est une compétition universitaire internationale biennale ou des équipes pluridisciplinaires et polytechniques d’architectes, d’ingénieurs et de managers, en partenariat avec des industriels et des entreprises, conçoivent et construisent un prototype de maison à hautes performances énergétiques utilisant uniquement l’énergie solaire. Il stimule la R&D et fait émerger des solutions innovantes dans les domaines énergétiques, technologiques et constructif, appliqués à l’habitat et la ville. Les projets sont évalués selon une analyse multicritères (qualité esthétique et spatiale, niveau des performances techniques, valeur d’usage du logement…). Les prototypes, ouverts à la visite publique (190 000 personnes en 2010 à Madrid), sont durant deux semaines, habités, testés et monitorés. Cette dynamique de projet fédère de nombreux acteurs du BTP, favorise l’amélioration des méthodes de conception collaborative, améliore la compréhension des écarts entre les prévisions obtenues par les outils de simulation en phase d’étude et le comportement réel d’un prototype habité. En 2010, une équipe associant les GA, l’INES et l’ENSAG a participé à la première édition européenne du Solar Decathlon (classée 4ème, elle a remporté plusieurs prix en architecture, ingénierie, innovation et bilan énergétique). En 2012 une équipe RhôneAlpes regroupant les GA, l’INES, des écoles d’architecture et d’ingénieurs de Grenoble et

13

Lyon, participe à nouveau avec le soutien d’une quarantaine d’entreprises privées et d’organismes publiques régionaux et nationaux. Le projet de recherche Béton d’Argile Environnemental (BAE), financé par le MEDDTL dans le cadre de l’appel 2010 du programme incitatif C2D2 (Concevoir et Construire pour le Développement Durable), rassemble 8 partenaires de recherche et industriels : le laboratoire CRAterre-ENSAG en tant que coordonnateur, le laboratoire MATEIS-INSA de Lyon, le département DGCB-ENTPE, le Centre Technique des Matériaux Naturels de Construction (CTMNC), 3 entreprises : les Carrières du Boulonnais, AKTerre (distributeur de matériaux de construction), l’entreprise Caracol (constructeur en terre crue), et enfin les GA. Le projet vise à concevoir et mettre au point des matériaux de construction innovants à base de terre crue (granulats agglomérés, liant argileux). De nouveaux composites terre/chanvre permettront d’obtenir de meilleures performances thermiques. L’utilisation d’adjuvants dispersant les argiles permettra de couler la terre à l’état liquide pour de nouvelles applications horizontales (dalles et planchers chauffants). L’adjonction supplémentaire d’agents coagulants, accélérant le décoffrage, doit permettre aussi des applications verticales (mur monolithique). ARCHES permettra de réaliser des prototypes d’habitation à l’échelle 1, à partir des matériaux formulés par les laboratoires, de mesurer leurs performances énergétiques et acoustiques, et d’évaluer leur confort d’usage. Le programme DEMETHER (ANR-2010), associe des laboratoires du Cemagref, des universités de Clermont II et de Limoges et l’ENSACF. Il vise à développer des matériaux composites de construction à base de produits agricoles. Il s’agit de développer une matrice biosourcée permettant d’assembler des particules, sous-produits de l’agriculture (maïs, chanvre, lin...) aux propriétés encore mal connues (effets physico-chimiques, comportement mécanique). La valorisation pour le bâtiment de ces sous-produits, renouvelables, naturels et stockant du CO2, présente un intérêt environnemental certain. Plusieurs étapes préalables sont nécessaires : mise au point d’un liant biosourcé, caractérisation et modélisation des performances thermomécaniques des composites (notamment les effets d’endommagement aux interfaces granulats/matrice et les transferts hygrothermiques). ARCHES permettra ensuite de réaliser un prototype, testant la mise en œuvre de ces nouveaux matériaux et étudiant leurs impacts sur les ambiances du logement, en analysant aussi la perception de ces conditions par des utilisateurs réels. Si ce projet émerge, l’université Poly’tech ClermontFerrand (laboratoire LaMi dans le nouvel Institut Pascal) a fait connaitre son intérêt pour intégrer les GA. Le MODULA Project concerne un système innovant d’assemblage d’éléments en bois, modulaires et préfabriqués. Il est encore confidentiel et associe un industriel français, P. Lefranc, et une société de développement anglaise, Rogers Stirk Harbour+Partners. Son intérêt majeur est de permettre le développement de différents systèmes constructifs sur la base de mêmes assemblages. ARCHES, permettra d’élaborer un programme de construction d'un prototype “francisé” qui serait une vitrine du système. Il permettrait d’optimiser les performances des espaces construits ainsi que d’améliorer le système constructif. Pierres Massives : Depuis deux ans, au sein des GA, J.P. Foucher et les Compagnons du devoir, en collaboration avec G. Perraudin, architecte, ont développé un système constructif en blocs monolithiques de grandes dimensions. En 2011, un prototype en éléments de 1200 x 800 x 600 mm a été construit en trois jours, dans des coûts comparables voire inférieurs aux bétons cellulaires ou à la brique en terre cuite. Le prototype a passé avec succès le test d’étanchéité à l’air pour une labellisation de bâtiment à basse consommation. En l’absence d’ARCHES, le prototype a dû être déconstruit. Cette démarche est très prometteuse pour la filière industrielle d’exploitation des carrières. Depuis juillet 2011, un programme de R&D est en cours, intéressant les instituts de métiers des compagnons du devoir, plusieurs carriers et le cabinet d’Architecte G. Perraudin. Il s’agit d’optimiser le système constructif en pierres massives et de mettre au point un système d’isolation thermique complémentaire et compatible avec cette technique. Habitat d’urgence et reconstruction post catastrophe : Dans le cadre des programmes de reconstruction, plusieurs prototypes ont déjà pu être réalisés aux GA (Pakistan, Haïti) par les chercheurs d’AE&CC. Ceci a permis de mettre au point des modèles d’habitat d’urgence et d’habitat durable pour les projets de reconstruction dans ces pays. La mise à disposition et surtout la plus grande disponibilité qui sera offerte par ARCHES va permettre de multiplier

14

les initiatives de ce type car il sera désormais possible de répondre plus rapidement aux demandes d’UNHabitat, et du CICR… QAI : En partenariat entre le CSTB, le DGCB et l’IRCELyon, un projet de recherche visera à étudier pour modéliser les processus physico-chimiques (émissions, transformations) et dynamiques (diffusion, ventilation) en lien avec l’architecture qui conditionnent la qualité d’air intérieur. Cette étude pourra porter d’une part sur l’analyse de l’un des prototypes construits mais également sur le diagnostic des émissions en fonction des différents prototypes construits sur le site. Un dispositif de mesures reposant sur la technique de spectrométrie de masse avec une ionisation permettra la mesure de masse complète en temps réel avec une limite de détection de quelques PPTV. Cet instrument de haute résolution spectrale permet une analyse d’un large panel de composés gazeux. Ce travail intéresse les industriels des matériaux de construction mais également ceux de la décoration, du bricolage, des textiles et de l’ameublement, et les résultats pourront être valorisés dans les domaines comme l’automobile et l’aéronautique. 1.4.

ENVIRONNEMENT TECHNIQUE / TECHNICAL ENVIRONNEMENT

Le projet ARCHES bénéficie pour son implantation dans le cadre du partenariat mis en place avec la communauté d’agglomérations CAPI, d’une possibilité foncière remarquable sur un terrain de 6 ha jouxtant directement les GA et appartenant à la CAPI (cf. Fig.2). Le site est à 15 minutes de l’aéroport et de la gare TGV de Lyon-Saint Exupéry, à 30 minutes de Lyon, et à 45 minutes de Grenoble. Ce terrain est identifié par l’accord de partenariat en cours d’approbation entre les GA, la CAPI et le PIC comme le lieu de développement de la Cité de la Construction Durable®, accueillant ainsi le projet ARCHES et la plateforme ASSTUS, et rassemblant ainsi en un même lieu, plateformes à usage pédagogique, plateformes de recherche et d’expérimentations, plateformes de démonstrations et services aux entreprises. Le regroupement de tous ces composants autour des GA permet de mutualiser les accès, les réseaux de viabilisation, les zones de stockage et un certain nombre d’équipements.

Figure 2 : le terrain disponible à côté des GA et localisation du projet ARCHES Selon les possibilités d’implantation sur le terrain, certains plateaux architectoniques sont groupés afin de mutualiser les équipements de levage lourd et de constituer, le cas échéant, un grand plateau pour des expérimentations de grandes dimensions (cf. Fig.3)

15

Au moins deux plateaux sont néanmoins implantés séparément de manière à autoriser les expérimentations sur des bâtiments isolés, situés dans des conditions paysagères différentes. L’accès aux plateaux se fait par l’Impasse du Pont, voie communale desservant également les GA. Un accès secondaire peut être aménagé par l’avenue Steve Biko pour assurer un bouclage. Les réseaux de viabilisation en place permettent le raccordement des six plateaux architectoniques pour l’alimentation en eau potable et en électricité à partir des GA. Les tableaux de protections électriques nécessaires seront installés dans le local TGBT des GA qui dispose de la place nécessaire. En revanche, chaque plateau devra être raccordé aux réseaux d’évacuation EU/EV de la ville. Ces travaux de raccordements sont intégrés dans le budget de la présente demande de financement. La sécurité du site sera assurée physiquement par des clôtures autour de chaque plateau et par une clôture périphérique du site, complétée d’un système d’alarme générale raccordée à la société de surveillance des GA. Dans le cadre d’autres aménagements (hors EQUIPEX), des plateformes de présentation sont prévues sur le même site. Elles permettront notamment l’exposition et la visite, par les publics professionnels et le grand public, de prototypes aboutis en phase de démonstration. A ce titre, les emplacements de stationnement des véhicules des visiteurs ainsi que leurs voies de desserte seront prévus dans le cadre du projet d’aménagement général du site. Une étude de programmation (cf. annexes), menée depuis deux ans a permis d’étudier plusieurs schémas d’aménagement du site en intégrant les différentes composantes. Un concours d’urbanisme lancé avec la CAPI doit permettre d’organiser de manière optimale les différents éléments d’ARCHES et d’ASSTUS sur le site et de donner à l’ensemble, la véritable visibilité architecturale qui sera une composante de son rayonnement. Sur le plan architectural et technique, la conception de ces plateaux devra nécessairement intégrer la cohérence avec les bâtiments existants sur le site.

Figure 3 : Association de 4 plateaux architectoniques desservis par pont roulant mutualisé

16

Figure 4 : Vue en coupe d’un plateau architectonique avec gril technique et protection amovible au-dessus d’un prototype d’habitat en cours de test

17

2.

STRATEGIE DE VALORISATION DE L’EQUIPEMENT ET IMPACT SOCIO-ECONOMIQUE DU PROJET/ DISSEMINATION AND EXPLOITATION OF RESULTS

Le caractère hybride du projet implique trois domaines de valorisation : le scientifique, l’économique et le social. Le Conseil de valorisation et de développement (CVD) partagé avec ASSTUS veillera à la diffusion des résultats et assurera le relais auprès des instances de valorisation en Région Rhône-Alpes, en France et à l’international. Il conseillera les équipes dans la définition de leurs objectifs de valorisation en amont des projets, en vue d’établir de bonnes conditions pour un transfert efficace. • Valorisation scientifique ARCHES est un outil pour le développement de la recherche doctorale en architecture, effective seulement depuis 2005 en France. Les GA ont été un des lieux d’émergence de ce doctorat en France. Outre l’organisation régulière des séminaires doctoraux Espace Matière Société, plusieurs thèses ont utilisé les résultats d’expériences réalisées aux GA. Ces premiers résultats prometteurs seront démultipliés grâce à ARCHES. Les innovations techniques ou technologiques possibles sont bien illustrées par le prototype Armadillo Box® du Solar Decathlon : Ce programme de R&D a permis de développer un système innovant limitant la hausse des températures du plafond tout en conservant un rendement élevé des panneaux photovoltaïques. Cette recherche a permis des échanges fructueux entre industriels et engendré des améliorations sur leurs produits. Actuellement la réglementation française évolue fortement pour répondre aux objectifs du Grenelle de l’Environnement. ARCHES apportera des solutions, notamment sur le caractère parfois contradictoire de certaines dispositions. Celles-ci pourront être diffusées rapidement grâce au CSTB et à l’ENTPE, parties prenantes des processus de normalisation. Enfin, l'amélioration de la formation initiale et professionnelle sera développée en lien avec la plateforme ASSTUS et les organismes de formation tels que le GRETA. Disposer sur un même site de prototypes de systèmes constructifs différents et performants constitue un support original pour le montage de cycles de formation. C’est la marque de fabrique et la compétence première des GA, cela restera un des domaines d’excellence d’ARCHES. • Impacts économiques L’équipement d’ARCHES permet la collaboration étroite avec plusieurs pôles de compétitivité : AXELERA, avec 40% de PME adhérentes constitue un pôle industriel et scientifique conjuguant chimie et environnement. TECHTERA, pour sa part, est le pôle de compétitivité des textiles et matériaux souples de la région Rhône-Alpes, leader de l’industrie textile. TENERRDIS, développant la production d’énergies renouvelables pour le bâtiment, est un levier incontestable d’innovation vers la création d’emplois et le développement des PME. Le partenariat public et privé d’ARCHES est aussi en lien avec les Instituts Carnot. Deux des partenaires d’ARCHES y sont rattachés : le CSTB et l’ENSAM de Cluny. Au sein de l’alliance ANCRE (Alliance nationale de Coordination de la Recherche pour l'énergie) ARCHES, avec le CSTB et l’INES, s’inscrit sur le thème émergent de la convergence bâtiment/énergie/transports en lien avec les domaines de la Biomasse, des Matériaux, des Energies (éolien, hydraulique, solaire, …). En partenariat avec l’alliance ALLENVI, des sujets essentiels comme l’Eau, l’Ecotechnologie et la Chimie durable, l’évaluation environnementale et du cycle de vie, les territoires et ressources naturelles seront étudiés. Le cadre partenarial d’ARCHES favorisera le dépôt de brevets, d’inventions et de marques déposées et permet d’accompagner le développement économique d’un produit. Ces objectifs seront menés avec les futures SATT partenaires, de Lyon et Grenoble. La CCI Nord Isère, un cabinet spécialisé en propriété intellectuelle et industrielle et un autre pour le management et l’aide au montage des entreprises (apports de fonds) participent au CVD. Avec la plateforme ASSTUS seront aussi développées les actions suivantes : - une biennale de l’Eco-Construction en Nord Isère ; - des événements pour les artisans et le grand public (session en septembre 2011) ; - le lancement d’une pépinière innovation pour les entreprises et artisans du domaine ;

18

- le soutien au projet de développement au CFA BTP Nord-Isère de Bourgoin-Jallieu ; - une manifestation de rang national sur la question des assemblages et des usages (2013) ; - l’accompagnement des collectivités pour faire de ce territoire une zone exemplaire dans la construction et la rénovation de bâtiments. • Retombées Sociales ARCHES doit faire émerger des solutions innovantes, performantes et à faibles coûts pour le mal-logement, la précarité énergétique, l’habitat d’urgence et les programmes de reconstruction… L’analyse des modalités d’appropriation du logement, à la fois socialement et économiquement, sera un critère essentiel des recherches menées de façon à en garantir l’utilité sociale. Dans cette perspective, il est désormais largement reconnu que pour changer la façon de faire un bâtiment, il faut changer la façon de former ceux qui le conçoivent et simultanément changer les comportements des usagers en termes d’attentes et de demande. La réunion de tous les prototypes en un même lieu, comporte une vocation pédagogique naturelle en les rendant visibles et facilement visitables afin d’accélérer de manière très sensible la diffusion des innovations dans notre société, installant ainsi des conditions favorables à la conception et à l’adoption par les usagers de solutions innovantes. ARCHES sera un producteur de Culture Scientifique, Technique et Industrielle (CSTI) dans le domaine des matériaux et de leur utilisation dans l’habitat. Les GA ont une grande expérience dans ce domaine, acquise avec le programme Grains de Bâtisseurs mené en partenariat avec Universcience, la Cité des Sciences et de l’Industrie, le Forum des sciences de Villeneuve d’Ascq, le Vaisseau de Strasbourg, le Musée des Confluences de Lyon, le Musée du Pont du Gard, la Galerie Eurêka de Chambéry, la Turbine d’Annecy, etc. En deux ans, plus de 350.000 visiteurs ont été reçus, et plusieurs entreprises se sont lancées dans des productions innovantes (Briqueteries du Nord, CEMATERRE, Carrières du Boulonnais). ARCHES intensifiera cette politique. ARCHES est un support de démonstration et de diffusion des savoirs. Les actions actuelles menées au sein des GA démontrent la validité et l’importance d’une telle mission. La manifestation annuelle « Ma terre première » rassemble tous les acteurs du matériau terre autour d’un moment aux dimensions créative, culturelle et scientifique et attire chaque année un public de plus en plus nombreux. ARCHES amplifie et développe le rôle de « laboratoire des apprentissages » en la matière, en appliquant correctement un « transfert de méthodologie » vers les nouveaux champs d’expérimentation proposés par ARCHES et auprès des nouveaux partenaires du projet. • Gestion de la Propriété Intellectuelle Les partenaires signeront un accord de consortium qui définira les règles concernant la propriété intellectuelle, les activités liées à l’innovation et l’exploitation des résultats issus du projet ARCHES. Les principes généraux sont : - connaissances antérieures : chaque participant est et reste seul propriétaire de ses droits au titre de ses connaissances antérieures. Les partenaires accordent aux autres participants un droit d’accès gratuit à leurs connaissances antérieures lorsqu’elles sont nécessaires pour mener à bien leur part du programme de recherche, - propriété et protection des résultats : les résultats seront la propriété du partenaire les ayant obtenus. En cas de résultats communs, les partenaires concernés conviennent de respecter les droits de chacun et mettront en place les accords nécessaires en conséquence. Les questions de protection seront évaluées chaque fois que des résultats exploitables seront obtenus. Une attention particulière sera portée à tout brevet potentiel qui pourrait en ressortir. Les intérêts des chercheurs et praticiens concernés seront pris en compte chaque fois que les aspects de protection et d’exploitation des résultats seront étudiés. Dans tous les cas, la loi française s’appliquera, et les partenaires pourront s’appuyer sur leurs tutelles respectives en tant que conseils. Les partenaires ont convenu de suivre les principes usuels énumérés ci-dessus concernant la propriété et l’exploitation des résultats. En cas d’exploitation de résultats conjoints (protégés ou non) un accord de copropriété ou de valorisation sera signé spécifiquement entre les partenaires concernés et d’éventuels tiers au projet. Ces accords prévoiront l’intéressement et les retours aux entités propriétaires ayant généré les résultats. 19

3. 3.1.

MANAGEMENT DU PROJET / PROJECT MANAGEMENT ASPECTS ORGANISATIONNELS / MANAGEMENT

QUALIFICATION DU RESPONSABLE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DU PROJET /RELEVANT EXPERIENCE OF THE PROJECT MANAGER

Laurent Arnaud, porteur du projet, est Ingénieur des Ponts, Eaux et Forêts, issu du corps des Ingénieurs des Travaux Publics de l’Etat (1989), Docteur de l’Ecole Centrale Paris (1993) et Habilité à Diriger des Recherche (U. J. Fourier, Grenoble 2003). Après l’obtention de sa thèse de doctorat (domaine Mécanique), il a poursuivi ses activités de recherche et développement dans le domaine des matériaux du Génie Civil et Bâtiment en tant qu’enseignant-chercheur à l’ENTPE de 1989 à 2005. Il a notamment contribué à structurer le laboratoire autour de la thématique des matériaux innovants dans les domaines du Génie Civil et du Bâtiment. Entre 2005 et 2006, il devient adjoint scientifique du Laboratoire des Voies de Circulation (LAVOC) de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL Suisse) et travaille sur les matériaux et infrastructures routières. Dans ce cadre, il assume la responsabilité scientifique et l’animation de deux programmes européens : - INTelligent ROads (INTRO) – programme du FP 6ième PCRD (2005 – 2008, 3,5 M€ coordonné par B. Walivaara SWE), il contribue à deux axes Novel methods of surface safety monitoring et Intelligent pavement and intelligent vehicles. - et New Road Conception Concept - programme FP6 SUSTDEV (2006 – 2009, 2,4 M€), il assure la coordination du WP2 : InterUrban Roads. Il accède au grade d’Ingénieur des Ponts, Eaux et Forêts en 2008 et partage depuis ses activités entre le Département Génie Civil et Bâtiment (ENTPE) et la direction du Groupement d’Intérêt Public « Les Grands Ateliers ». Au sein du DGCB, il est responsable du thème « Matériaux et Systèmes constructifs à Performances Multiphysiques » impliquant huit enseignants - chercheurs. Il est actuellement engagé personnellement dans trois programmes ANR, il assure la coordination générale du programme de ANR-ADEME-2C2E (Construction Chanvre et Economie d’Energie). Il co-anime au sein du pôle de compétitivité AXELERA, l’éco - système « Bâtiment Durable » qui travaille en étroite collaboration avec les autres pôles rhônes - alpins TECHTERRA et PLASTIPOLIS sur cette thématique. Au niveau international, il pilote la commission internationale de la RILEM – TC BBM « Bio-aggregates based building materials » qui regroupe 28 chercheurs internationaux. Il est l’auteur d’un peu plus d’une centaine de publications et d’un brevet international d’invention. Au sein du GIP, il assure la coordination entre les 12 établissements membres fondateurs et la gestion de ce groupement public placé sous la double tutelle du Ministère de la Communication et de la Culture et du Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement. Il gère annuellement une équipe permanente de sept personnes et environ une centaine d’enseignants qui réalisent au sein de l’établissement 80 modules de formation. Au fil de ses différentes affectations, Laurent Arnaud a acquis les capacités managériales qui lui permettent notamment de faire travailler ensemble des personnels et des équipes d’origines très diverses. MODALITÉS DE COORDINATION/

COORDINATION MODALITIES ARCHES aura pour cadre juridique celui du Groupement d’Intérêt Public (GIP) des GA, porteur du projet. Le budget annuel consolidé est de l’ordre du million d’euros, hors salaires. Le GIP est structuré par un Conseil d’administration qui sera prochainement ouvert à de nouvelles Ecoles, à la CAPI et au PIC. Les GA, la CAPI et le PIC qui sont également partenaires sur la plateforme ASSTUS ont élaboré un accord de partenariat qui précise les rôles, les responsabilités des parties prenantes, les modalités de fonctionnement (cf Annexes).

20

L’équipement ARCHES sera dirigé par le responsable scientifique et technique du projet, coordinateur général qui sera assisté par un comité de direction opérationnel restreint pour rester efficace et réactif. Ce comité de direction comprendra outre le directeur d’ARCHES, quatre représentants des unités partenaires, les directeurs des GA et de la plateforme ASSTUS afin d’optimiser la coordination des trois structures, et enfin, un représentant du PIC. Il aura la responsabilité de fixer les règles d’accès et de fonctionnement de l’équipement. Il sera aussi un facilitateur de rencontres de création de nouvelles synergies et de partenariats fructueux afin de faire émerger de nouveaux programmes pluridisciplinaires de recherche. Le comité validera le choix des programmes, des investissements et des ressources humaines nécessaires au bon fonctionnement ainsi que les tarifs de location des espaces. Ceux-ci diffèreront selon que les utilisateurs sont académiques ou industriels. Le coordonnateur d’ARCHES, dans l’exercice de ses missions, s’appuiera sur deux organes consultatifs, un conseil scientifique (CS) et un conseil de valorisation et de développement (CVD) qui se réuniront chacun deux fois par an. • Conseil scientifique Le GIP des GA a un Conseil scientifique d’une dizaine de membres, experts scientifique de la communauté internationale qui constituera l’ossature du Conseil scientifique d’ARCHES et donnera son avis sur la pertinence des programmes de recherche. • Conseil de valorisation et de développement ARCHES sera doté d’un conseil de valorisation et de développement constitué du directeur des GA, du coordinateur d’ARCHES, d’un représentant de la Chambre de Commerce et d’Industrie Nord-Isère, d’un représentant du PIC, un représentant de la Fédération du Bâtiment et par deux membres de cabinet-conseil experts en propriété intellectuelle et industrielle et trois représentants des unités partenaires. 3.2.

ORGANISATION DU PARTENARIAT / COLLABORATION ORGANIZATION

DESCRIPTION, ADÉQUATION ET COMPLÉMENTARITÉ DES UNITES PARTENAIRES/PARTNERS’ DESCRIPTION, RELEVANCE AND COMPLEMENTARITY Les partenaires actuels du projet ARCHES sont présentés ci-dessous. Il s’agit là d’une liste non exhaustive, sachant que d’autres partenaires, conscients de la pertinence du projet, sont intéressés, et qu’ils pourront être graduellement intégrés au consortium actuel. ARCHES constitue effectivement un lieu de travail, mais bien au-delà, c’est un lieu de rencontre permettant l’émergence, le montage et la réalisation de projets collaboratifs.

21

• Partenaire : DGCB Le Département Génie Civil et Bâtiment (DGCB) est l’une des 5 unités de recherche de l’ENTPE (EPSCP du MEDDTL). Associée au CNRS (FRE 3237), cette unité structure ses activités de recherche suivant quatre thèmes majeurs qui concernent les sols, ouvrages et infrastructures durables, la dynamique et l’auscultation des structures, les matériaux et systèmes constructifs à performances multiphysiques et l’analyse physique et perceptive des espaces construits et de leurs environnements. Les liens avec le projet ARCHES concernent les deux derniers thèmes. Les travaux menés traitent, d’une part, du recyclage de sousproduits industriels ou agricoles dans des matériaux pour la construction ou l’isolation, de la modélisation systémique des divers organes des bâtiments et de leur environnement, et d’autre part, d’outils d’évaluation, de prescriptions, de recommandations ou de réglementations concernant le confort (qualité de l’air, confort thermique, qualité sanitaire, confort visuel) dans l’habitat et l’accessibilité aux handicaps (accessibilité sonore aux malentendants, accessibilité aux malvoyants, etc.) des bâtiments publics ou privés, la protection des usagers (lutte contre les nuisances sonores dues au trafic, ou aux sources de bruits industriels). L’optimisation des performances énergétiques dans l’habitat doit inclure aussi cette prise en compte des notions de confort et d’accessibilité pour bien répondre aux besoins et à la demande sociale en pondérant ou filtrant l’optimisation résultant de la seule utilisation d’indicateurs purement issus des sciences physiques (lien axe 2 ). Le DGBC développe des moyens expérimentaux pour la caractérisation multiphysique (mécaniques, thermiques, acoustiques, santé) des matériaux et des systèmes constructifs et ses chercheurs maîtrisent des outils de modélisation complexe pour évaluer et prédire les performances des bâtiments. Le DGCB est bien positionné dans des réseaux nationaux et internationaux impliquant d’autres acteurs du MEDDTL (CSTB, ADEME, etc.) ou des instances internationales (RILEM, CIE, ISO, IEA). Il dispose de 7 HDR. Certains des travaux du laboratoire ont débouché sur la création d’entreprises innovantes. • Partenaire : AE&CC L’unité de recherche AE&CC, « Architecture, Environnement & Cultures constructives » est habilitée par le BRAUP. Elle a été évaluée A+ par l’AERES fin 2009 et a été labellisée LABEX en mai 2011. L’unité est issue du regroupement, en 2009, des laboratoires CRAterre et Cultures Constructives de l’ENSAG. Elle comprend trente chercheurs et encadre une quinzaine de doctorants. Ses travaux de recherches se déclinent en dix-sept programmes, répartis selon trois axes : habitat, matériaux et patrimoine. Ils couvrent les aspects méthodologiques de la conception architecturale et urbaine durable, les aspects techniques et économiques de la construction, et les aspects culturels et sociétaux de l’architecture en relation avec le milieu de vie. AE&CC oriente une part importante de ses recherches vers la définition d’une méthode de conception architecturale et urbaine collaborative intégrant tous les acteurs de la création, de l’ingénierie et de l’usage. AE&CC est impliqué dans des programmes internationaux de développement basés sur l’utilisation des matériaux locaux et la production d’habitat très économique avec une forte implication des populations locales, dans certains cas en réponse aux situations d’urgence et de post urgence. A ce titre, l’équipe collabore régulièrement avec des organisations comme la Fédération internationale de la Croix-Rouge (FICR). AE&CC est un partenaire très actif dans les programmes de sauvegarde du patrimoine mondial bâti en terre et la régénération des cultures constructives locales permettant la réactivation des savoir-faire à partir des chantiers de restauration et de protection de grands monuments construits en terre, et collabore avec le Getty Conservation Institute et l’ICCROM. Elle héberge la Chaire UNESCO pour les architectures de terre (cf. CRAterre). • Partenaire : ARIAM-LAREA L'ARIAM-LAREA a été créé en 2005 et procède du regroupement du Laboratoire d'Architecturologie et de Recherches Epistémologiques sur l'Architecture (le LAREA créé en 1975 Ph. Boudon) et de l'Atelier de Recherche en Informatique Architecture et Modélisation (l'ARIAM créé en 1998 par F. Guéna et L.P. Untersteller). L'objet scientifique du laboratoire ARIAM-LAREA est l’assistance à la conception architecturale par l’informatique.

22

Le programme de recherche du laboratoire vise deux types de productions : la production de connaissances sur l’assistance informatique de la conception architecturale abordée des points de vue de la cognition (à partir de l’architecturologie) et des sciences informatiques, la production de nouveaux outils informatiques. Les connaissances produites concernent l'utilisation de l'informatique en conception architecturale, la modélisation informatique de l’architecture en conception et l’activité cognitive de la conception. Les nouveaux outils informatiques visent l’assistance à la conception par la modélisation et l’évaluation du projet d’architecture en phase initiale de conception. Ce programme se constitue de plusieurs projets regroupés selon trois axes de recherche transversaux: - l’activité cognitive de la conception architecturale assistée, - la modélisation précoce du projet architectural en conception, - l’adaptation des outils de l’ingénieur pour l’architecte. Ce dernier axe de recherche concerne plus particulièrement les problématiques du projet ARCHES au travers de l’expertise et des outils scientifiques que le laboratoire peut apporter dans le domaine des maçonneries. • Partenaire : CRESSON Le CRESSON (Centre de Recherche sur l’Espace Sonore et l’Environnement Urbain), créé en 1979, a fondé sa culture de recherche architecturale sur une approche sensible et située des phénomènes de l’environnement à partir des usages habitant. D’abord centré sur l’espace sonore, largement ignoré dans les pratiques courantes de conception, le laboratoire CRESSON a étendu, à partir des années 90, ses investigations aux différentes modalités de la perception en situation et des usages des espaces bâtis en développant la notion d’ambiance comme objet scientifique et comme horizon de conception. Depuis la création de l’UMR 1563 CNRS/MCC Ambiances Architecturales et Urbaines en 1998, dont le CRESSON est partie constituante, la thématique centrale des Ambiances rassemble les problématiques de recherche. Poursuivant les travaux sur la dimension sonore, les recherches abordent désormais les phénomènes lumineux, thermiques, olfactifs, tactiles et kinesthésiques, et plus globalement la place et le rôle du corps dans les relations aux objets et espaces ordinaires en explorant les capacités d’adaptation et le rôle des acteurs dans la construction du confort au quotidien. La notion d’ambiance est posée à la fois comme objet (comment se crée une ambiance ?) et comme posture de recherche (on ne peut dissocier perception et usage). Les recherches sont structurées autour de trois axes dans le programme 2010-2014 validé par l’ANR et le CNRS. Le premier est : Ambiance(s) et Environnement, structuré à partir de la question des «éléments». Cet axe interroge les complémentarités des approches de l’environnement (écologie, soutenabilité) et celles de l’ambiance (usages, espaces, dispositifs). Le second axe est Ambiance(s) et Projet, structuré à partir de la question des «fabriques». Cet axe s’intéresse aux différents aspects de l’intégration des ambiances dans les processus de conception, tant au niveau des outils théoriques que des innovations et interactions avec l’émergence d’espaces nouveaux. Le troisième est Ambiance(s) et Société, structuré à partir de la question des enjeux et de la dimension épistémologique. Cet axe concerne la politique du sensible et des ambiances, au sens où il croise les aspects sociétaux et les tendances de pensée actuelles qui les concernent dans l’aménagement. • Partenaire: CSTB Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) a pour missions de rassembler, développer et partager avec les acteurs de la construction, les connaissances scientifiques et techniques déterminantes pour garantir la qualité et la sécurité des bâtiments et de leur environnement, au service des citoyens. Ces missions s’inscrivent en cohérence avec les enjeux de développement durable, rappelés dans la loi portant engagement national pour l’environnement. Le CSTB exerce en ce sens des activités complémentaires réparties en quatre domaines : la recherche, l’expertise, l’évaluation technique et la diffusion des connaissances. Pour répondre aux enjeux de l’aménagement et de la construction durable, le CSTB concentre ses efforts de recherche sur les domaines prioritaires, en développant une vision systémique qui intègre l’ensemble des contraintes de sécurité, de santé, d’environnement et

23

de confort s’imposant aux bâtiments, aux quartiers et à la ville. Il est reconnu par le ministère de la Recherche en tant qu’Institut Carnot. Le CSTB est administrateur des GA depuis leur création. Le partenariat avec ARCHES impliquera plus particulièrement les équipes de l’Etablissement de Grenoble sur les thématiques scientifiques et techniques d’environnement, de matériaux, d’enveloppe, de santé et de confort. • Partenaire : Institut Pascal L’Institut Pascal œuvre sous la tutelle de l’Université Blaise Pascal, du CNRS et de l’IFMA, dans les secteurs de la mécanique, de la robotique, des matériaux pour l’information et des bioprocédés. L’institut Pascal constitue une communauté de 300 personnes (130 enseignantschercheurs et chercheurs, 30 techniciens et 140 doctorants et post-doctorants). Ce potentiel humain a pour vocation d’approfondir les connaissances dans les secteurs des sciences de l’ingénieur et d’innover aux frontières scientifiques par le biais d’études interdisciplinaires. En effet, son activité contractuelle est remarquable, avec notamment un rôle d’appui scientifique principal au pôle de compétitivité Viaméca. Dès sa naissance, il bénéficie d’une reconnaissance nationale par le biais du programme « investissements d’avenir ». L’axe « Mécanique, Machines et Structures » de l’Institut Pascal s’intéresse aux travaux dans les secteurs du génie civil, en particulier à la mécanique déterministe et probabiliste des matériaux et des structures. Cet axe s’intéresse aux problèmes de modélisation et d’expérimentation liés à l’étude du comportement des matériaux et des structures dans les domaines de la mécanique et du génie civil. Les recherches dans le domaine de la fiabilité portent sur la prise en compte de l’incertain dans la modélisation, la conception et l’exploitation des matériaux et des structures dans les domaines du génie civil. • Partenaire : IPRAUS L'institut Parisien de Recherche Architecture Urbanistique Société est le laboratoire de recherche de l’ENSA Paris-Belleville (UMR 3329 Ausser). Depuis sa fondation en 1986, l’IPRAUS, associé au CNRS se situe entre les pratiques du projet architectural et urbain et les sciences de l’homme et de la société. La recherche à l’IPRAUS est organisée notamment autour de l’axe : « Formes architecturales et urbaines : histoire et patrimoine » : l’étude des villes et de leurs architectures, de leur formation et de leur transformation, est menée selon des approches historiques et morphologiques. Les mutations contemporaines sont notamment interrogées du point de vue du changement dimensionnel qui modifie la structure des territoires, les formes et les dynamiques de l’urbanisation. Changement qui défie notre capacité à décrire, à analyser et interpréter les territoires. L’autre axe est « le logement, de l’expérimentation à la patrimonialisation » : Le logement est le programme qui confronte le plus les exigences d’évolution de la conception à celles de l’usage. Au croisement de la conception et de la réception, l’évaluation régulière des opérations expérimentales renseigne sur la dynamique des usages, leurs déterminations sociodémographiques et leur plasticité en réponse aux propositions architecturales. L’IPRAUS développe des coopérations scientifiques notamment avec le réseau européen doctoral « athropologie de l’espace et architecture ». • Partenaire : IRCELyon Unité Mixte de Recherche 5256 CNRS-Université de Lyon 1, IRCELyon est issu du regroupement de l’Institut de Recherches sur la Catalyse et du Laboratoire d’Applications de la Chimie à l’Environnement. IRCELyon rassemble les forces en catalyse hétérogène de la région lyonnaise et constitue le plus grand laboratoire de catalyse de France et d’Europe, avec 115 personnels permanents du CNRS et de l’Enseignement supérieur et autant d’étudiants, stagiaires, post-doctorants et chercheurs invités issus d’une trentaine de pays différents. Structuré en 8 équipes de recherche soutenues par une logistique administrative, technique et une plateforme scientifique hors pair, les activités d’IRCELyon sont au cœur du développement durable avec pour préoccupations majeures l’énergie, l’environnement et la chimie verte. 24

Ouvert sur l’industrie et l’international, IRCELyon entretient des actions de coopération et de collaboration avec plus de 30 pays et travaille en lien étroit avec un grand nombre de partenaires industriels français et internationaux. L’équipe impliquée dans ce projet est l’équipe « Traitement de l'air et des effluents gazeux. Chimie atmosphérique » co-pilotée par Christian George et Philippe Vernoux et dont les activités de recherche concerne le traitement et la caractérisation d’effluents gazeux particulaires pour différents secteurs d’activités, comme la dépollution automobile et la pollution de l’air extérieur et intérieur. Cette équipe a été évaluée « A » par l’AERES. • Partenaire : LAF Equipe habilitée par le BRAUP, le Laboratoire d’Analyse des Formes (LAF) comprend neuf enseignants-chercheurs, quatre chercheurs associés, et actuellement trois doctorants. Il a été évalué par l’AERES fin 2009, avec une note globale de B, et une note de A concernant les « rayonnement et attractivité, intégration dans l’environnement ». Sa recherche dans le champ de l’architecture s’appuie largement sur l’analyse de la production des constructeurs et des concepteurs. De ce point de vue, le terme de forme est à considérer simplement comme ce qui est mesurable, et objectivement analysable, à condition de se doter des outils appropriés. L’axe « savoirs constructifs » du laboratoire, le plus concerné par ce projet, regroupe les actions qui se penchent sur la dimension technique de la production architecturale. Il s’intéresse à l’histoire de la construction, à l’écologie de la construction, aux relations entre concepteurs et constructeurs, et aux outils de représentation, qu’il s’agisse de vocabulaire technique ou de modèles physico-mathématiques. Plusieurs expérimentations à grande échelle réalisées GA ont déjà permis des avancées significatives sur ces thèmes de recherche et les projets du LAF pour ARCHES montrent en quoi l’accès à l’équipement ARCHES permettrait, notamment grâce à la possibilité d’étendre la durée des expériences, de franchir encore des étapes dans la connaissance. • Partenaire : Le2i – ENSAM Cluny L'Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers est une "Grande Ecole d'Ingénieurs". C'est un établissement Public à Caractère Scientifique, Culturel et Professionnel, placé sous la tutelle du Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Membre fondateur du PRES ParisTech, elle forme mille ingénieurs par an en outils et méthodes du génie mécanique, du génie énergétique et du génie industriel. Cette école est actuellement reconnue comme l’un des centres de recherche les plus innovants en France dans les domaines de la réalité virtuelle et la réalité augmentée. L’Institut Image, annexe du centre de Cluny, est une équipe CNRS du laboratoire LE2I (Electronique Informatique et Image) dépendant de l’Université de Bourgogne (UMR 5158). Sa thématique de recherche porte sur les problématiques d’interaction multi-sensorielle avec la maquette numérique en immersion virtuelle. Les terrains d’expérimentation sont l’automobile, l’aéronautique, l’architecture et le patrimoine, l’énergie, le médical, etc. • Partenaire : LEA.V Conformément à sa vocation d'établissement public d'enseignement supérieur, l'École Nationale Supérieure d'Architecture de Versailles a une longue tradition de recherche qui remonte à 1973 avec la création du Ladrhaus. Elle a récemment décidé de regrouper l'ensemble de ses chercheurs au sein d'un laboratoire unique, le LéaV, Laboratoire de l'Ecole d'Architecture de Versailles. Celui-ci accueille actuellement dans des locaux rénovés une trentaine de chercheurs, dont 3 HDR, la majorité étant des enseignants de l’ÉNSA-V, ainsi qu'une trentaine de doctorants. Ceux-ci ont établi des liens de partenariat avec un certain nombre d´établissements français et étrangers notamment les universités de Versailles SaintQuentin-en-Yvelines (UVSQ) et de Paris1-Panthéon-Sorbonne. Ils sont également en relation avec de nombreuses communautés scientifiques, nationales et internationales. De plus, l'ÉNSA-V est partenaire du " pôle de recherche et d'enseignement supérieur UniverSud Paris". Elle est par ailleurs liée par convention avec l'école doctorale CRIT de l'UVSQ.

25

Les travaux des membres du LéaV jouent un rôle essentiel pour le renouvellement des contenus pédagogiques et pour la constitution des savoirs propres à l'architecture et à la ville. Avec la mise en place du doctorat d'architecture qui pose la question de l'identité des disciplines de l'architecture, cette présence au sein de l’ÉNSA-V, et les nombreuses activités bien structurées et diversifiées qu'elle engendre, sont particulièrement stratégiques pour participer à la dynamique du cursus LMD. • Partenaire : LEHNA Le Laboratoire LEHNA (Laboratoire d’Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés correspond à l’UMR CNRS 5023, associant les tutelles CNRS, Université Lyon 1, ENTPE, et INRA. Il consacre ses activités à la préservation et la restauration de la qualité de l’Eau et de la biodiversité dans des milieux plus ou moins anthropisés, dont les milieux très anthropisés comme les espaces urbains. Au sein de ce laboratoire, l’équipe de l’ENTPE (équipe IPE) consacre ses activités à l’évaluation et à la gestion des impacts des polluants sur la qualité de l’eau et sur les écosystèmes. Elle intervient majoritairement sur les systèmes très anthropisés dont les systèmes urbains. Membre de la Fédération de Recherche OTHU, récemment favorablement évaluée par l’AERES, elle apportera au projet ARCHES son expertise et ses connaissances dans le domaine de la gestion durable de l’Eau, à l’échelle des ouvrages, bâtiments ou groupes de bâtiments. • Partenaire : MAP-ARIA Le laboratoire Aria (Applications et Recherches en Informatique pour l’Architecture) est l’un des sites de la Formation de Recherche en Evolution 3315 MAP qui associe le CNRS et le Ministère de la Culture et de la Communication, BRAUP. Il comprend quatre enseignantschercheurs et deux chercheurs à temps plein. Il a été évalué par l’AERES (AERES, 2011) avec une note globale de A. La thématique centrale concerne l’usage des modèles et simulations numériques dans les domaines de l’architecture, de l’urbanisme et du paysage. Deux thèmes principaux sont concernés par le projet ARCHES : les processus génératifs et complexes pour l’aide à la décision en architecture et les outils et méthodes pour le processus de conceptionfabrication de l’édifice. Ces thèmes s’illustrent par deux projets de recherche en cours. Le projet Ec-Co-Gen (Eco-conception Générative), conduit dans le cadre du programme ANR "La création : processus, acteurs, objets, contexte", traite de la capacité d'outils dits "génératifs" d'aide à la conception éco-responsable à supporter la créativité tout en garantissant, dès la phase amont du projet, la performance des édifices imaginés. L’exploration du continuum conception-fabrication, qui traite à la fois du continuum informationnel à travers l’interopérabilité des logiciels, mais également du continuum cognitif, qui se traduit par la prise en compte dès la conception de la matérialité des objets et de leur méthode de fabrication. • Partenaire privé : ACOUCITE ACOUCITE, est une association loi 1901 créée en 1996 à l’initiative du Grand Lyon et de ses membres fondateurs (centres publics techniques et de recherche). C’est un pôle de compétence sur l’environnement sonore urbain, qui a pour vocation de favoriser les échanges entre les centres de recherches et les besoins opérationnels des villes, notamment en matière de gestion des bruits urbains liés aux transports. ACOUCITE s’applique à développer, renforcer, renouveler et pérenniser ses actions. Les compétences et savoir-faire acquis, les orientations, les projets de développement, les apports des membres associés et/ou partenaires, ainsi que les soutiens de plus en plus élargis, mettent en évidence la cohérence des actions menées qui renforcent et contribuent à une meilleure connaissance et gestion de l’environnement sonore urbain à l’échelle de l’agglomération. Depuis 1998, ACOUCITE collabore à des programmes européens LIFE et anime un réseau de villes françaises et européennes partenaires. A la suite de ces projets, ACOUCITE participe à la mise en œuvre des cartographies du bruit conformes à la Directive Européenne de juin 2002 sur les bruits de l’environnement. L’association développe depuis 2004 avec la mission écologie du Grand Lyon le réseau permanent de

26

mesure et de suivi du bruit à l’échelle de l’agglomération (une trentaine de stations de mesure à l’horizon fin 2011).ACOUCITE est associée aux projets d’aménagements urbains en vue de maîtriser les niveaux de bruit et de valoriser le patrimoine sonore. Il accompagne la concertation publique. Chaque année, une vingtaine de travaux et d’articles sont publiés, souvent en partenariat, à l’échelon local, national ou international, à l’attention du grand public, des professionnels ou de la communauté scientifique. La plus value partenariale d’ARCHES La démarche adoptée dans le cadre de ce dossier est originale à double titre. Il s’agit de : - proposer un équipement non pas technologique, mais une structure complètement équipée permettant la rencontre des chercheurs en architecture, en sciences de l’ingénieur, et en sciences humaines et sociales et l’élaboration dans le cadre de programmes de recherche de prototypes ; - s’insérer dans un programme plus vaste qui fédère les acteurs institutionnels, collectivités locales et territoriales, les industriels notamment ceux réunis au sein de la CCI et du PIC qui représentent l’ensemble de la filière et des laboratoires de recherche sur le thème de la construction durable,. En conséquence, cet équipement comprenant initialement 6 plateaux architectoniques permettra la réalisation simultanée de plusieurs programmes de recherche déjà identifiés pour la première période quadriennale, avec des objectifs, des tailles et des partenariats différents et qui tous se caractérisent par leur pluri – disciplinarité. C’est le cas pour le premier axe scientifique qui vise à optimiser les performances techniques des constructions. Les projets réalisés au sein d’ARCHES, permettront la conception puis la construction de prototypes échelle 1 pour en évaluer les performances par une approche globale. Les laboratoires associés apportent des compétences reconnues dans les domaines des sciences pour l’ingénieur en lien avec l’architecture (AE&CC), la conception (ARIAM LAREA, MAP-ARIA, Institut Pascal, LE2I et LAF), la mécanique des matériaux et des structures, les sciences pour l’habitat -thermique, acoustique, etc - (ARIAM LAREA, DGCB, CSTB, CRESSON, Institut Pascal), la qualité de l’air (IRCELyon, CSTB, DGCB) et le traitement des eaux (LEHNA). Cet ensemble de partenaires complémentaires et la présence sur un même site de prototypes différents permettent d’aborder certaines questions impossibles à traiter en dehors de ce contexte. De plus, le site pourra devenir un objet d’étude en lien avec d’autres projets (Citenium sur le site de la Doua, Plibat sur la convergence bâtiment-énergie, ...) C’est également le cas pour le second axe scientifique puisque l’analyse de la perception et des valeurs d’usages se propose d’une part d’établir des grilles de lecture, des indicateurs de qualités d’ambiances et des valeurs d’usages, et d’autre part, la création de bases de données sur l’habitat durable ou écologique à partir des évaluations a posteriori par les habitants. La démarche est résolument innovante, et le projet ARCHES peut s’appuyer sur l’expérience acquise des laboratoires suivants en fonction des thématiques abordées : LEA.V et AE&CC (conception, aménagement, patrimoine, urgence, économie), DGCB (lumière, psychoacoustique, …), CSTB (usages) et le réseau des partenaires de l’association d’Acoucité. L’intérêt du projet est d’offrir des prototypes qui pourront être habités et donc donner lieu à évaluation puis amélioration mais il est, bien sûr envisagé d’élargir le périmètre de travail et de bénéficier du parc important de logements existants sur le territoire de la ville nouvelle pour mener des enquêtes plus large. L’ensemble des travaux pourra porter à la fois sur la construction neuve mais également un intérêt tout particulier sera porté à la préservation du patrimoine et à la problématique de la réhabilitation (IPRAUS).

27

QUALIFICATION, RÔLE ET IMPLICATION DES UNITES PARTENAIRES / INVOLVEMENT OF THE PARTNER UNITS

Nom Surname

Prénom First name

Poste Position

Discipline Domain

ARNAUD

Laurent

Dr HDR

DGCB

AVOUAC

Pascal

Architecte

DGCB

ENTPE

DUMORTIER

Dominiqu e

Dr-HDR

Chercheur macanique des matériaux ArchitecteAmbiance lumineuse et sonore Chercheur lumière

Etablisseme nt partenaire/ Organizatio n or company ENTPE

DGCB

ENTPE

EL MANKIBI

Mohamed

Dr

DGCB

ENTPE

GOURDON

Emmanuel

Dr

DGCB

ENTPE

MICHEL

Pierre

Dr-HDR

DGCB

ENTPE

Approche systémique des éléments du bâtiment

CANTIN

Richard

Dr

DGCB

ENTPE

LABAYRADE

Raphaël

Dr

Chercheur Thermique des matériaux Chercheur acoustique matériaux et structures Chercheur Thermique des matériaux Chercheur Thermique des matériaux Chercheur éclairage, aspects perceptifs

DGCB

ENTPE

LAVANDIER

Mathieu

Dr

DGCB

ENTPE

MOREL

JeanClaude Catherine

Dr-HDR

Chercheur acoustique, aspects perceptifs Chercheur matériaux premiers Chercheur acoustique, matériaux perception

DGCB

ENTPE

DGCB

ENTPE

Caractérisation, des performances thermiques et méthodes de diagnostic énergétique Optimisation multicritère des bâtiments prenant en compte le ressenti subjectif des occupants Optimisation multicritère des bâtiments prenant en compte le ressenti subjectif des occupants Mise au point et caractérisation de matériaux de Construction Aspect perceptif des bruit, gêne sonore, indicateurs

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

MARQUISFAVRE

ROLLET

Pascal

GUILLAUD

Hubert

DOAT

Patrice

COSTE

Anne

BARDAGOT

AnneMonique

BAVEREL

Olivier

FONTAINE

Lætitia

JOFFROY

Thierry

Dr-HDR

Unité partenairePa rtner

QUALIFICATION, ROLE AND

Professeur Co directeur AE&CC Architecte Professeur HDR architecte Professeur Architecte

Théorie et pratique de la conception architecturale et urbaine

Professeur HDR Architecte MA Ethnologu e MA (HDR)

Histoire de l’architecture

Ingénieur(ITA)

Architecture de terre Patrimoine

AE&CC

ENSAG

Architecte ITA

Architecture de terre Patrimoine

AE&CC

ENSAG

Sciences et techniques pour l’architecture Sciences et techniques pour l’architecture

Sciences sociales Structure Ingénierie

Rôle dans le projet (4 lignes max.) Contribution in the project

Coordinateur du projet – Mise au point et caractérisation de matériaux du bâtiment Conception et caractérisation d'espace lumineux et sonores Conception et caractérisation d'espace lumineux et lien santélumière Caractérisation, optimisation et modélisation des performances thermiques et aérauliques Caractérisation des matériaux poroélastiques et conception d'espace acoustiques optimisés

Co-directeur unité de recherche. Programme Habitat écoresponsable : de l’architecture au territoire. Construction prototypes SDE Co-directeur unité de recherche. Programme matériaux, histoire des cultures constructives Directeur scientifique CRAterre. Expérimentations construction en terre, Expérimentations habitat éco-responsable Directrice scientifique Cultures Constructives. Histoire des matériaux et des entreprises Sciences sociales de l’habitat. Enquêtes sur les usages Direction programme structures. Construction prototypes SDE. Expérimentation habitat écoresponsable Programme « Matière en grains » et « Grains de Batisseurs ». Recherche fondamentale sur la matière à construire et CSTI Programmee Patrimoine Mondial et architecture de terre 2017. Etudes de pathologies et solutions techniques sur ruinets

28

SADOUX

Stéphane

SIMONNET

Cyrille

DUBUS

Nicolas

GARNIER

Philippe

MA Urbaniste

Urbanisme

MA Architecte MA associé Architecte MA Associé Architecte

Histoire de l’architecture Architecture écoresponsable

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

Architecture Risques majeurs

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

JUSSELME

Thomas

MA associé

Eco-conception Ingénierie

MARIELLE

Bruno

AVENIER

Cédric

MA Architecte Architecte

Architecture et construction bois Construction béton

BONNEVIE

Maxime

Architecte

FREITAS

Sébastien

Architecte

Architecture écoresponsable Architecture écoresponsable Architecture écoresponsable Energétique Ingénierie

PRADELLE

Guillaume

Architecte

Construction prototypes SDE Construction prototypes SDE

TOCHON

Laurent

Ingénieur

CHAMODOT

Mathilde

Architecte doctorante

Architecture écoresponsable

AE&CC

ENSAG

Architecte doctorant

Architecture écoresponsable

AE&CC

ENSAG

Architecte doctorante

Architecture écoresponsable

AE&CC

ENSAG

Architecteingénieur Architecte doctorant

Architecture Ingénierie Architecture et construction terre

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

CLOQUET

Basile

CHALENCO N

Elodie

ARANTES

Laetitia

AMMAR

Ali

ABD JAWAD

Mohamma d

Architecte doctorant

Architecture et ville durable

LOPEZ FERREIRA

Thiago

Architecte doctorant

CHO

Minchol

Architecte doctorant

Architecture Théorie et développement Architecture écoresponsable

Architecte doctorant

Architecture et Habitat très social

AE&CC

ENSAG

Architecte

Architecture et risques naturels

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

RUIZ CAIMI ANGER

Eric Annalisa Romain

Ingénieurchercheur

Sciences et techniques pour l’architecture Architecture et construction terre Architecture et construction terre Architecture et construction terre

CARAZASAE DO CORNET

Wilfredo

Architecte

Laure

Architecte

DOULINE

Alexandre

Architecte

GANDREAU HAMJIRBAB

David Majid

Archéolog ue Ingénieur

Patrimoine Architecture de terre Architecture et

Programme Habitat écoresponsable : de l’architecture au territoire Prototype d'habitat et ville durable Histoire des matériaux et des entreprises Expérimentation habitat écoresponsable économique Construction prototypes SDE Programme Ressources des territoires et développement social Prototypes habitat et risqees majeurs (ReparH) Expérimentation habitat écoresponsable économique Construction prototypes SDE Construction de prototypes systèmes constructif bois Prototypes et systèmes constructif béton Construction prototypes SDE

Cosntruction prototypes SDE Programme Habitat écoresponsable : de l'architecture au territoire Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat, ville et performance énergétique Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Habitat éco-responsable et développement des ressources locales Programme "Matière en grains" et "Grains de bâtisseurs" Recherche fondamentale sur la matière à construire et CSTI Développement techniques de construction en terre Développement techniques de construction en terre Développement social et programmes d’habitat économique Développement techniques de conservation sur ruinets Développement techniques de

29

A LE TIEC

Jean-Marie

Architecte

MISSE

Arnaud

Architecte

MOLES

Olivier

Ingénieur

MORISET

Sébastien

Architecte

PACCOUD

Grégoire

Architecte

RAKATOMA MONJY

Bakonirina

Architecte

CIBLAC

Thierry

CHELKOFF

Grégoire

Enseignant et chercheur Professeur

LIVENEAU BALAY

Philippe Olivier

MA Professeur

MOISANS PARIS

Julien Magali

BARDYN

Jean-Luc

QUENARD

Daniel

Technicien MA associée Chercheur associé Eq DR1

ROUDIL

Nadine

CHATEANE UF

Alaa

Eq DR1 sociologue PR

AMZIANE

Sofiane

PR

TAAZOUNT

Mustapha

MCF-HDR

MOUTOU PITTI

Rostand

MCF

BREUL

Pierre

PR

VIAL

Christoph e

PR

MICHAUD

Philippe

PR

GREDIAC

Michel

PR

DUSSAP

ClaudeGilles

PR

TOUSSAINT

Evelyne

MCF-HDR

BASCOUL

Christoph e

MCF

LE

Thien-Phu

MCF

FOUCHERDUFOIX LAPORTE GAYCHARPIN GEORGE

Valérie

D’ANNA

construction terre Architecture et construction terre Architecture et construction terre Architecture et construction terre Architecture et construction terre Architecture et construction terre Patrimoine Architecture de terre Génie civil (maçonneries)

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

AE&CC

ENSAG

ARIAM LAREA

ENSAPLV

ambiances architecturales Architecture ambiances architecturales Infographie Ingénieur paysage

CRESSON

ENSAG

Responsable scientifique

CRESSON CRESSON

ENSAG ENSAG

Chef de projet Chef de projet

CRESSON CRESSON

ENSAG ENSAG

Technicien son Communication

Ethnographe preneur de son Matériaux, enveloppe du bâtiment Usages sociologie

CRESSON

ENSAG

CSTB

Conception bande sonore enquêtes Responsable scientifique

CSTB

Analyse des perceptions

Partenaire scientifique

Optimisation, fiabilité des structures Matériaux de construction

Institut Pascal

Structures Bois, Dynamique des structures Vscoélasticité, méthodes numériques Mécanique des sols

Institut Pascal

Energie, performances énergétiques Matériaux biosourcés

Institut Pascal

Mesures de champs, matériaux composites Génie des procédés

Institut Pascal

Mesure des champs, mécanique des matériaux Réalité virtuelle

Institut Pascal Institut Pascal

IFMA

Institut Pascal

IFMA

MA

Dynamique des structures, vulnérabilité sismique Sociologue

IPRAUS

ENSAPB

Chercheur Techniques expérimentales de mesure de champ Chercheur Simulation par des techniques de réalité virtuelle Chercheur Etude de vulnérabilité et élaboration des courbes de fragilité Analyse sociologique

Rémi MarieHélène Christian

MA MA

Architecte Architecte

IPRAUS IPRAUS

ENSAPB ENSACF

Analyse architecturale phénoménologique

DR2

IRCELYON

CNRS

Analyse traitement air intérieur

Barbara

CR1

Chimie pollution de l’air Chimie pollution de

IRCELYON

CNRS

Analyse traitement air intérieur

Institut Pascal

Institut Pascal Institut Pascal

Institut Pascal

Institut Pascal

UBP PolyTech Clermont-Fd UBP PolyTech Clermont-Fd UBP PolyTech Clermont-Fd UBP PolyTech Clermont-Fd UBP PolyTech Clermont-Fd UBP PolyTech Clermont-Fd UBP PolyTech Clermont-Fd UBP

conservation sur ruinets Développement architecture de terre et CSTI Développement architecture de terre et CSTI Développement architecture de terre et CSTI Gestion participative à la conception de l’habitat Développement architecture de terre et CSTI Développement techniques de conservation sur ruinets

UBP PolyTech Clermont-Fd UBP

Responsable scientifique, optimisation des performances, étude de la fiabilité Responsable scientifique. Elaboration des matériaux, techniques expérimentales Chercheur, construction bois Chercheur, simulations numériques Chercheur Caractérisation des sols Chercheur Etude des performances énergétiques Chercheur Formulation, production de matériaux biossoucés Chercheur Techniques expérimentales de mesure de champ Responsable scientifique Analyse des procédés et ACV

30

l’air Catalyse électrocatalyse Spectrométrie de masse Chimie analytique Chimie analytique Support technique Structure, construction, histoire Structure, construction, histoire CAO, maquette numérique, réalité virtuelle

VERNOUX

Philippe

CR1

IRCELYON

CNRS

Analyse traitement air intérieur

BOREAVE

Antoinette

IE

IRCELYON

CNRS

Analyse traitement air intérieur

FERRONATO FINE CHARBONEL FLEURY

Corinne Ludovique François

MdC Al ADJ PR2, HDR

IRCELYON IRCELYON IRCELYON LAF

UCBL UCBL UCBL ENSAL

Analyse traitement air intérieur Analyse traitement air intérieur Analyse traitement air intérieur Chercheur

MOUTERDE

Rémy

MAex, Dr.

LAF

ENSAL

Chercheur

PERE

Christian

Enseignant chercheur

LE2I-Arts et Métiers Cluny

Mise en place de projets pédagogiques et de recherche en ingénierie et architecture collaborative

LEAV

Arts et Métiers ParisTech Centre de Cluny Arts et Métiers ParisTech Centre de Cluny Arts et Métiers ParisTech Centre de Cluny Arts et Métiers ParisTech Centre de Cluny Arts et Métiers ParisTech Centre de Cluny ENSA Nancy

LAFFAY

PierreOlivier

Enseignant

Energétique

LE2I-Arts et Métiers Cluny

BLERON

Laurent

Enseignant chercheur

Matériau et structure bois

LE2I-Arts et Métiers Cluny

JOBLOT

Laurent

Enseignant

Management de projet et Lean management

LE2I-Arts et Métiers Cluny

DE GANAY

Osmond

Ingénieur d’études

CAO, maquette numérique, réalité virtuelle

LE2I-Arts et Métiers Cluny

RINCKEL

Sébastien

MA associé ENSAV doctorant

Architecture

RIVKIN

Arnoldo

PR

Architecture

LEAV

ENSAV

ROUYER

Rémi

MA

Architecture

LEAV

ENSAV

SHIN

Tchély

Architecture

LEAV

ENSAV

Gilles

MA associé ENSAV doctorant MA

EBERSOLT

Ingénieur

LEAV

ENSAV

MA

Liang

Doctorante

Architecture

LEAV

ENSAV

PERRODIN

Yves

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

DELOLME

Cécile

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains

WINIARSKI

Thierry

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains

ANGULO

Rafaël

Directeur de recherche MEDDTL Ingénieur de recherche IDTPE Directeur de recherche MEDDTL Chargé de recherche

Environnement urbain

LEHNA

CNRS

Cycle de l'eau et gestion durable des systèmes urbains

Mise en place de projets pédagogiques et de recherche en ingénierie et architecture collaborative Mise en place de projets pédagogiques et de recherche en ingénierie et architecture collaborative Mise en place de projets pédagogiques et de recherche en ingénierie et architecture collaborative Mise en place de projets pédagogiques et de recherche en ingénierie et architecture collaborative Missions d’expertise. Recueil d’informations sur les processus de modélisation. Modélisations à partir des protocoles. Élaboration du cahier des charges. Coordination générale, validation scientifique des données. Définition des protocoles d’expérimentation. Elaboration du cahier des charges. Synthèse des résultats Définition des protocoles d’expérimentation. Elaboration du chaier des charges. Diffusion et valorisation Recueil d’informations. Expérimentations de modélisations Missions d’expertise. . Élaboration du cahier des charges. Mise en œuvre de structure de grandes dimensions (radeaux de Cimes ) Recueil d’informations. Expérimentations de modélisations Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains

31

DURRIEU

Claude

BEDELL

JeanPhilippe

CLEMENT

Bernard

MARIN

Philippe

MEDDTL Ingénieur de recherche ITPE Ingénieur de recherche ITPE Chargé de recherche MEDDTL Ingénieur de recherche IDTPE MA, Dr

VINCENT

Bruno

Directeur

CARRA

Sébastien

Chargé de mission

Acoustique physique et environnementale

ACOUCITE

PORCHERON

Sylvain

Chef de projet

Acoustique générale et SIG

ACOUCITE

HALBWACHS

Yann

Technicien principal

ACOUCITE

JANILLON

Valérie

Technicien ne

Acoustiquemesures et prélèvements sonores Acoustiquemesures et prélèvements sonores

LASSABATERE

Laurent

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

Environnement urbain

LEHNA

ENTPE

Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains Cycle de l'eau et gestion durable des ouvrages, bâtiments et systèmes urbains

Informatique, processus de conception et de fabrication Psycho-acoustique

MAP-ARIA

ENSAL

ACOUCITE

ACOUCITE

Chercheur

Consultant expert sur la prise en compte de l'aspect perceptif des ambiances sonores. Mobilisation du réseau d'agglomérations à l'intérêt partagé. représentant d'Acoucité. Encadrement des aspects de gestion de projets ainsi que les aspects techniques et humains. Mise à disposition de compétences techniques (modélisation) et scientifiques pour l'analyse multiphysique des conditions de confort. Mesure acoustique et prise de son ou enregistrement de paysage sonore. Utilisation des logiciels spécialisés en acoustique.

32

4.

EVALUATION FINANCIERE DU PROJET/ FINANCIAL ASSESSMENT

4.1. PHASE 1 • Elément 1/ Element 1 Plateaux architectoniques (aire d'expérimentation, aire de stockage et accès) : C’est un radier béton plan équipé en énergie et fluides, formant support des prototypes. Il comporte une aire de travail desservie par une zone périphérique de service, et par des annexes modulaires empilables à la demande. Il présente une capacité portante de charge de 5t/m2. Cet équipement est destiné prioritairement au montage d’éléments lourds nécessitant l’emploi d’engins et de véhicules PL avec fort taux de poinçonnement. Un plateau architectonique avec voies d’accès représente un investissement de 773 886 €. La première année, nous programmons deux plateaux accouplés donc le second sans voie d’accès. L’ensemble des équipements représente donc un investissement : 1 468 717€ pour la première année de la tranche 1.

Une version légère du plateau limité à une capacité portante de 3t/m2 est destiné à recevoir des prototypes en phase de mesures et de démonstration ne nécessitant plus le passage d’engins lourds (mise en place des composants prototype par pont roulant et chariots légers). Son coût est calculé à 597 521,6 €. Pour la deuxième année de la tranche 1, un plateau architectonique lourd accouplé aux deux déjà construits et un en version légère sont programmés pour un investissement de 1 371 408 €. • Elément 2/ Element 2 Plateau architectonique sans dalle : c’est un équipement identique aux précédents, mais avec un sol stabilisé en remplacement du radier béton, afin de recevoir les expérimentations concernant l’étude des pathologies de type ruinets, et le comportement des bâtiments sur sols naturels. Son coût est calculé à 542 386 €.

33

Pour la troisième année de la tranche 1, un plateau architectonique sans dalle (élément 2) et un supplémentaire (Plateau architectonique version légère élément 1) viennent compléter l’équipement pour un investissement total de 1 139 908 €. • Elément 3/ Element 3 Kit d’annexes modulaires : Containers 20’ aménagés pour le stockage sécurisé de matériel et matériaux, et pour la production locale d’air comprimé. Modules habitables 20’ avec structure porteuse et coins ISO aménagés pour constituer la base vie de chaque expérimentation. Ensemble empilable à la demande par chariot reachstaker. Couverture de protection démontable pour expérimentation supérieure à 3 mois. L’ensemble de cet élément représente un investissement : 450 725 €. Sur les trois années de la phase 1, 4 kits seront installés sur les plateaux, le total de la demande ANR est évalué à 1 802 898 €.

• Elément 4/ Element 4 Kit de protection amovible et gril technique : C’est une structure associée à une enveloppe démontable permettant de mettre provisoirement à l’abri un chantier de construction de prototype et/ou de créer une enceinte climatique spécifique contrôlée. Cet équipement est utilisable sur chacun des plateaux architectoniques. La présente demande de financement comporte 2 kits de protection amovible et grill technique, en tranche 1 les années 2 et 3, pour un investissement global de 923 886 €.

• Elément 5/ Element 5 Equipements de levage et transport lourd : Combinaison de matériel de levage et de transport assurant la mobilité des éléments entre les plateaux (portique roulant extérieur 50T desservant plusieurs plateaux, reachstaker 45T et camions plateaux). Combinaison de matériels d’élévation pour la construction des prototypes (chariots de levage divers et nacelles élévatrices à bras déporté ou plateformes sur ciseaux). La présente demande de financement comporte 1 kit Equipement de levage, en tranche 1 avec une répartition sur les années 1 et 2, pour un investissement global de 1 132 534 €.

34

• Elément 6/ Element 6 Equipement de contrôle des ambiances : Ce sont les dispositifs de création d’ambiances périphériques à un prototype (éclairage scénique, ciel artificiel, humidité, son, images, QAI). Permet de tester les conditions de confort et le ressenti des habitants autant que la mesure du comportement réel d’une construction sous conditions maitrisées reproductibles. Permet de créer les décors pour prises de vue utilisées par les outils de communication et de valorisation CSTI. Fonctionne en association avec le gril technique supporté par la structure de couverture du kit de protection amovible. La présente demande de financement ANR porte sur 1 kit de contrôle des ambiances à hauteur de 450 939 €avec une répartition en année 2 et 3 pour la tranche 1.

• Elément 7/ Element 7 Equipements spécifiques : Ils désignent les équipements adaptés aux travaux de recherche pour la fabrication numérique de pièces complexes 3D en résine polymère (ABS, polycarbonate, bio polymères). L’imprimante 3D Modus FDM900mc™ a été spécialement conçue pour la fabrication numérique directe avec un système de modelage par dépôt de fil en fusion. Equipements de métrologie permettant l’enregistrement des données étudiées pour chaque expérimentation (station météo et capteurs divers). L’ensemble de cet élément est évalué à 869 821 € comme détaillé dans le tableau suivant. L’investissement est réparti sur les trois années de la Tranche 1 avec l’achat de l’imprimante 3D en année 3.

35

  • Elément 8/ Element 8 Analyseur d'air PTR-TOFMS haute résolution : C’est un dispositif mesure utilisé pour les recherche menées sur la qualité d’air intérieur. L’analyseur repose sur la technique de spectrométrie de masse avec une ionisation par transfert de protons, il permet une analyse de masse complète (1-10 uma) en temps réel avec une résolution inférieure à 100 ms) avec une limite de détection de quelques pptv. C’est un outil à haute résolution qui permet l’identification et la caractérisation dynamique d’un large panel de composés gazeux (COV, NOx, …). L’investissement pour l’analyseur PTR-TOF est de 434 495 €. Il est réalisé en année 2 de la Tranche 1. • Elément 9/ Element 9 Dispositif de fabrication robotisée (bras et logiciels + espace de travail : C’est un bras à 6 axes de rotation, robot industriel poly-articulé STAUBLI 1 TX200 CS8CHP avec une structure entièrement capotée. Bras avec 6 axes de rotation, et aménagement de l’espace de travail incluant console de pilotage et rails de déplacement. L’investissement est réalisé en année 3 en première Tranche pour un montant de 60 300 €. • Elément 10/ Element 10 Dispositif de découpe laser: Machine Speedy 500 60 W Laser CO2 à refroidissement à air avec une surface de travail : 1245 mm X 710 mm et une vitesse gravure 250cm/s max, accélération 19m/s2, pointeur laser, lentille 2", protection latérale. L’investissement est réalisé en année 3 en première Tranche pour un montant de 54 171 €. L’ensemble des équipements représente un investissement : 9 630 021 € sur l’ensemble des 3 ans de la tranche 1. A ces demandes d’investissement, s’ajoute une première dépense de maintenance de 13 380 € pour l’analyse de qualité d’air intérieur. TOTAL demande ANR phase 1 = 9 643 401 € 4.2. PHASE 2 La tranche 2 du projet ARCHES représente une demande très réduite de financement à l’ANR puisque l’objectif est que cette structure s’auto-finance et assume la totalité de ses coûts de fonctionnement sur la base des activités d’innovation et de recherche qu’elle va générer (Cf. supra). Les subventions demandées en phase 2 à l’ANR se limitent à : - Maintenance analyseur qualité d’air intérieure = 50 779 € pour 4 ans - Petits matériels de mesures (luxmètres, sonomètres, hygromètres…) = 15 000 € TOTAL demande ANR phase 2 = 68 410 €.

36

Tableau récapitulatif de la demande ANR :

4.3. AUTRES FRAIS 4.3.1 AMORTISSEMENT La période d’amortissement est de 10 ans. La dotation aux amortissements est reportée et permettra le renouvellement et l’acquisition de nouveaux outils. Le montant est évalué à 5 803 147 € sur la durée du projet. 4.3.2 INFRASTRUCTURE Les frais d’infrastructure sont calculés sur une base de 60% des salaires des personnels impliqués.

ETP Valorisation Frais d’infrastructure Total

Total personnels permanents

Apports partenaires

159,14

35

11 158 056

1 740 523

6 694 834

1 044 314

17 852 890

2 784 837

4.4. BUSINESS PLAN L’exploitation d’ARCHES commencera partiellement en année 3 (pour les premiers plateaux mis en place en années 1 et 2) puis montera en puissance sur les années 3 à 8. Une occupation croissante des plateaux pour diverses activités a donc été prévue. Cette plateforme sera accessible aux partenaires d’ARCHES, mais également ouverte à l’ensemble de la communauté scientifique publique et privée extérieure. Des tarifs différents seront appliqués pour l’accès aux plateaux : 4200 €/semaine pour les tiers au consortium, 2000 €/semaine pour les partenaires. Par ailleurs un minimum de 30% du temps disponible d’exploitation des plateaux sera préservé pour mise à disposition des extérieurs. Le plan fait apparaître une implication forte des partenaires puisque leurs apports sont valorisés à hauteur de 4 134 836 €.

37

Les dispositifs spécifiques ont été choisis avec des caractéristiques et des performances techniques non courantes et des demandes d’intervention professionnelle sont envisagées et sont donc valorisées. Ces prestations seront organisées en collaboration avec la plateforme ASSTUS présente sur le même site. Cela concerne, le dispositif de mesure pour la QAI (Qualité d’air intérieur), les dispositifs pour ambiances maitrisées (héliodon, régulation hygro thermique, système de pluviation, ...) pour tester les performances de matériaux et/ou systèmes constructifs en conditions extrêmes, l’imprimante 3D et l’appareil de découpe laser. Enfin, des prestations complémentaires de valorisation de ces espaces et des dispositifs sont également envisagées dans des champs d’action différents comme des événements ou colloques scientifiques (Biennale Eco-Construction, …). Un autre champ prospectif est envisagé dans le domaine de l’entertainment / divertissement (cinéma, théâtre, sociétés du spectacle, …) . Tableau récapitulatif des ressources pour le projet ARCHES :

Tableau des coûts :

Ces tableaux montrent qu’au-delà d’une mise de départ d’investissement demandée à l’ANR, ainsi qu’aux partenaires, ARCHES sera autonome économiquement. Dans ce tableau l’ensemble des coûts de maintenance, dotation aux amortissements et coûts de fonctionnement sont absorbés par l’activité générée, que nous prévoyons croissante par l’effet d’entraînement et de levier que l’agrégation des partenaires et outils en un même lieu va inéluctablement amener. Il est précisé que le projet ARCHES n’a pas vocation à faire de bénéfices mais à assumer intégralement ses coûts et permettre le renouvellement des équipements et offres proposées avec un élargissement des capacités d’essais et de mesures.

38