La beauté toute scientifique d’un pavillon climatique low-tech

Etés caniculaires et îlots de chaleur impactent de plus en plus sérieusement les espaces publics de nos villes et nuisent aux échanges sociaux en plein air, ainsi qu’à la santé de la population. Des chercheurs de la HEIA-FR, soutenus par la ville de Fribourg et le Plan Climat cantonal, ont développé un projet original pour tenter d’y apporter des réponses : un pavillon climatique modulaire low-tech.

[1-3] Gros plan sur l’intérieur du pavillon DEMO-MI2, avec le module technique et sa paroi intérieure composée de pots en céramique poreuse à gauche, l’ouverture en toiture pour le ruissellement d’eau, récupérée dans l’hexagone de gravier au sol, et un des deux bancs intérieurs ventilés à droite. [4-5] La pose du module technique et de la charpente de toiture. [6] Le pavillon DEMO-MI2 sur la Place Python à Fribourg.

Photos: Raphaël Compagnon

Principes constructifs

© HEAI-FR / Ville de Fribourg

Le pavillon climatique DEMO-MI2 a été conçu par les instituts ENERGY et TRANSFORME de la Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA-FR) dans le cadre d’un projet de recherche appliquée. Avec le soutien de la Ville de Fribourg et du Plan Climat cantonal, le pavillon a été monté et démonté sur cinq emplacements entre 2020 à 2022, qui sont autant d’îlots de chaleur bien connus en ville. A chaque fois, il a rencontré un grand succès public, les gens s’appropriant très facilement ce mobilier urbain inhabituel, autant pour ses qualités esthétiques que pour son aura de fraîcheur – et les explications des étudiants qui veillaient chaque jour à l’intégrité et la propreté du pavillon.

Le projet du pavillon climatique DEMO-MI2 s’inscrit dans la continuité d’une étude pilotée par Marc Vonlanthen, professeur HES associé, sur mandat de la Ville de Fribourg, dont l’objet était d’étudier les îlots de chaleur de la commune et de proposer une stratégie d’adaptation pour tenter d’y remédier. C’est ainsi que le pavillon DEMO-MI2 a en fait une double fonction : c’est à la fois un dispositif expérimental low-tech servant à recueillir des données précises de l’impact de l’objet sur l’environnement à l’attention des scientifiques (et des urbanistes) et un démonstrateur destiné au grand public, invité à le tester et à en ressentir les bienfaits dans leur chair, tout en prenant ainsi conscience du problème (et des solutions potentielles) des îlots de chaleur urbains.

Modularité et mobilité
Le système constructif modulaire du pavillon permet un montage et un démontage relativement simple des poutres et des planches en bois d’origine locale : il faut en gros compter une journée pour monter le pavillon, avec cinq-six personnes et un camion-grue. Idem pour le démontage. « L’un des avantages d’un pavillon modulaire provisoire, c’est qu’il permet d’éviter toute une série de contraintes réglementaires liées à l’implantation durable d’un bâtiment ou d’un mobilier urbain permanent en milieu urbain », souligne Marc Vonlanthen. Autrement dit, pas besoin de mise à l’enquête, pas de risque d’oppositions. Un vrai point fort pour un projet qui se veut à la fois scientifique et didactique. Cerise sur le gâteau, le pavillon fonctionne sans raccordement électrique ni alimentation en eau: quatre batteries cachées dans le petit local technique qui ferme l’une des six façades du pavillon, raccordées aux modules photovoltaïques disposés sur la toiture du pavillon, fournissent l’énergie nécessaire; l’eau est quant à elle collectée par ruissellement de l’eau de pluie depuis la toiture en légère pente vers un réservoir d’eau, avant d’être brumisée à l’intérieur du pavillon lorsque la température ambiante dépasse un certain seuil.

Les équipements du pavillon
Se voulant low-tech, le pavillon recourt à un maximum de moyens de refroidissement passifs: toiture en pente végétalisée, bacs de végétaux pour ombrage et microclimat rafraichissant, ventilation avec de grandes ouvertures, brumisation et récupération des eaux de pluie, ainsi que de la fraîcheur de la nuit, stockée sous les bancs dans un système intégrant des matériaux à changement de phase. Last but not least: une paroi climatique composée de pots en céramique poreuse superposés, laissant évaporer l’eau qu’il contiennent, avec un bel effet de refroidissement. « Nos mesures d’indice de confort thermique montrent que l’ensemble des équipements du pavillon climatique permettent d’abaisser la température de 7°C entre l’intérieur et l’extérieur du pavillon, au plus chaud de la journée, quand le soleil est au zénith », se réjouit Matias Cesari, architecte et collaborateur scientifique à l’institut Transforme.

Un projet mûr pour une commercialisation
De début mai à fin juin 2023, le pavillon climatique fera étape à Gland dans le canton de Vaud, plus précisément dans la cour de Grand-Champ, un îlot de chaleur bien connu de la commune. Cet accueil s’inscrit dans le plan climat de la commune. Quant à l’avenir du pavillon climatique DEMO-MI2, il dépend maintenant de son développement et de sa valorisation par une start-up qui pourrait le commercialiser… ou encore de la mise à disposition de ses plans en open-source, mais comme le précise le professeur HES associé Raphaël Compagnon « un semi open-source, avec des collaborations opérant un retour sur investissement en espèces sonnantes et trébuchantes pour le compte des instituts ENERGY et TRANSFORME de la HEIA-FR… des revenus qui pourraient être investis dans de nouveaux projets ».

L’un des avantages d’un pavillon modulaire provisoire, c’est qu’il permet d’éviter toute une série de contraintes réglementaires liées à l’implantation durable d’un bâtiment ou d’un mobilier urbain permanent en milieu urbain.

Marc Vonlanthen, Professeur HES associé, HEIA-FR