Systèmes technologiques de façade innovants pour la rénovation du patrimoine bâticontemporain : les bâtiments scolaires à Bologne

Sistemi tecnologici innovativi di involucro per il recupero del patrimonio edilizio recente : l’edilizia scolastica nel comune di Bologna

• Auteur / Autrice : Cecilia Mazzoli
• Direction : Maurizio Brocato
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Architecture
• Date : Soutenance le 08/06/2015
• Etablissement(s) : Paris Est en cotutelle avec Università degli studi (Bologne, Italie). Facoltà di Ingegneria
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ville, Transports et Territoires (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géométrie, structure, architecture (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Jacques Terrin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maurizio Brocato, Riccardo Gulli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marco D'Orazio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Construction en béton préfabriqué

Constructions -- Économies d'énergie

Constructions -- Réfection

Mots clés libres

Rénovation énergétique et architecturale

Patrimoine bâti scolaire préfabriqué

Processus de conception intégré

Innovation technologique

Enveloppe réactive

Recyclage des matériaux

Energetic and architectural refurbishment

Prefabricated building schools

Integrated design process

Technological innovation

Adaptive envelope system

Materials recycling

Résumé

Le projet de doctorat vise à présenter une nouvelle approche intégrée en support des opérateurs dans la gestion du processus de conception d'interventions de rénovation énergétique et architecturale du patrimoine bâti récent, grâce à l'emploie de solutions technologiques d'enveloppe innovantes. La recherche se fonde sur la collection d'un répertoire sélectionné des solutions architecturales et constructives d'enveloppe, nécessaire pour constituer une base valide sur laquelle étudier des solutions technologiques novatrices pour la réhabilitation énergétique des écoles dans l'après-guerre, en béton armé, généralement préfabriquées. Le projet identifie des processus constructifs éco-durables pour la conception des composants de façade “active”, adaptable et efficace, à assembler à sec, en conformité avec les exigences de performance requises par la réglementation actuelle. La recherche est finalisée à la gestion de l'ensemble du processus, soutenu par des systèmes de relevé géométrique, connectés aux logiciels de programmation paramétrique pour la modélisation des surfaces capables de s'adapter aux différentes morphologies du patrimoine existant. Ces outils informatisés CAO-FAO sont reliés aux machines à contrôle numérique CNC pour la fabrication des éléments de façade “sur mesure”. À démonstration de l'approche innovante proposée, deux possibles solutions d'enveloppes ont présentées, dans la ligne droit des principes de durabilité, comprise comme modularité, rapidité de mise en œuvre, réversibilité, récupération et réutilise des matériaux. En particulier, les solutions innovantes sont réunies par l'application d'une technique basée sur l'assemblage d'éléments préfabriqués, l'adoption d'un pavage hexagonal pour le dessin de la nouvelle surface d'enveloppe, et l'utilisation du même matériau isolant thermique, plastique et inorganique, recyclé, éco-durable, à faible impact environnemental (AAM - Alkali Activated Materials).Les solutions proposées, développées dans les sièges de cotutelle (Université de Bologne, Université Paris-Est) sont envisagées selon un protocole scientifique qui prévoit: conception du système constructif, analyse mécanique et thermique, expérimentation constructive, validation des techniques de mise en œuvre et des performances

The research is aimed at presenting a new integrated approach to aid operators and designers to manage the design process as a whole in refurbishment interventions of recent existing building stock, through the use of innovative technological envelope solutions. The study requires the acquisition of a selection of typological and constructive envelope solutions, as a starting point for the development of design solutions to be used for architectural renovation of schools built after the Second World War, in reinforced concrete and mostly prefabricated. The project identifies sustainable construction processes for the design of “active”, adaptive, efficient and dry assembled envelope components, in accordance with the performance requirements prescribed by current regulations. The purpose of the research is to manage the whole design process with the support of geometrical survey, connected to parametric programming software for modelling surfaces which can be adapted to the morphology of existing buildings. These computerized CAD-CAM tools are connected to CNC machines for “customized” industrialized production. To illustrate this innovative approach, two envelope solutions are proposed, according to the research paradigms and the principles of sustainability, meant as modularity, speed of setup, reversibility, recycling and reuse of materials with low environmental impact. In particular, the innovative solutions have in common the application of a technique based on the assembly of prefabricated components, the adoption of hexagonal patterns for the tessellation of the new surface of the façade, and the use of the same plastic and inorganic, recycled and sustainable, thermal insulation material (AAM-Alkali Activated Materials).The design solutions proposed are developed at the two sites involved in the joint