L’architecture hygiéniste

Jusqu’aux années 1880 les architectes français sont étrangers aux sciences de l’ingénieur : mathématiques, mécaniques et à toutes les questions de chauffage et de ventilation qui y sont liées. Ces enseignements qu’on trouve à L’École des Ponts et Chaussées, l’École Centrale de Paris, l’Écoles du Génie à Metz, manquent totalement à l’école des Beaux-arts. Pour cela, dans les années 1860, plusieurs scientifiques, comme l’horticulteur Victor Charles Joly et le chimiste Château , mettent leurs connaissances relatives à la ventilation et au chauffage en faveur des architectes en espérant que le progrès dans l’aération d’habitation suivra celui des autres parties de la construction . Des études concernant le rôle thérapeutique du soleil sont menées aussi dès le XIX e siècle dans plusieurs pays européens et surtout en Allemagne pour des cures de plein air destinée surtout aux sanatoriums pour la convalescence des tuberculeux. Jean Bernard Cremnitzer rapporte que c’est principalement en Allemagne que naît, entre 1850 et 1870, le concept de cure de plein air qui va être à l’origine d’une véritable révolution en matière d’institutions officiellement destinées à la guérison. Il est largement porté par l’institution internationale de la Croix Rouge à Genève, fondée officiellement il y a 150 ans, qui diffuse l’héliothérapie grâce à ses bulletins nationaux et internationaux et à sa participation aux expositions internationales dont la plus importante est celle d’Anvers en 1885. Le concept de la cure de soleil, contesté dès le début du XX e siècle pour les formes les plus aiguës de la tuberculose pulmonaire. Elle trouve un nouveau développement en France après la Première Guerre Mondiale avec l’actinologie développée par le Dr. Jean Saidman.
Les premières interventions des architectes concernant le problème de la salubrité ont lieu dans les « sanatoriums ». Au cours du XVIIIe siècle, les nouveaux hôpitaux sont appelés à devenir des miniatures de la cité hygiénique . Leurs bâtiments doivent être isolés, bien ventilés et chauffés, de manière à assurer à leurs résidents un air salubre (doté d’une fonction thérapeutique). La sècheresse, la pureté de l’air, des conditions favorables d’ensoleillement, de luminosité et surtout le climat de montagne, sont considérés, en plus de la cure diététique, comme les facteurs principaux de guérison et essentiellement de la tuberculose pulmonaire. Enfin, Cremnitzer relève le transfert des principes du sanatorium au logement. Cette transposition réalisée par les hygiénistes, médecins et architectes dès le début du XIXe siècle, englobe certains des éléments caractéristiques de l’architecture sanatoriale, qui sont : les gradins-terrasses, la ventilation naturelle, les balcons en saillie, la peinture blanche, de grandes surfaces vitrées et une orientation plein sud des espaces.

L’hygiénisme du XXe siècle

Au début du XXe siècle, en France, avec la création en 1905 de l’Association Générale des Hygiénistes et Techniciens Municipaux AGHTM, l’hygiénisme devient un lieu de la pratique, ouvert aux architectes et ingénieurs. Cependant, Jean-Pierre Traisnel montre dans sa thèse que, dans les années 1930, la place offerte à l’hygiène des habitations dans la formation des architectes à l’École de Beaux-arts se limite à la présentation de la loi sanitaire de 15 février 1902 qui impose des règlements codifiant la surface des percements, la forme des ouvertures des pièces et la taille des cours d’immeubles. On trouve la même situation dans l’enseignement de l’École spéciale d’architecture, l’École nationale des Ponts et chaussées, l’École Spéciale des Travaux Publics et l’École Centrale des Arts et Manufactures.
Un exemple de l’architecture hygiéniste de cette période est l’école en plein air de Suresnes créée par Eugène Beaudouin (1898-1983) et Marcel Lods (1935-1936) en 1935. Les classes sont dotées de trois façades entièrement vitrées et surtout repliables. Le bâtiment repend en intégralité de nouvelles idées développées autour du meilleur cadre pour l’éducation des enfants. Ces idées concernent la lumière, l’air et le soleil qui sont prise en compte dans la conception du bâtiment (figure 4). Les pavillons de classe peuvent accueillir chacun trente enfants. On y accède par la galerie couverte. Leurs dimensions sont de 8,80 x 6,00 m ; leur hauteur de 4,00 m. Chaque pavillon a trois côtés vitrés (sud, est et ouest) intégralement ouvrables par des portes en accordéon. Il est chauffé par le sol, sous le dallage de quartzite ; un système de chauffage à air chaud remonte le long des parois vitrées par des bouches situées sur le pourtour du pavillon.

Les modes de contrôle climatique selon Banham 

Le mode conservatif : nous distinguons, selon Banham, deux formes de ce mode. La forme « massive », qui joue sur la régulation des flux de chaleur jour/nuit par stockage/déstockage dans les matériaux, comme la villa palladienne (figure 5). L’autre est une forme plus sophistiquée qui utilise la sélectivité du verre, transparent au rayonnement visible, et opaque au rayonnement infrarouge, associée au stockage de la chaleur dans les murs comme à la maison de verre et comme au « Conservative Wall » de Joseph Paxton en 1846, mais qui doit utiliser intensivement des équipements pour garantir le confort (figure 6).
Le mode sélectif : ce mode rejette les conditions internes indésirables et admet les conditions désirables de l’extérieur, à l’exemple de la fenêtre, qui procure l’air frais et qui assure l’évacuation de l’air vicié, elle admet la lumière mais pas la pluie ni le vent. (figure 7).
Le mode conservatif convient à la plupart des climats secs, chaud ou froid, le mode sélectif se généralise partout où l’humidité est un problème
Le mode génératif fait appel à un contrôle mécanique ou énergétique de l’ambiance. Il se développe rapidement au cours du XIX e siècle, notamment dans les constructions légères pour les armées coloniales et assurer leurs conquêtes , il est devenu dominant dans la deuxième moitié du XX e siècle, comme le développement du climatiseur individuel et autres équipements. L’extension de l’usage des équipements transforme la maison en « machine à habiter » . Le Hight Tech est une plastique architecturale qui exalte les équipements en les plaçant à l’extérieur (figure 8).
1981 Le concours « école économes en énergie » :
Lancé par le ministère de l’éducation nationale et le secrétariat général des villes nouvelles en 1981, avec sept écoles à construire en villes nouvelles (annexe 2), les concurrents répondent au cahier des charges scientifiques et techniques publié dans un document de 350 pages, « sensibilisation à la thermique des écoles », remis à chaque équipe . Ce dossier définit l’école économe en énergie comme : « une école sans inertie, équipée d’une ventilation mécanique contrôlée, une programmation et un niveau d’automatisation poussés, ainsi que d’un système de préchauffage de l’air neuf dans les locaux vitrés permettant de bénéficier d’un effet de serre ». Trois climats sont envisagés, correspondant aux données météorologiques des stations deTrappes, Lyon-Bron et Carpentras. Deux inerties thermiques (fortes ou faibles) sont utilisées.
Les organisateurs et les candidats ne concentrent pas leur attention seulement sur des considérations énergétiques. Au contraire, d’autres critères essentiels prennent un énorme intérêt, comme la qualité architecturale et l’intégration dans le site, la recherche du confort, la fonctionnalité des espaces et la maîtrise des coûts. Au niveau de l’insertion dans le site, il apparaît que les facteurs énergétiques sont peu sensibles, ces facteurs passent au second plan par rapport aux données urbanistiques (alignement) ou pédagogiques ou réglementaires (orientation privilégiée vers le sud-est). Les baies vitrées sont envisagées essentiellement comme source de chaleur, quelquefois pour l’éclairage naturel mais rarement comme ouverture vers l’environnement.

La fonction thermique de l’enveloppe

« Le bâtiment doit être conçu, non plus comme une enceinte isolante, mais comme un complexe structural qui tienne compte de la nature et de l’évolution cyclique des apports thermiques extérieurs » . C’est comme cela Raymond Ayoub présente la notion de « confort thermique naturel » dans les années 1960. L’ensemble architectural doit être thermiquement sélectif, afin de tenir compte de l’alternance de facteurs climatiques indésirables ou favorables. Le débat sur la fonction thermique d’enveloppe se déroule dans les années 1950.
Ceci est marqué par les recherches sur l’isolation dynamique appliquée par Félix Trombe et Jaques Michel qui, en 1956, mettent en place l’un des premiers concepts de mur accumulateur (mur Trombe, appliqué dans la maison d’habitation à Odeillo (département en France en 1967 . La façade sud de cette maison comporte un double vitrage devant un mur en béton de 60 cm peint en noir pour mieux absorber le rayonnement solaire. Le chauffage dans cette maison s’effectue essentiellement par rayonnement et par convection. Le principe du mur « Trombe-Michel » est adapté dans différents projets de nature expérimentale qui caractérisent l’esprit de l’époque.

Économie de consommation du chauffage 

Dans le domaine du chauffage, la maîtrise d’ouvrage participe toujours au réglage et à la maintenance des installations et joue sur le stock de combustibles pétroliers. Ces installations sont appuyées par : « le contrôle de la distribution du fuel domestique qui représente environ 90 % des fuels consommés dans le secteur résidentiel et tertiaire » . Le réglage s’exerce sur l’approvisionnement des distributeurs et des consommateurs. les équipements sont maintenues aussi par une sensibilisation des utilisateurs par l’agence pourles économies d’énergie (créée par décret du 29 novembre 1974) au moyen de campagnes d’information par voie de presse – radio, TV, etc. -, ou de conseils pratiques pour le choix d’appareils et d’entretien d’installations. Nous trouvons dans un numéro du MTPB, de l’année 1977,des actions réglementaires et la mise en place d’un dispositif de contrôle de cette réglementation. Ces dispositifs concernent : « la limitation de la température de chauffage à 20 °C, l’isolation thermique des bâtiments, un contrôle systématique des installations de chauffage des immeubles collectifs, l’obligation d’avoir (dans les immeubles collectifs) un comptage individuel des calories, ce qui permet de répartir les frais de chauffage en fonction de l’énergie effectivement consommée par chacun, la limitation de la durée des contrats de chauffage et une amélioration de leur transparence. Et finalement, des études conduisant à mieux dimensionner les installations, à les améliorer (brûleurs adaptés, calorifugeage des chaudières et des installations), à mieux les exploiter, sans sacrifier le confort, mais en évitant les gaspillages ».

L’opinion européenne et l’économie d’énergie 

Depuis les année 1970, le thème Énergie figure souvent à la une de l’actualité : problèmes d’approvisionnement, coût de l’essence, relations avec les pays producteurs, crise de l’emploi dans les régions anciennement axées sur le charbon, recherches sur les énergies nouvelles, attraction et contestations du nucléaire, etc. Les situations évoluent et peuvent même se retourner. De cette profusion d’événements, un certain nombre de choses émergent dans la conscience du public, sans que ne se dégage une vue d’ensemble claire et cohérente.
Pour cela, depuis 1982, la Direction Générale de l’Énergie fait procéder, à raison d’une campagne tous les deux ans, à une enquête d’opinion sur les questions relatives à l’énergie. Le but de ces études est d’approfondir les informations sur l’opinion européenne sur les problèmes d’énergie en général, la politique énergétique et l’appréciation des différentes sources d’énergie. Une certaine attention est portée aux aspects quotidiens de l’énergie pour  les européens, tels que la pratique dans son propre foyer, d’économies d’énergie et les différents modes de consommation d’énergie. Bien que les européens restent préoccupés par la gravité des problèmes énergétiques, l’inquiétude, cependant, diminue selon les années sur la situation de l’énergie en Europe. C’est le cas par exemple des rapports d’étude entre 1982, 1984, 1986 et 1987. Dans le questionnaire proposé aux européens ces années : « estimez-vous qu’il y a aujourd’hui (dans notre pays) un problème de l’énergie, si oui, estimez-vous que c’est un problème très grave, assez grave ou pas très grave ? » ils posent la même question mais « après dix ans », nous trouvons les résultats suivants.

Table des matières

Résumé 
Résumé en anglais 
Abréviations et sigles
Table des matières
Liste des tableaux 
Liste des figures 
Liste des annexes
Introduction 
Première partie Outils énergétiques et architecture 
Chapitre 1: Architecture, hygiène, confort et économies d’énergie 
L’architecture hygiéniste
Nouvelles approches architecturales
Des recherches pour une architecture économe en énergie
5000 maisons solaires : aspect et résultats
Technique nouvelle de la serre
1981 Le concours « école économes en énergie »
Le solaire source renouvelable de l’énergie
Nouvelle technique, nouveau vocabulaire
I’invention solaire en France après 1974
Conclusion
Chapitre 2 : Enveloppe et Économie d’énergie 
Le rôle de l’enveloppe
La fonction thermique de l’enveloppe
Enveloppe active, enveloppe passive
Nouvelle peau des bâtiments publics dans le XXe siècle
Les nouvelles techniques du vitrage extérieur
Confort d’été et brise solaire
La ventilation et le confort thermique
L’isolation thermique
Le marché européen de l’isolation thermique extérieure
Isolation thermique en France, inventions et intervenants
Du G au solaire passif : une révolution chez les thermiciens
Conclusion
Chapitre 3 : Le chauffage en France 
La crise pétrolière et ses conséquences
Économie de consommation du chauffage
Chauffage électrique
Le chauffage au gaz
Chauffage solaire
La géothermie
La contribution de la géothermie au bilan énergétique
Les pompes à chaleur (PAC)
L’utilisation de la géothermie
Le chauffage urbain à Paris après 1974
Système de la « bi-énergie »
Le chauffage synergétique
L’énergie thermique de récupération
Conclusion
Conclusion
Deuxième partie la politique énergétique de l’Europe et de la France 
Chapitre 4 : La politique européenne d’économie l’énergétique 
La naissance d’une politique énergétique européenne
L’efficacité énergétique en Europe
L’opinion européenne et l’économie d’énergie
La disparité des mesures d’efficacité énergétique
Conclusion
Chapitre 5 : La politique française concernant l’économie d’énergie
L’énergie en France après 1973
Bilan énergétique en Ile-de-France
économie d’énergie dans la construction après 1974
La réglementation thermique
Consommation du parc
Réglementation thermique et labels, moteurs pour maîtriser l’énergie et développer l’innovation
La réglementation moteur de l’innovation
L’économie d’énergie dans les recherches architecturales
Conclusion
Chapitre 6 : Maîtrise d’ouvrage et maintenance 
La maîtrise d’ouvrage publique (MOP), Maitrise d’ouvre
Caractéristiques de la profession d’architecte en France
La maîtrise d’œuvre en Grande Bretagne
La maintenance et son encadrement réglementaire
La maintenance : Définition de la Norme AFNOR
La maintenance et la maîtrise de l’ouvrage
Les enjeux de la prise en compte de la maintenance dans un projet
L’approche énergétique globale
Les sources énergétiques
Optimisation énergétique
Conclusion
Conclusion
Troisième partie Les bâtiments publics et leurs contextes énergétiques 
Pourquoi les bâtiments publics ?
Chapitre 7 :Le Centre Georges Pompidou 1971 – 1977 
Caractéristiques architecturale du Centre Pompidou
Dispositions urbaines-environnement
Dispositions constructives – matériaux
Techniques de Construction : relation architectes – ingénieurs
Analyse thermique et solutions économiques
Rénovation et nouvelle vie
Le DPE du Centre Pompidou
Les sources formelles du Centre Pompidou
Conclusion
Chapitre 8. L’Institut du Monde Arabe 1981 – 1987
Dispositions urbaines-environnement
Dispositions constructives – matériaux
Analyse thermique et solutions économiques
Conception énergétique de la façade sud
La Conception de la façade Nord
Caractéristiques thermiques et solutions économiques
Conclusion
Chapitre 9. Le Musée d’Orsay 1978 – 1986 
Gare-musée d’Orsay
Six avant-projets pour un projet
Dispositions constructives – matériaux
L’éclairage
L’énergie de la gare d’Orsay
Conclusion
Synthèse
Exploitation des résultats et limites d’interprétation
Conclusion 
Architecture hygiène, Architecture bioclimatique et économies d’énergie 
L’architecte et la thermique 
Le chauffage et l’économie d’énergie 
La politique Française et les économies d’énergie 
Les bâtiments publics sont-ils économes en énergie ?
Perspective
Annexe 1 : tableaux Concours « 5 000 maisons solaire réalisés en 1983 par Jean-Pierre MENARD. Cahiers Techniques du Bâtiment, n° 55 juin/Juillet 1983
Annexe 2. Plans masse des projets gagnantes de concours Écoles économes en énergie 1985
Annexe 3. Brevets déposés en France pour les techniques d’énergie solaire entre 1970 et 2010. Source : Service de recherche d’INPI : http://www.inpi.fr
Annexe 4. Dépôt des brevets d’isolation thermique en France dès 1970. Source : INPI
Annexe 6.Évolution des parts de marché des énergies dans le tertiaire neuf en %. Source: CEREN
Annexe 7. Réglementations et labels
Annexe 8. Consommation d’énergie Centre Pompidou
Annexe 9. Consommation d’énergie IMA
Annexe10. Consommation d’énergie Musée d’Orsay
Résumé en anglais