Rendu du bâtiment du smartlivinglab
Contexte
Volumétrie
Modularité
Plans
Photovoltaïque
Performance environnementale
Contexte

Un bâtiment au coeur de Bluefactory

Financé par le Canton de Fribourg, ce bâtiment est le fruit d’une étroite collaboration entre BFF SA et le Smart Living Lab. Projet concrétisé en 2018 par le lancement d’un Mandat d'Études Parallèles (MEP) innovant et mis à l’enquête en 2021, le bâtiment du Smart Living Lab abritera des laboratoires et des bureaux destinés à la recherche de l’EPFL, de la Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg et de l’Université de Fribourg, sur le site de Bluefactory dès 2025.

En plus de ce bâtiment emblématique, d'autres projets de construction sont prévus sur cet ancien site industriel. 

Bâtiment B
Bâtiment voisin du Smart Living Lab, situé côté nord, sa réalisation est en cours et s’achèvera en 2023-2024. Affectation: bureaux, laboratoires, salles de prototypage, salles de conférence, restaurants.

Silo
Edifice historique répertorié par le Service des biens culturels du Canton de Fribourg. Sa rénovation a fait l’objet d’un concours d’architecture en 2023.

Wood-iD
Construction modulaire réalisée en 2021 selon un procédé de préfabrication innovant, démontable et installée  pour une durée maximale de 5 ans. Elle abrite principalement des start-up.

Halle bleue
Ancienne halle industrielle reconvertie en bureaux et laboratoires pour des entreprises et des centres de recherche. Le Smart Living Lab occupe actuellement des locaux dans ce bâtiment.

Halle grise
Bâtiment industriel existant, répertorié par le Service cantonal des biens culturels et jouxtant l’emprise du bâtiment du Smart Living Lab au sud. Après transformation, il hébergera la section d’architecture de la HEIA-FR, ainsi que les pompes à chaleur du chauffage à distance à basse température du site.

Annexe 2
Bâtiment démoli au début de l’année 2022 pour laisser place au bâtiment du Smart Living Lab.

Galerie technique
Galerie souterraine reliant plusieurs bâtiments et servant à les approvisionner. 

Sondes géothermiques
Des sondes géothermiques alimenteront le réseau de chauffage à distance à basse température du quartier Bluefactory. Plusieurs sondes seront placées sous les bâtiments du site, incluant le du Smart Living Lab, contribuant ainsi à maintenir une zone de pleine terre pour permettre l'implémentation d'aménagements extérieurs avec de la végétation et des zones humides.

Vermicompostage
Installation de vermicompostage située entre le bâtiment du Smart Living Lab et le Bâtiment B, destinée au traitement sur place des eaux usées de l’ensemble du quartier et à leur valorisation en forme d'engrais.

BatA

Bâtiment A

BatB

Bâtiment B

CELLS

CELLS

HalleBleue

Halle bleue

HalleGrise

Halle grise

NeighborHub

Hub

Silo

Silo

wood-iD

wood-iD

Volumétrie
Cube modulaire

Cube modulaire

Le bâtiment, en forme cubique, dispose de six étages, sous-sol et rez-de-chaussée (RDC) compris. Il atteint une hauteur totale hors-sol de 18.70 m. En plan, la surface d’un étage de 30 x 30 m est segmentée en trames régulières de 6 x 6 m permettant un aménagement très flexible des espaces intérieurs.

Cube modulaire

"Cube" à 6 étages divisé en modules de 6 x 6 m.
Soustraction et addition

Soustraction et addition

Le volume prismatique initial est "creusé" en toiture pour former des terrasses et "étiré" au sol pour relier le bâtiment au Silo. Grâce à ces soustractions et additions, on donne lieu à une série d’espaces créant le dialogue entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment. Tel est le cas des terrasses d'expérimentation à différents niveaux, ainsi que des espaces extérieurs couverts (la pergola et l'auvent) en contact direct avec les espaces publics au cœur du site de Bluefactory.

Soustraction et addition

Articulation entre l'intérieur et l'extérieur par le biais de terrasses et auvents à différents niveaux.
Jardins d'hiver

Jardins d'hiver

Les jardins d'hiver constituent une partie importante du bâtiment. Ils servent de lieux de détente, d'endroits d'expérimentation et ils forment une partie essentielle du système de ventilation naturelle prévu pour soutenir la ventilation mécanique du bâtiment. À cette fin, des fenêtres commandées par le système MCR (mesures, commandes et régulation) sont prévues dans leurs façades extérieures et intérieures.

La végétalisation des jardins d'hiver a été prévue pour: 
- Gérer le microclimat (ombrage, refroidissement par évaporation, etc.)
- Accentuer la dynamique saisonnière du bâtiment
- Fournir un théâtre d'ombre et de lumière, en soutenant la fonction sociale active de l'espace
- Souligner la verticalité et la générosité de l'espace

Trois types d'interventions ont été prévues:

A - Lits de plantes
De la végétation principalement au niveau des yeux pour maximiser sa présence visuelle, dont la plantation et l’aménagement se répondent de manière symbiotique.

B - Mur végétalisé (JdH sud-est)
Mur végétal activé sur 4 étages visible depuis la voie ferrée, qui comporte un système autonome profitant de l'orientation vers le sud.

C - Plantes grimpantes verticales
Les plantes grimpantes soulignent la verticalité de l'espace en créant des jeux d'ombre et de lumière.

Jardins d'hiver

"Vitrines" d’un bâtiment organique interagissant avec son environnement.
Atrium

Atrium

Au cœur du bâtiment, un vide central est conçu pour diffuser de la lumière vers l'intérieur, répartir les circulations verticales et articuler la rencontre entre une pluralité d'activités et d'espaces.

Atrium

Nœud de communication vertical articulant les espaces internes et externes
Modularité
Structure porteuse

Structure porteuse

Le bâtiment se caractérise au rez-de-chaussée et au premier étage par une extension à l'ouest atteignant le silo existant ainsi que par des terrasses intérieures (jardins d’hivers) surélevées sur deux ou trois étages. Le sous-sol, en contact avec le sol et devant supporter de grandes charges verticales et horizontales, est prévu intégralement en béton armé (murs, colonnes, dalle sur sous-sol, radier et fondations). 

Hors sol, la structure du bâtiment est conçue en bois, exceptés deux noyaux en béton armé encastrés dans le sous-sol qui assurent la reprise des efforts horizontaux générés par un tremblement de terre ou le vent.

La structure primaire du bâtiment du Smart Living Lab est une ossature en bois lamellé-collé (poutres et colonnes). Les dalles sont composées d’éléments en caissons supportées par les poutres de l’ossature faisant la liaison entre les colonnes.

Système structurel

Ossature en bois lamellé-collé et dalles à caissons
Façade modulaire et démontable

Façade modulaire et démontable

Le concept global du bâtiment est similaire à la fonction d'un organisme en interaction avec son environnement.

Afin d’améliorer son cycle de vie, l’utilisation de ressources locales est préférée et le bois est choisi comme matériau principal de façade. Un module régulier, dont certaines unités sont démontables, est utilisé dans toutes les façades du bâtiment. Ce module intègre des éléments de protection solaire qui varient selon son orientation.

Afin de fournir les conditions nécessaires aux expérimentations du Smart Living Lab, les éléments de façade seront installés de manière visible permettant un remplacement facile.

En complément au module régulier, d'autres types de façades qui correspondent aux fonctions intérieures sont également prévues, notamment les terrasses expérimentales, les jardins d’hiver (extérieurs et intérieurs), l’entrée et les portes extérieures, ainsi que les toits en verre de la pergola et de l'atrium.

Façade modulaire et démontable

Modules de façade préfabriqués et installés directement sur la portée de la structure principale.
Flexibilité d'usages

Flexibilité d'usages

Évolutivité et expérimentation constantes sont au cœur des ambitions du Smart Living Lab en tant que centre de recherche et développement. Ainsi, les systèmes de cloisonnement, de chauffage, de ventilation et d'électricité ont été conçus pour permettre une flexibilité maximale d'utilisation de l'espace, laissant la possibilité de rendre un lieu de travail plus attrayant, densifier l'utilisation afin d'atteindre les cibles de performance environnementale, ainsi que de tester différentes configurations de travail en conditions réelles, y compris les modalités de partage de bureau, l'alternance permanente avec le travail à distance et l'intégration des apprentissages tirés de la pandémie COVID-19.

Flexibilité d'usages

Espaces de bureaux conçus de manière à permettre une variété d'usages.
Plans
Sous-sol

Sous-sol

plan du sous-sol

Niveau Fini (NFF) = -5.20 m

Affectation : 

- Locaux techniques
- Locaux de stockage et nettoyage
- Locaux de stockage de batteries et d'engins 
- Zone de douches et casiers
- Local IT, local sanitaire et douche PMR

R-1

Plan du Sous-sol
Rez-de-Chaussée

Rez-de-Chaussée

Plan du rez-de-chausé

Niveau Fini (NFF) = 0.00 m (RDC INF = -1.50 m )

Affectation : 

- Foyer
- Zones de conférence
- Espace de travail laboratoires (chambres climatiques)
- Cafétéria
- Sanitaire PMR
- Locaux Infirmerie et allaitement
- Economat général et stockage IT

R-0

RDC = Publique
1er étage

1er étage

Plan du premier étage

Niveau Fini (NFF) = +3.60 m 

Affectation : 

- Réception SLL
- Jardin d'hiver Sud
- Zones de bureaux et de réunions unités SLL et invités
- Zones Brainstorming
- Kitchenette
- Salle d'impression, Local IT et Local sanitaire

R+1

R+1, R+2, R+3 = Bureaux
2e étage

2e étage

Plan du deuxième étage

Niveau Fini (NFF) = +7.20 m 

Affectation : 

- Zones de bureaux et de réunions unités SLL 
- Zones capsules, lounges et réunions informelles
- Kitchenette
- Jardin d'hiver Ouest
- Terrasse 
- Zone Photovoltaïque Pergola
- Salle d'impression, Locaux sanitaires et PMR

R+2

R+1, R+2, R+3 = Bureaux
3e étage

3e étage

Plan du troisième étage

Niveau Fini (NFF) = +10.80 m 

Affectation : 

- Zones de bureaux et de réunions unités SLL 
- Zones capsules, lounges et réunions informelles
- Jardin d'hiver Sud
- Kitchenette
- Salle d'impression, Local IT et Local sanitaire

R+3

R+1, R+2, R+3 = Bureaux
4e étage

4e étage

Plan du quatrième étage

Niveau Fini (NFF) = +14.00 m 

Affectation : 

- Espace d'expérimentation
- Zones flexibles d'expérimentation (terrasses Est et Ouest)
- Atelier électronique
- FAB LAB
- Atelier de prototypage
- Local IT et Local sanitaire

R+4

R+4 et toiture = Expérimentation
Toiture

Toiture

Plsan de toiture

Niveau Acrotère = +18.70 m 

Affectation : 

- Champ photovoltaïque sur toiture végétalisée
- Toit en verre atrium et lucarnes jardins d'hiver
- Sorties de gaines et installations techniques

R+5

R+4 et toiture = Expérimentation
Coupe longitudinale

Coupe longitudinale

Coupe A

Longitudinale
Coupe transversale

Coupe transversale

Coupe B

Transversale
Photovoltaïque

Données générales sur l’installation PV

Surface brute des modules: 785 m²

Puissance installée: 141 kWc

Stockage: batterie Li-ion de 30 kWh

Performance annuelle estimée: 850 - 900 kWh/kWc

Autoconsommation estimée: 40% - 50%

Autarcie estimée: 50% - 60%

Champ BAPV en toiture

Champ BAPV en toiture

Orientation Sud
Inclinaison 10°

206 modules

Taille 1,775 x 1,038 m

120 demi cel./module

P:  370 Wc/module

Technologie: Mono-Si

Champ BAPV en toiture

Orientation Sud, Inclinaison 10°
Champ BIPV sur la pergola

Champ BIPV sur la pergola

Orientation Zénith (Nord / Sud)

61 modules

Taille 1,905 x 1,700 m

100 cel./module

P: 509 Wc/module

Technologie: Mono-S (bi-faciales)

Champ BIPV sur la pergola

Orientation Zénith (Nord / Sud)
Inclinaison 5°
Champ BIPV en façade - Jardins d'hiver

Champ BIPV en façade - Jardins d'hiver

Orientation Zénith (Nord / Sud)

16 modules avec 2 tailles différentes : 

9 modules de 0,70 x 3,48 m
84 cel./module
P: 427 Wc/module

7 modules de 0,70 x 3,70 m
84 cel./module
P: 427 Wc/module

Technologie : Mono-Si (bi-faciales)

Champ BIPV en façade - Jardins d'hiver

Orientation Sud, Est et Ouest.
Inclinaison 90° (verticaux).
Champ BIPV en façade - Contrecoeurs

Champ BIPV en façade - Contrecoeurs

Orientation Sud, Est, et Ouest.
Inclinaison 90° (verticaux).

60 modules colorés

Taille 2,56 x 0,85 m

75 cel./module

P: 351 Wc/module (*)

Technologie: Mono-Si + Film sélectif intégré ou Verre coloré

(*) La puissance décrite ici correspond au potentiel maximal. Elle sera réduite en fonction de la technologie et des caractéristiques du système de customisation visuel mis en place (traitement du verre, film coloré ou autre).

Champ BIPV en façade - Contre-corps

Orientation Sud, Est et Ouest.
Inclinaison 90° (verticaux).
Champ BIPV en façade - Brise-soleil

Champ BIPV en façade - Brise-soleil

Orientation Sud.
Inclinaison 15°.

28 modules

Taille 1,975 x 0,673 m

48 cel./module

P: 225 kWc/module

Technologie : Mono-Si sur film souple

Champ BIPV en façade - Brise-soleil

Orientation Sud.
Inclinaison 15°.
Irradiation solaire annuelle cumulée

Irradiation solaire annuelle cumulée

Unité : kWh/m² par année

Résultat de la simulation d’irradiation solaire annuelle cumulée reçue sur les modules photovoltaïques.

kWh/m2 1200 1075 950 825 700 575 450 325 200
Performance environnementale

Electricité : Potentiel de 786m² de surfaces actives photovoltaïques (Intégrées en toiture et façade)

Puissance totale prévue : 142 kWc

Labels : Minergie-A ⋅ Minergie-Eco ⋅ SNBS Or

Bilan thermique

Bilan thermique

Diagramme issu de Lesosai.

Diagramme de Sankey indiquant les apports et pertes thermiques à travers l’enveloppe du bâtiment selon SIA 380-2015 et SIA 380/1-2016.

Apports thermiques Pertes thermiques Internes Toit Parois Fenêtres Aération Plancher 1.9 13.0 39.0 21.1 2.9 77.8 2.4 [kWh/m2] [kWh/m2] [%] 16.7 50.1 27.1 3.7 100 Pertes techniques 1.5 Rejets 36.9 Solaires Chauffage Dont ponts thermiques : Dont ponts thermiques (sans pertes aération) : Données provisoires 10 13.7 25.0 61.8 29.3 116.1
Impact environnemental | Construction

Impact environnemental | Construction

Impact environnemental de la construction du bâtiment (matériaux de constructions et installations techniques)

Calculé selon la norme SIA 2032-2020 en vue d'atteindre les objectifs environnementaux définis par les labels SNBS et Minergie-ECO.

Schémas et diagrammes selon données provisoires

Bâtiment du
Smart Living Lab

Postes de travail
130

Surface plancher
4904

Volume SIA
19974

Construction
2023-2025

Labels visés
Minergie-A

Minergie-Eco

SNBS Or

Maître d’ouvrage
BFF SA, Fribourg

Affectation
Bureaux / labos

Architectes
Behnisch Architekten

Ingénieurs civils
ZPF Ingenieure

Ingénieurs CVS / Physique du Bâtiment / Cert.Env.
Weinmann-Energies SA

Construction
JPF Entreprise Générale

Mis à l’enquête en 2021, le bâtiment du Smart Living Lab est un édifice expérimental dédié au centre de recherche pour le futur de l'environnement bâti, sur le site de Bluefactory à Fribourg. Dès 2025, il accueillera 130 personnes de l'EPFL, la Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg et l’Université de Fribourg, sur près de 5'000 mètres carrés.

Pluridisciplinaire et catalyseur de progrès, ce « laboratoire vivant » se veut un terrain propice aux travaux menés en conditions réelles et un projet pionnier dans l’utilisation efficace des ressources, en appliquant le concept de la société à 2'000 watts.

Timeline

2015

Processus externes
Processus internes

Etat des lieux

État des lieux et orientations préliminaires (rapport en anglais)

Recherche

Programme de recherche (rapport en anglais)

2016

Processus externes
Processus internes

Concept

Concept scientifique et passage à la phase expérimentale (rapport en anglais)

2017

Processus externes
Processus internes

Résumé

Résumé exécutif (rapport en anglais)

2018

Processus externes

Candidatures

Appel à candidatures pour le bâtiment du Smart Living Lab et annonce sur la plateforme SIMAP, 14.9.2018 (communiqué)

Lancement

Démarrage du MEP par une séance de présentation, 14.12.2018

Processus internes

Spécification

Rédaction du cahier des charges pour le Mandat d'études parallèles (MEP)

Sélection

Candidatures retenues pour élaborer le bâtiment du Smart Living Lab, 7.12.2018 (communiqué)

2019

Processus externes

Livres

Projet éditorial “Toward 2050” publié chez Park Books: Thinking, Visions for Architectural Design et Exploring, Research-driven Building Design, 8.5.2019 (communiqué)

Résultat

Lauréat du MEP désigné, 24.7.2019 (communiqué)

Processus internes

Consultation

Dialogues A et B avec les utilisateur·trices pour élaborer le projet du bâtiment du Smart Living Lab

Ateliers

Dialogues A et B avec les groupes d'études pluridisciplinaires pour élaborer le projet du bâtiment du Smart Living Lab

2020

Processus externes

Avant-projets

Avant-projets 1 et 2 (étude, documents techniques)

Projet

Projet détaillé (étude, documents techniques)

Processus internes

Recherche

Consultation des équipes de recherche pour définir les besoins (enquêtes, interviews, études, rapport)

Utilisation

Consultation des utilisateur·trices pour définir l’aménagement intérieur
(enquêtes, interviews, études, plans)

2021

Processus externes

Appel d'offres

Appel d'offres pour le bâtiment du Smart Living Lab, 26.3.2021 (communiqué)

Adjudication

JPF Entreprise Générale SA remporte l’appel d’offres, 17.12.2021 (communiqué)

Processus internes

Atelier

Consultation des utilisateur·trices pour l’aménagement intérieur

Recherche

Rédaction du cahier de charges intégrant l’innovation dans le bâtiment pour répondre aux besoins de recherche

2022

Processus externes

Permis

Obtention du permis de construire, 13.9.2022 (communiqué)

Projet d'exécution

Intégration des options et optimisations issues de l'appel d'offres

Processus internes

Atelier

Consultation des utilisateur·trices pour l’aménagement intérieur

Analyse

Analyse et optimisation du projet par le Groupe Building2050 (aménagement intérieur, éclairage naturel, installation photovoltaïque, stockage énergétique...)

2023

Processus externes

Contrat

Contrat d'entreprise totale (janvier 2023)

Consolidation

Consolidation du projet (février - décembre 2023)

Processus internes

Suivi

Accompagnement de la phase de consolidation du projet par le Groupe Building2050

Conférence

Démarche scientifique pour la définition de l'organisation des espaces intérieurs du bâtiment.

2024

Processus externes

Projet d'exécution

Démarrage de l'elaboration des plans d'exécution intégrant les options et optimisations issues de l'appel d'offres (mai / avril 2024)

Réalisation

Démarrage chantier. Gros œuvre, installations techniques et début de l'aménagement intérieur (septembre / octobre 2024)

Processus internes

Suivi

Suivi et accompagnement de la réalisation par le groupe Building2050

2025

Processus externes

Mise en service

Finalisation des travaux et mise en service (fin 2025 / début 2026)

Processus internes

Suivi

Accompagnement de la mise en service par le Groupe Building2050

2026

Processus externes

Exploitation

Remise de l'ouvrage (printemps 2026)

Processus internes

Suivi

Gestion "recherche" du bâtiment par le Groupe Building2050 (mission Living Lab Managment)

Galerie

Le Smart Living Lab à Bluefactory

Construit en bois fribourgeois, le Bâtiment B de Bluefactory affiche des objectifs de performance énergétique en adéquation avec ceux bas carbone du site. Il vise à répondre à des exigences de confort élevées en proposant une grande flexibilité d’aménagement. Ces espaces formeront à la fois une zone de rencontre et une vitrine de l’innovation, des surfaces administratives, des laboratoires et des salles de conférence.
Le Controlled Environments for Living Lab Studies (CELLS) est un pavillon expérimental formé de deux pièces similaires en apparence, qui permettent de tester des conditions de confort et de degré d’automatisation différents.
La réaffectation de la Halle bleue en 2015 a constitué la première étape de la transformation du site de l’ancienne brasserie Cardinal à Bluefactory. En plus du Smart Living Lab, cette halle accueille des start-up et des centres de compétences comme ROSAS et le Biofactory Competence Center (BCC).
La maison solaire NeighborHub a été conçue et construite par des étudiantes et des étudiants de l'EPFL, de la HEIA-FR, de la HEAD et de l'UNIFR au Smart Living Lab . En faisant la démonstration de technologies durables, ce pavillon a remporté la compétition Solar Decathlon 2017 à Denver, USA. Depuis 2018, le NeighborHub, ouvert au public, sert de centre de quartier à Bluefactory et de prototype de recherche pour le Smart Living Lab, principalement pour la gestion de l'eau et de l'énergie.
Financé par le Canton de Fribourg, ce bâtiment est le fruit d’une étroite collaboration entre BFF SA et le Smart Living Lab. Projet concrétisé en 2018 par le lancement d’un Mandat d'Études Parallèles (MEP) innovant et mis à l’enquête en 2021, le bâtiment du Smart Living Lab abritera des laboratoires et des bureaux destinés à la recherche de l’EPFL, de la Haute école d’ingénierie et d’architecture et de l’Université de Fribourg sur le site de Bluefactory dès 2025.

Le Smart Living Lab est un centre de recherche et développement consacré au futur de l'environnement construit, qui réunit l'EPFL, la Haute École d'ingénierie et d'architecture et l'Université de Fribourg. Depuis 2014, ce living lab oriente ses activités scientifiques sur le confort et les enjeux environnementaux du bâti dans des infrastructures de recherche provisoires, avant d'exploiter son propre bâtiment dès 2025 à Fribourg, sur le site de Bluefactory.

Le quartier d’innovation Bluefactory, dont l’intégration au Parc suisse d’innovation (Switzerland Innovation Park) en fait un acteur incontournable du futur de l’habitat, est géré par BFF SA. Cette entreprise a pour mission le développement, l’exploitation et l’animation culturelle du site. Elle est le maître d'ouvrage du bâtiment du Smart Living Lab.

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