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.