Paysages érodés comme approche à la verticalité en milieu urbain
Maitrise Ambiances Physiques et Design
Prof. Claude MH Demers + André Potvin M.Arch. Ph.D.
Groupe de recherche en ambiances physiques (GRAP) - Faculté d'aménagement, d'architecture, d'art et de design - Université Laval - Hiver 2015
Pulse
par Véronique Barras-Fugère, Laurence St-Jean et Sandrine Tremblay-Lemieux
La proposition de hauteur sur l’avenue Honoré-Mercier se présente en contraste à la densité horizontale du quartier résidentiel de Saint-Jean-Baptiste. Le projet soulève les défis d’une intervention sur une parcelle déjà entièrement bâtie qui laisse peu de marge de manoeuvre à la position du bâti sur le site. Il suggère ainsi une réponse davantage par la forme architecturale aux défis des flux environnants. Le site, caractérisé par une forte topographie, est connu pour ses vents de grande vitesse à l’intersection de l’avenue Honoré-Mercier et de la rue St-Jean. Les bâtiments en hauteur qui y sont implantés font dévier le vent qui se bute perpendiculairement sur le front bâti continu. La promenade Desjardins adjacente à place Québec n’est en aucun temps protégée du vent. Nous proposons ainsi une tour effilée qui découle de l’intention instinctive d’anguler les formes rectangulaires afin d’atténuer les désagréments du vent frappant sur les parois perpendiculaires de sa course
Les stratégies d'intégration
lumière + thermique
Étude paramétrique des ambiances thermiques
Échelle urbaine
typologie de base
typologie eliptique
En hiver, les vents dominants sont les mêmes qu’en été et en automne. C’est à cette saison que les conséquences d’un bâtiment en hauteur se font le plus sentir. L’ombre de la tour est longue et large et couvre toute l’interface du bâtiment avec la rue. À l’échelle architecturale, il est donc important de prévoir des espaces d’attente et de transition intérieure permettant de se protéger des conditions hivernales plus difficiles.
En été, la place publique bénéficie d’ensoleillement pour la majorité de la journée. La forme angulée permet de protéger la place publique, la rue St-Joachim ainsi que son intersection avec l’avenue Honoré-Mercier des vents dominants. Cette forme suggère l’extérioration de la tour vers la rue et une place publique, permettant des espaces d’attente et de plaisance confortables.
Au printemps, les vents est-nord-est balaient fortement l’intersection d’Honoré-Mercier et de St-Joachim. Le fuseau est donc moins intéressant dans cette direction qu’il l’est pour les vents contraires. Dans un souci de réduction de simplification de la forme, la proposition finale revient à une forme rectangulaire suivant l’implantation du basilaire sur cette façade.
INTÉGRATION URBAINE
La forme angulée permet de rediriger les vents dominants afin de diminuer l’effet Venturi au niveau de la rue et offrir des microclimats favorables à la circulation piétonne.
PLACE PUBLIQUE VÉGÉTALISÉE
Les fonctions publiques et communes du basilaire se prolongent sur la promenade en été où s’installent des aménagements qui animent l’espace public et soutiennent l’activité de ce lieu de transition. La végétalisation de l’espace et l’intégration de bassins d’eau proposent un ilot de fraicheur urbain qui pourra profiter autant aux travailleurs qu’aux résidents du secteur. Le lieu, encadré et protégé du vent, offre autant d’espaces ensoleillés qu’ombragés durant tout l’été.
ENVELOPPE SENSIBLE
Une enveloppe sensible s’adapte à l’environnement qui l’entoure ; le mouvement du soleil, l’orientation des vents dominants. Le travail sur la peau, les ouvertures et les vitrages est primordial afin de répondre à une architecture qui intègre et répond à son environnement. La peau et son mouvement dans la forme du bâtiment permettent l’aménagement d’espaces de travail standards ou adaptatifs afin de permettre une diversité des lieux.
Étude paramétrique des ambiances lumineuses
Échelle urbaine
À l’échelle urbaine, l’étude des ambiances lumineuses s’intéresse à la qualité des ambiances de la promenade Desjardins qui se veut le prolongement d’un étage du projet. La forme de la tour se sculpte pour offrir autant des espaces ensoleillés qu’ombragés sur cet espace public et se veut assez effilée pour réduire les zones d’ombrage du côté des habitations du quartier St-Jean Baptiste. À l’échelle architecturale, le basilaire existant est un pivot important entre la rue et la tour et est cloisonné entre deux bâtiments. Les défis lumineux sont grands et se soucient de la pénétration maximale de la lumière diffuse du nord par l’ajout d’un grand atrium et d’un puits de lumière. L’utilisation de la couleur, au cœur de notre concept de pulsation des flux, nous a permis d’explorer cette variable afin de révéler une atmosphère singulière dans le basilaire et ainsi agir en repère au sein du bâtiment. Finalement, les aires habitables au sud présentant des défis d’occultation plus grands se prêtaient particulièrement à des essais à l’échelle du détail en soleil direct et diffus. Différentes configurations de persiennes d’occultation horizontales ont été soumises à des calculs de luminance et de contraste pour vérifier l’éblouissement. Le décalage des plateaux autour de la tour propose des des espaces balcons extérieurs intercalés qui favorisent une vue sur le ciel et un accès plus grand à la lumière naturelle. À l’intérieur du bâtiment, un atrium principal sur la rue St-Joachim profite d’une grande visibilité sur le ciel non obstruée par des voisins trop hauts. Vers l’arrière, du côté de la promenade
La largeur du boulevard Honoré-Mercier permet d’offrir des percées vers le ciel et de l’ensoleillement matinal de janvier à mars. Sur Place Québec, les vues du ciel sont presque nulles. L’étroitesse de la rue St-Joachim limite les heures disponibles d’éclairement naturel dans cette direction, les rassemblant principalementen après-midi. Même scénario dans la place cachée St-Jean où les heures d’ensoleillement sont concentrées le midi.
Simulation des vents / hiver
Simulation des vents / été
Simulation des vents / printemps
masques d'ombrages
L’ombre de la tour est longue et large et couvre toute l’interface du bâtiment avec la rue. Sa masse d’ombre descend jusqu’au nord de la rue St-Jean, allant même jusqu’à la place d’Youville. La place Desjardins est dans l’ombre du Hilton. Le bas de la tour est dans l’ombre des bâtiments adjacents.
L’ombre, grâce à la forme effilée de la tour passe rapidement au-dessus de la voirie. La place publique bénéficie d’ensoleillement pour la majorité de la journée. Le bâtiment, vu sa forme, n’est éclairé qu’en façade sud.
L’ombre de la tour est large et couvre toute l’interface du bâtiment avec la rue. Sa masse d’ombre descend jusqu’au nord de la rue St-Jean. La place Desjardins est dans l’ombre du Hilton.
Stratégies thermiques et lumineuses
Échelle architecturale
coupes bioclimatiques
Étude architecturale paramétrique des ambiances thermiques
Le profil d’équilibre thermique permet de mettre en relation le climat, le programme et la forme architecturale afin de mettre de l’avant des stratégies pour diminuer la consommation du bâtiment. Sur l’aspect programmatique, les gains des occupants, de l’éclairage artificiel et des équipements sont pris en compte. Pour ce qui est de la forme et l’enveloppe, on calcule l’influence des flux thermiques de l’enveloppe, les gains solaires par les ouvertures ainsi que les gains et pertes par la ventilation. On mise sur des stratégies qui guideront vers un bâtiment sélectif plutôt qu’exclusif, un bâtiment en interaction avec les personnes qui le vive et qui l’adapte en étant tolérant à des ambiances plus flexibles et moins standards.
Profil d'équilibre thermique (PET)
SOURCES:
Architecture 2030 palette for global transformation
BROWN, G.Z. et DEKAY, M. (2001), Sun, Wind and Light –Architectural Design Strategies, John Wiley & Sons, New-York.
Étude architecturale lumière; exploration chromatique
Échelle du détail lumière; occultation
L’exploration chromatique s’est intéressée à deux types de plans; verticaux et horizontaux. Les plans dialoguent à leur façon avec la lumière naturelle. À l’horizontale, on remarque que le sol coloré crée une réflexion diffuse et légèrement teintée de rouge sur les surfaces au plafond. Le lustre de la surface met de l’avant la réflexion des éléments architecturaux de l’atrium, comme la passerelle déambulatoire. Le contraste entre le rouge du sol et le blanc de la passerelle combinée à la lumière zénithale crée un appel lumineux qui incite à gravir l’espace. La couleur propose une atmosphère singulière au sein de l’atrium. À la verticale, le rouge vif se distingue de son environnement immédiat et devient un élément fort en terme de lisibilité dans le bâtiment. La couleur rouge agit comme un repère au sein des lieux. L’élément rouge produit une réflexion diffuse au sol, légèrement coloré. La lumière zénithale glisse sur le pan vertical lustré et teinte les surfaces voisines. Le jour, les jeux chromatiques sont perçus de l’extérieur. À la tombée du jour, la mise en lumière du système de circulation des flux humains et environnementaux est dévoilée. Le rouge est perçu de manière plus franche de l’extérieur. Finalement, le mur coloré agit comme élément attracteur au coeur de l’atrium qui dynamise le projet et simplifie la lecture des systèmes. C’est ce système que nous avons retenu pour le projet.
Étude des ambiances lumineuses intérieures selon différentes configurations des persiennes d’occultation ; lattes espacées, lattes inclinées et lattes fermées.
Un rapport de brillance d’environ 4 :1 pour un ciel diffus entre le vitrage et la surface du POD lui confère un contraste à peine visible ce qui est idéal pour le travail de tâche sans risque d’éblouissement. Le bruit visuel est alors réduit, notamment par le travail sur des densité de lattes d’occultation. Les utilisateurs, pouvant régler eux-mêmes la disposition de ces lattes, pourront contrôler le niveau d’éclairement de la pièce. Des tests sommaires en lumière directe nous a permis de constater que le POD était en contraste important avec le vitrage. Cette grande force d’attraction visuelle vers le POD est directement liée au concept du projet, cependant elle peut devenir critique pour effectuer des tâches à proximité. L’occultation est alors primordiale afin de diminuer la luminance à la source et ainsi réduire les risques d’éblouissement.
Échelle du détail lumière et thermique
