Sonder Maisonneuve

Un hôtel de séjour prolongé de Montréal atteint ses objectifs de développement durable et empêche les ponts thermiques avec des ruptures de pont thermique structurelles

Sonder Maisonneuve, un hôtel haut de gamme pour séjours prolongés situé au 1500 Maisonneuve au centre-ville de Montréal, est exploité par Sonder, une entreprise hôtelière dont la mission est d’offrir un « séjour attentionné et exceptionnel » à ses hôtes, sans sacrifier le style dans plus de 35 villes dans le monde.

En 2020, Sonder a créé une fonction de responsabilité d’entreprise et de durabilité pour renforcer son « engagement envers l’environnement et minimiser son empreinte », en travaillant avec « des architectes et des concepteurs de classe mondiale pour créer des espaces vraiment remarquables, qui transcendent l’hospitalité et enrichissent les vies » tout en utilisant la technologie pour créer des espaces durables et abordables. L’équipe de conception du 1500 Maisonneuve est composée du Groupe Architex, de Pomerleau Construction, de L2C Ingénieurs en structure et des ingénieurs-conseils de Desjardins Experts Conseils. Le bâtiment appartient à Prime Properties, une société de gestion immobilière détenue par la société internationale Rumpf.

L’équipe a mis en place des mesures de développement durable bien avant les exigences du Code national de l’énergie pour les bâtiments (CNÉB) 2015 et avant le plan d’action en 46 points de Montréal établi en 2016 visant la carboneutralité d’ici 2050. Dans le cadre de l’engagement du Canada à réduire sa consommation d’énergie et ses émissions de gaz à effet de serre, le CNÉB demande des mesures telles que la surveillance de la consommation d’électricité, la réduction de la densité de puissance d’éclairage, la récupération de chaleur de la ventilation et l’isolation continue de l’enveloppe du bâtiment. Dans le cas de Sonder Maisonneuve, cela comprenait l’isolation des murs extérieurs jusqu’au R25 et l’isolation des balcons enveloppants sur 17 étages à l’aide de 1,6 km (5 248 pi) de rupteurs thermiques structurels à l’enveloppe.

Les rendements mécaniques et électriques ont été obtenus en partie grâce à des chaudières hydroniques à condensation avec un rendement de 96 % pour la distribution centrale d’eau chaude domestique dans tout le bâtiment, selon Jean Desjardins, fondateur et président des ingénieurs-conseils Desjardins Experts Conseils.

Chaque appartement est équipé d’échangeurs d’air récupérateurs d’énergie pour les besoins en air frais. Pour les espaces communs tels que les couloirs, l’air frais provient d’une centrale de traitement d’air modulante à haut rendement alimentée au gaz sur le toit.

Un système de ventilation de garage souterrain contrôle les CO et les NOx des gaz d’échappement des voitures grâce à des ventilateurs en ligne dédiés à chaque capteur de CO et NOx, ce qui permet d’économiser de l’énergie en réduisant la fréquence d’activation des ventilateurs d’extraction et des grilles d’air frais.

Le CVC desservant les 156 unités d’habitation est assuré par des thermopompes à volume de réfrigérant variable à haut rendement situées sur le toit. Les thermopompes produisent de la chaleur avec un coefficient de performance pour le chauffage de 2,8 à une température extérieure de 17 °F (-8 °C). Pour le refroidissement, ils offrent un taux d’efficacité saisonnier de 17. (Plus le taux de rendement énergétique saisonnier est élevé entre 13 et 21, plus l’efficacité énergétique et le niveau de confort sont élevés.)

Contrecarrer les ponts thermiques sur les balcons enveloppants

Les 156 studios meublés et appartements d’une et deux chambres du 1500 Maisonneuve sont dotés de murs vitrés à double vitrage du sol au plafond menant à des balcons continus qui entourent le bâtiment.

Bien que visuellement frappants, les 2 788 m2 (30 000 pieds carrés) de balcons et les 1600 mètres linéaires (5248 pieds) de murs vitrés présentaient un risque de ponts thermiques, en particulier lorsque les dalles de béton pénètrent dans l’enveloppe isolée du bâtiment. Avec une humidité relative de 40 % à 50 % typique pour le confort des occupants, l’équipe de conception craignait non seulement que les ponts thermiques entraînent une perte de chaleur, mais aussi que de la condensation puisse se former dans les cavités intérieures froides adjacentes aux raccordements du balcon, entraînant la croissance de moisissures.

« En hiver, les balcons à l’extérieur sont très froids, donc nous avons un gros risque de condensation à l’intérieur, car c’est la même dalle de béton à l’intérieur et à l’extérieur des balcons », affirme Félix Daoust, chargé de projet chez Pomerleau, la première entreprise de construction à devenir membre du Conseil du bâtiment durable du Canada. Les mêmes dalles soutiennent les murs des fenêtres.

« De plus, comme le bâtiment avait beaucoup de murs vitrés, l’entrepreneur voulait s’assurer qu’il n’y avait pas de ponts thermiques entraînant de la condensation dans les murs vitrés ainsi qu’à l’intérieur des unités », note Jean-René Larose, cofondateur et associé principal chez L2C et ingénieur en structure pour le projet.

Rupture de pont thermique spécifiée pour éviter la condensation, la moisissure

Après avoir consulté UL (Underwriters Laboratories), Pomerleau a installé des rupteurs de pont thermique béton sur béton Schöck Isokorbᴹᴰ sur les balcons. En réduisant les ponts thermiques entre les balcons et les dalles intérieures qui les soutiennent, les ruptures structurelles retiennent la chaleur à l’intérieur des appartements, éliminant les zones où les températures descendent en dessous du point de rosée, formant une condensation qui favoriserait la croissance de moisissures. Larose connaissait bien les rupteurs thermiques et a soutenu leur ajout à la conception.

« Je les utilise depuis près de 10 ans. Nous sommes des ingénieurs en structure, nous comprenons donc toutes les contraintes, les plis, le transfert de cisaillement dans le produit. Donc, pour nous, ce n’était pas un grand défi », se souvient-il. « Ce bâtiment a été le premier au Québec de cette envergure à utiliser le système de rupture de pont thermique Isokorbᴹᴰ », ajoute-t-il.

Conception, fonctionnement et installation des modules à rupture de pont thermique

La construction de la structure principalement en béton a commencé fin 2019. Des ruptures thermiques béton sur béton ont été installées à l’enveloppe isolée des 17 étages construits avec des balcons continus.

Le bloc de mousse expansée du module à rupture de pont thermique est environ 98 % moins conducteur que le béton, tandis que les barres d’armature en acier inoxydable qui le pénètrent sont environ un tiers aussi conducteur que les barres d’armature en acier au carbone, ce qui réduit les pertes de chaleur au niveau des pénétrations de balcon jusqu’à 90 %. En plus d’atténuer les pertes de chaleur et les émissions de carbone, l’isolation des pénétrations de balcon pendant les mois froids d’hiver empêche les structures intérieures chauffées d’atteindre le point de rosée, de former de la condensation et de favoriser la croissance de moisissures, tout en augmentant la chaleur et le confort des dalles de plancher intérieures à côté des balcons.

La clé de la conception de la rupture de pont thermique structurelle est sa capacité à isoler tout en supportant simultanément des charges équivalentes aux rallonges de balcon monolithiques conventionnelles des dalles de plancher intérieures.

Chaque module se compose d’un bloc de polystyrène expansé amélioré au graphite avec des barres d’armature en acier inoxydable traversant l’isolation pour une résistance à la tension et au cisaillement. Des barres d’armature en acier inoxydable sont positionnées au sommet du corps isolant pour absorber les forces de traction conférées par la dalle en porte-à-faux. Les modules de béton de compression placés au bas de l’assemblage transfèrent les forces de compression de la dalle en porte-à-faux, qui, en conjonction avec les barres de traction, s’adaptent au moment du raccordement. Des barres d’armature supplémentaires en acier inoxydable traversent le corps isolant en diagonale pour traiter les charges de cisaillement au niveau du raccordement. Les barres d’armature s’étendent des deux côtés de la rupture de pont thermique et sont simplement attachées aux cages d’armature du balcon et de la dalle de plancher avant le coulage conventionnel du béton.

Au 1500 Maisonneuve, les dalles de plancher intérieures contenaient des conduits d’évacuation d’air (de la cuisine, de la buanderie, des toilettes de chaque unité), ce qui, selon Jennifer Giron, architecte chez Le Groupe Architex, limitait l’endroit où les rupteurs thermiques pouvaient être placés. Cependant, Schöck avait travaillé avec des conduits dans la dalle à plusieurs reprises dans le passé, il n’était donc pas difficile d’accueillir des conduits et des ruptures. Les conduits, recouverts d’isolant en polyuréthane, ont été installés en même temps que les ruptures thermiques. De même, le béton pour les dalles intérieures et de balcon a été coulé simultanément.

Au total, 1 590 ruptures béton sur béton ont été installées. Presque toutes les ruptures thermiques étaient des raccordements Isokorb béton à béton. De plus petites quantités de ruptures thermiques conçues pour les coins, des balcons supportés, des pics de charge avec balcons soutenus et une résistance aux tremblements de terre ont également été installées.

La continuité de l’isolation est assurée

Les murs extérieurs ont été isolés à l’aide de 9 cm (3,5 po) de polyuréthane projeté. Les murs vitrés à double vitrage ont été positionnés à l’interface des ruptures thermiques au-dessus et au-dessous de chaque balcon après durcissement du béton. Des plinthes électriques ont été installées près des murs des fenêtres pour limiter davantage la condensation et fournir une chaleur supplémentaire durant les jours les plus froids.

Les rupteurs thermiques n’étaient pas nécessaires sur le toit « parce que c’était une structure complètement isolée », explique Daoust. Giron ajoute : « Nous avons des toits inversés avec une isolation d’environ 30 rands. Les murs des fenêtres sont R4. » Le coefficient d’ombrage des vitres teintées est de 0,26, ce qui réduit les besoins de refroidissement.

Protégé de la condensation et des moisissures et assurant le confort thermique des occupants, le Sonder Maisonneuve a ouvert ses portes à ses clients à l’automne 2021.

L’installation répond aux attentes

L’installation des ruptures béton sur béton s’est déroulée sans heurts comme prévu, en fonction de l’expérience et de l’expertise de Larose avec ce genre de structures, et a satisfait les attentes de Daoust en matière de réduction de la condensation.

« Je pense que c’est une bonne technologie », déclare M. Daoust, ajoutant que les codes du bâtiment sont de plus en plus stricts en matière de réduction de la consommation d’énergie et des pertes de chaleur, ce qui rend les bris de balcon d’autant plus attrayants. « Tous les projets des prochaines années devront probablement envisager de les utiliser », dit-il.