Living Lab Rural

Introduction :

La campagne marocaine a connu des transformations dans son organisation et ses modes de vie, impactant profondément son évolution dans les contextes démographique, social, économique et environnemental. Au cours des trois dernières décennies, le Maroc a été le théâtre d'un mouvement d'urbanisation intense, marqué par une concentration significative des populations et des activités dans les zones urbaines. Pour pallier ce mouvement rapide de la population rurale vers les villes, les pouvoirs publics au Maroc visent à développer les infrastructures et à promouvoir un habitat rural adapté aux spécificités de la campagne marocaine. Cette promotion contribue à éviter la déformation du paysage et à protéger le savoir-faire local ainsi que le patrimoine des cultures de construction et l'utilisation de matériaux locaux, menacés par l'invasion du béton

Problématique et Objectifs :

Cette étude vise à établir un processus scientifique pour la conception d'un bâtiment durable et efficace dans un contexte rural, en particulier pour un climat semi-aride chaud, en intégrant des matériaux locaux et des techniques de construction traditionnelles. Elle cherche également à définir des méthodes de construction qui minimisent les inconvénients associés à l'utilisation de matériaux locaux et à limiter le recours à des matériaux ayant une forte énergie incorporée. De plus, la recherche a pour objectif de réduire les besoins énergétiques afin de préparer l'enveloppe du bâtiment en vue d'un futur bâtiment Net-Zero, où la production d'énergie est équivalente à la consommation d'énergie sur le site.

Méthodologie :

Basé sur l’expérience du Nassim Living Lab, un projet de Living Lab rural a été initié au village Irozden (en périphérie de Marrakech), visant la conception d’un pavillon bioclimatique expérimental dans un climat semi-aride chaud. Durant la première phase du projet des outils de Simulation Thermique Dynamique (TRNSYS) ont été utilisés pour optimiser la performance dès la phase de conception et ont permis de :

Etablir les plan architecturaux pour un habitat rural durable et reproductible.
Définir des mesures passives et locales pour les consommations énergétiques .
identifier des matériaux traditionnels (pisé, pierre calcaire) pour valoriser le patrimoine.

Résultats Préliminaires:

Conception Architecturale

La conception du bâtiment a pour du projet de diminuer les besoins énergétiques grâce à des mesures passives qui prennent en compte l'enveloppe du bâtiment ainsi que les systèmes de chauffage et de refroidissement. Le bâtiment analysé combine des matériaux naturels et conventionnels, exploitant les avantages de chacun selon les usages. Les résultats de la première simulation, réalisée avec le logiciel TRNSYS, indiquent que les variantes utilisant la pierre calcaire et le pisé affichent des performances supérieures, avec une réduction de la charge annuelle de 57,2 % et 56 % respectivement, par rapport à la référence en bloc de ciment.

Gestion des ouvertures du bâtiment

Garantir la santé et le bien-être tout en favorisant les économies d'énergie durant la phase d'exploitation du bâtiment repose sur l'utilisation de la ventilation naturelle et la gestion de l'ensoleillement, en interaction avec la conception architecturale. L'étude recourt à la simulation thermo-aéraulique via le logiciel TRNSYS, afin d'examiner les effets de la ventilation saisonnière, tant diurne que nocturne, ainsi que de la gestion de l'ombrage vertical. Les résultats révèlent l'importance notable de la ventilation naturelle nocturne pour réaliser des économies d'énergie durant les mois de juin et septembre. En revanche, durant les mois de juillet et août, la ventilation transversale matinale se révèle être une solution plus efficace pour rafraîchir l'espace intérieur. En période hivernale, il est recommandé de réduire ou d'éviter la ventilation naturelle, notamment la ventilation transversale ; de plus, les surplombs obligatoires au sud et les stores verticaux ajustables contribuent à améliorer l'efficacité énergétique à l'intérieur du bâtiment.

Publications et références

Sokar, L., Brakez, A., & Sobhy, I. (2024). Occupant’s behavior investigation related to the building openings in a rural pavilion: A case study of a bioclimatic designed building in a hot semi-arid climate. Energy and Buildings, 324, 114860.

Sokar, L., Brakez, A., & Sobhy, I. (2023). A scientific process for a sustainable architectural design: A case study of a rural pavilion in a hot semi-arid climate. Journal of Building Engineering, 79, 107816.