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Ecole Centrale de Casa - Casablanca - Maroc

Ecole Centrale de Casa - 2016

Bâtir l’école du 21eme siècle.

L’Ecole Centrale à Casablanca va étoffer le réseau Centralien international, confirmant son ouverture sur le monde. Par cette proposition architecturale, nous avons cherché à produire un projet à la hauteur des ambitions de l’Institution. Nous avons mené une réflexion autour de thématiques multiples. Il s’agissait pour nous de concevoir non pas un lieu, mais des espaces capables et adaptés à la formation d’ingénieurs aptes à relever les défis du 21ème siècle. Nous avons pensé ce projet comme un outil pédagogique et scientifique adapté et flexible. Un lieu capable de favoriser les échanges tant internes entre étudiants et chercheurs qu’avec le monde extérieur. Cette école sera en effet connectée avec ces antennes, notamment l’Ecole Centrale Paris, et le monde de l’entreprise. Compte tenu de la multiplicité des éléments programmatiques à orchestrer sur le site, la réflexion ne s’est pas limitée à la formation d’un outil, mais s’est portée sur le type de lieu de vie que nous souhaitions proposer.

Un micro quartier superposé

Les entités programmatiques proposées pour ce projet ont des vocations d’enseignement, de recherche, et d'administration. Ce pôle travail est complété par des fonctions résidentielles et de loisirs. Cette école sera un lieu où l’on travaille, étudie, recherche, échange, mais aussi un lieu où l’on se détend, où l’on se rencontre… un lieu où l’on vit. Nous aurions pu opter pour la division, et procéder à un zoning séparant chacune des fonctions travail, résidentielle, et de loisirs. Nous proposons, au contraire, une méthode d’association des entités capable de maximiser les échanges. Ce questionnement sur une architecture enrichissant les interactions entre les utilisateurs et les habitants avait déjà été abordée lors des Congrès Internationaux de l’Architecture Moderne. L’architecte Le Corbusier, l’un des principaux protagonistes de ce mouvement d’architecture, avait concrétisé ces réflexions par la réalisation des Unités d’Habitations (1947). Il s’agissait d’un nouveau type d’édifice superposant plusieurs fonctions urbaines. La Cité Radieuse construite à Marseille comprend des logements, mais également au niveau de sa rue centrale, des bureaux et divers services commerciaux (pâtisserie, hôtel, restaurant gastronomique, librairie spécialisée, etc.). Le toit-terrasse de l'unité, libre d'accès au public, est occupé par des équipements publics : la cour de récréation de l'école maternelle, un gymnase, une piste d'athlétisme, une petite piscine pour enfants et un auditorium en plein air. Ce bâtiment révolutionnaire à son époque, fonctionnait comme un micro quartier superposé. Plutôt que la division des fonctions, nous proposons un bâtiment unitaire, lié et relié. Le complexe est organisé en stratifications horizontales : l‘école forme la première couche ; une nappe résidentielle surélevée accueille et organise le sol de la couche résidentielle ; les toitures terrasses des résidences forment un véritable lieux à vivre. Cette configuration en couches superposées permet de rationnaliser l’intégration du bâti dans la topographie puisque la nappe résidentielle est à 1,5m environ au-dessus du niveau de la route et laisse la place à l’aménagement de l’école sur deux niveaux ou sur double hauteur. Ainsi, l’entrée de l’école se fait par un parvis en pente douce installé dans l’emprise du recul obligatoire de 150 m. Les résidences sont accessibles par deux grandes passerelles qui permettent de rejoindre le niveau de la nappe résidentielle. Cette strate haute, ainsi que les toitures terrasses deviennent de véritables places et jardins suspendus, multipliant les lieux d’échanges et de partage. Cette superposition des bâtiments réduit considérablement l’emprise au sol du projet et libère le terrain. La surface nécessaire pour les couches « pédagogique et recherche » et la couche « résidentielle » sont presque égales. Cependant, nous avons opté pour une superposition décalée. Ceci permet d’éviter de construire au dessus de l’espace omnisport et des amphithéâtres qui échappent à la trame porteuse de base prévue pour ce projet. Aussi, de part leur grande portée, il aurait été couteux des les surcharger par les bâtiments en surplomb. Mais cette décision relève aussi d'un choix architectural. Depuis l’entrée, nous avons voulu donner la lecture des espaces pédagogiques en premier plan, et placer le résidentiel en second plan. Ainsi, la résidence intégrée à l’Est déborde de la nappe école, mais reste construite sur pilotis tramés afin que l'espace libre au-dessous puisse être investi dans le futur par les extensions éventuelles des espaces de recherche. Cette conception en nappes superposées n’a pas été faite au détriment des apports en lumière naturelle jusqu’à la couche inférieure de l’école. De larges patios ont en effet été aménagés à cet effet. Il permet aussi de mettre en relation visuelle les différentes couches et de créer des espaces de rencontre végétalisés.

Intégration dans le site et paysage

Le site retenu pour l'implantation du projet offre une diversité paysagère riche. Il fait face à la forêt de Bouskoura d'un côté et surplombe des bas plateaux de l'autre. La proximité de la forêt est une situation privilégiée dans la région. Bien que le terrain de forme allongée soit en contrebas, nous avons souhaité mettre le projet en contact avec la foret. La nappe résidentielle, édifiée à un niveau de +1,5m par rapport à la voie d’accès permet de rétablir une condition topographique favorable pour offrir un maximum de vues sur la forêt depuis le vaste promontoire ainsi formé. Nous avons aussi favorisé la présence du végétal sur la parcelle par un traitement paysager arbustif abondant sur un côté du parvis et en couvrant l’ensemble des espaces traités en parcs de stationnement. La présence végétale est également renforcée par les patios plantés qui ponctuent et inondent de lumière les espaces intérieurs.

Un monde ouvert sur l’extérieur

La nécessité d'ouverture sur l'extérieur, de communication et de lien propre à un lieu d'enseignement de pointe tel que l'Ecole Centrale a guidé notre projet à plusieurs échelles. A l'échelle de proximité, au sein même du bâtiment, la superposition des vocations du complexe vise à maximiser les interactions et permet de réaliser un édifice unifié. Bien que les différentes entités programmatiques soient clairement identifiables, des espaces de communication et de rencontre entre elles ponctuent l'ensemble et créent des respirations. A l'échelle du site et de ses accès, l’image du projet et de sa façade sont fondamentaux pour améliorer l’accueil. Le recul de 150m à l'entrée de terrain aurait pu être utilisé pour inscrire les terrains de sport, et libérer les espaces constructibles. Nous avons cependant jugé que cette disposition allait à l’encontre des objectifs du projet en termes d’image. Ce recul doit devenir un lieu représentatif d’institution, et cela ne se fait pas avec des terrains de sport. Nous y avons aménagé un grand parvis en pente accueillant naturellement les visiteurs vers l’entrée de l’école et profité de la topographie pour installer un amphithéâtre extérieur capable de fonctionner avec la salle polyvalente. L’amphithéâtre, lieu de partage permet aussi l’organisation d’évènements très importants et sera capable de fédérer un large public. A plus grande échelle encore, nous avons également cherché à réaliser une architecture connectée au projet du site Campus du plateau de Saclay projeté par l’architecte Rem Koolhaas, en glissant quelques références à son projet.Tout d’abord, la passerelle surplombant le parvis et menant à la nappe résidentielle devient un événement connecté à l’urbain et ouvert, tout comme la diagonale du projet Parisien propose une circulation en diagonale ouverte au public et à l’extérieur. Aussi, nous verrons que le calage d’une trame régulière offre de similitudes conceptuelles d’aménagement entre les projets. L’accueil et l’entrée du projet ont ainsi été très soignés tant par le traitement des façades que par les aménagements extérieurs. Les dispositions architecturales associant la pente du parvis, et l’effet entonnoir de l’entrée intercalée entre le bâtiment administratif et les amphithéâtres de forme convexes, guide le visiteur vers le hall d’accueil traité comme une rue intérieure. Tout ce soin architectural apporté aux espaces d’accueil a pour ambition de former une entité véhiculant une image contemporaine et connectée au monde extérieur.

Trame régulière et lignes libres

La trame régulière structurant le projet évoquée précédemment nous a permis d’aborder la complexité du concept de la superposition. En effet, l’empilement des salles d’enseignement, des plateaux de recherche avec des bâtiments résidentiels, nécessite des dispositions structurelles capables de porter les édifices de manière cohérente, fonctionnelle, mais aussi flexible. Nous avons ainsi opté pour une trame régulière de 10,5 m par 10,5 m. Ce damier tridimensionnel est capable d’accueillir le programme en supprimant les espaces couloirs au profits de vides aménagés en patios, mezzanines ouvertes, ou simplement de vides laissés pour les extensions. Si ce maillage de poteaux et de poutres disposés de manière régulière assure la stabilité de l’édifice, il n’en demeure pas moins que les façades peuvent s’affranchir de la trame. Le dessin du plan, et le dessin des façades joue de ce rapport entre les volumes strictement calés sur la trame et des façades se détachant du système tout en restant cohérent d’un point de vue structurel. Cette attitude illustre conceptuellement la vocation d’une école d’ingénieur : poser des bases solides et permettre la créativité. Par ce traitement différencié des façades calées ou non sur la trame, les espaces peuvent être mis en valeur selon leur importance hiérarchique dans le projet. Ainsi, si toutes les salles d’enseignement et les plateaux de recherche sont sur la trame, lesamphithéâtres et le Learning center sont mis en valeur par leurs formes courbes contrastant avec la rigueur du système et deviennent de réels évènements dans le parcours au sein de l'école. De la même manière, les lignes courbes ont permis d’agrémenter les volumes des bâtiments résidentiels, tout en calant leur structure porteuse sur la trame. Par ce moyen de traitement différencié des façades, les couches école et résidentielle ont leur propre expression. Ces deux couches sont différenciées spécialement car elles sont séparées par un vide sanitaire dont la fonction technique assure la ventilation du projet, et le passage des descentes des gaines techniques.

Fonctionnement et organisation

Le parvis aménagé dans l’emprise des 150 mètres de recul laissé depuis la voie d’accès est traité, en son centre, au moyen d'un large cheminement menant à l’entrée de l’école. En sa partie Nord, nous proposons un aménagement paysager particulier, consistant à redessiner les lignes de niveau matérialisées par des petits murets de soutènements d’une hauteur de 60 cm. Un léger remaniement du terrain a permis de donner à ces courbes la forme de rayons concentriques formant ainsi les gradins d'un amphithéâtre circulaire installé en vis-à-vis de la salle polyvalente. Cette dernière offre une façade totalement ouvrante et permet d’y installer une scène ou simplement d’agrandir l’espace d’accueil de la salle omnisport par un espace qualifié. La partie Sud du parvis intègre un parc de stationnement planté d’une capacité de d’environ 130 véhicules. Ce parvis est survolé par la passerelle menant à la nappe résidentielle. Le hall de l'Ecole Centrale de Casablanca vient articuler différents univers de connaissances, pour envisager des liens entre l'enseignement, la recherche et l'administration dans une vision commune. Il se développe à la manière d’une rue intérieure et s’ouvre sur des lieux privilégiées, tels que la salle d’expositions proposée comme dégagement des amphithéâtres à l’entrée à droite. Toujours sur la séquence côté droit, cette rue intérieure est bordée des espaces de détente et de restauration rapide, séparés du restaurant scolaire implanté du même coté de la rue. En vis à vis, s’articulent le noyau d’administration, puis un dégagement permettant un accès direct vers la salle polyvalente. Toujours dans un souci d’un accueil de qualité, il est nécessaire de donner un visiteur des repères clairs. Dans ce sens, une grande banque d’accueil surmontée d’un cylindre en verre rouge est installée au centre du hall, ce qui la rend visible depuis l’extérieur. Le bâtiment implanté à la gauche de l’entrée s’organise sur trois niveaux d’une hauteur de 3 mètres chacun. Il abrite au rez-de jardin les espaces de formation continue. Cette disposition a rendu possible un accès indépendant depuis le parvis, tout en assurant un contact direct avec le hall principal. Dans les niveaux supérieurs s’agencent les espaces dédiés à l’administration qui prend une place de choix sur le parvis. Son accès se fait par un noyau de circulation verticale comprenant un escalier et un ascenseur. Ce bâtiment dédié à l'administration et à la formation continue est séparé de la salle omnisports par une bande tampon végétalisée, dans laquelle viennent s’intercaler des fonctions servantes (circulations verticales, sanitaires…). Bien que tous les espaces donnent directement sur le parvis en façade Sud, cette bande végétalisée laisse place à des patios assurant un éclairage et des ambiances de qualité dans les circulations horizontales et les espaces d’attente. En vis-à-vis du bâtiment administratif sont implantés les amphithéâtres. Accessibles très rapidement depuis le hall via un vaste dégagement permettant d’y organiser des expositions, les deux amphithéâtres sont positionnés face à face et leurs scènes, séparées par une cloison toute hauteur amovible, peuvent être réunies. Cette disposition permet de réunir les deux espaces et d’accueillir 400 personnes tout en garantissant une isolation acoustique performante lorsque les deux amphithéâtres fonctionnent chacun de manière autonome. La disposition des gradins en forme circulaire, et la centralité de la scène offre un rapport entre l’auditoire et les présentateurs qui ne s’organise plus dans la frontalité, mais dans la centralité. Cette disposition permet au public de se voir et d’échanger. Le dialogue ne se fait plus uniquement dans un rapport professeur-élèves, mais favorise au contraire les communications « trans-hiérarchiques ». Le projet intègre aussi des loges, ainsi qu’un salon dédié aux présentateurs importants. Les amphithéâtres et leur salle d’exposition s’ouvrent sur le hall et les espaces de détente et de restauration rapide. En vis-à-vis du hall, l’accès à la salle polyvalente entretient des rapports de proximité et de complémentarité certains. Cette logique hall- salle d’exposition- amphithéâtres- restauration rapide, directement en contact avec la salle omnisports qui, elle même s’ouvre sur l’amphithéâtre extérieur forme un complexe idéal pour la tenue d’événement importants et variés en apportant une réelle fluidité de circulation. Cette vocation d’accueil accompagne l’ouverture de l’école sur le monde. Le cœur du projet reste bien entendu les espaces pédagogique et de recherche. Ils s’intègrent dans la trame du projet au Nord du hall. Les salles de classe s’agencent au RDC, autour d’une circulation circulaire développée autour d’un large patio. Les espaces de recherche sont quant à eux situés à l’étage au dessus. Cette superposition recherche-enseignement, associée aux vides laissés dans la trame formant des lieux de rencontre et d’échange, et les circulations sur mezzanines et passerelles, garantissent une vraie synergie. Le learning center, attenant au hall, établit aussi un lien fort entre la recherche et l’enseignement. Configuré en double hauteur, il intègre une vaste salle de lecture ouverte sur le patio central. Dans le volume, viennent s’intercaler une série de boîtes dont les fonctions et le traitement varient (salles de projet, petits espaces de lecture, etc.). Son architecture particulière le rend identifiable comme un lieu important. La composante résidentielle intègre 600 lits répartis dans trois bâtiments de trois niveaux deux d'entre eux, et quatre pour le troisième. Nous avons cherché à produire des cellules de vie variés et adaptés à diverses situations, tout en garantissant une vraie efficacité. Nous proposons une typologie d’habitats mixtes, capable de s’intégrer de manière flexible dans la trame du projet de 10,5. A cet effet, nous avons mené une recherche particulière: faire l’inventaire des formes de logement possibles. Toutes ces hypothèses ont été analysées. Nous avons quantifié et noté les qualités spatiales et fonctionnelles de chacune, et avons calculé leurs ratios d’efficacité. Cette démarche de conception itérative nous a conduit à dégagerplusieurs types de logis imbricables. Elle comprend 5 cellules types : trois chambres individuelles variées appelées « type 1 », « type 2 » et « type 3 »; un appartement pour 4 personnes « type 4 », et des villas imbriquées de type duplex pour 5 personnes « type 5 ». Cette typologie permet d’assurer un ratio de 14m2 par étudiants. Nous avons exclu toute forme de dortoir. Chaque résident doit avoir accès à une cellule individuelle. Nous sommes persuadés que cette possibilité d’avoir son propre univers permet à l’individu de se construire et de mieux interagir au sein du groupe. Cette cellule de repli peut prendre la forme d’un petit studio individuel, ou s’intégrer dans une entité de type appartement ou petite villa partagés par un petit groupe de 4 ou 5 étudiants. L’efficacité et la compacité du dispositif permet de libérer la surface à l’installation de lieux partagés et de rencontre. Ces espaces identifiables en façade et repérables par leur traitement coloré offre une variation dans la trame résidentielle. Ces lieux de partage permettent d’éclairer les circulations et permet d’éviter toute monotonie des couloirs qui deviennent eux aussi des lieux de rencontre. La nappe résidentielle paysagée, les lieux de rencontre installés dans les évidements des résidence, et la toiture terrasse, forment un maillage de lieux communs, de partage ou de loisirs variés permettant des activités multiples : jeux d’échec ou de société, cuisine, vaisselle, lecture, course à pied, bain de soleil, salon, etc. Nous sommes persuadés que tous ces lieux sont le ciment d’une vie communautaire réussie.

La prise en compte des énergies renouvelables et du développement durable

Une connaissance du climat est nécessaire pour adapter le projet à son environnement. L’ensoleillement à la latitude de Bouskoura est très important (1934 kWh/m².a). Ceci se traduit par un potentiel énergétique solaire important (PV, solaire thermique, machine à adsorption). Cette condition nécessite aussi de se protéger des apports solaires pour le confort estival. L’inclinaison permettant de récupérer le maximum d’énergie solaire étant légèrement inférieure à 30°. Cet ensoleillement abondant justifie la réalisation de toitures végétalisées, limitant la montée en température des planchers hauts particulièrement exposés sous cette latitude. En effet, les terrasses végétalisées prévues au projet permettent d’augmenter l’inertie de la toiture et son pouvoir d’isolation thermique. Des amplitudes importantes de température peuvent être observées à l’échelle annuelle (été / hiver) et journalière (journée / nuit). Même si les températures moyennes sont relativement chaudes en été, les besoins de chauffage ne sont pas négligeables. L’amplitude journalière permet d’utiliser une ventilation nocturne estivale afin de décharger thermiquement le bâtiment pendant les nuits d’été. Afin de profiter de l’amplitude thermique journalière, nous avons augmenté l’inertie thermique du bâtiment en laissant à nu certaines surfaces massiques (dalles de béton et poutres) afin d’absorber les gains thermiques journaliers pour les diffuser en dehors des périodes d’occupation. Le climat est cependant plutôt sec, ce qui laisse de nombreuses options pour refroidir efficacement les espaces via des technologies passives et innovantes. Les faibles températures de rosée permettent de valider l’utilisation de systèmes d’émission rayonnants (dalle active, panneau rayonnant) et les différences importantes entre la température d’air et la température de bulbe humide indiquent un fort potentiel de refroidissement adiabatique. Dans cette optique, la mise en place de patios ombragés, refroidis par humidification (fontaine, végétation) permet d’une part de disposer d’espaces extérieurs stables pour les utilisateurs en générant un micro-climat local, et sert également au pré conditionnement de l’air soufflé en été.

Les dispositions mise en œuvre pour la ventilation et le rafraichissement passif du projet

Compte tenu de ce constat climatique,nous avons proposé un système de rafraichissement et de ventilation naturel passif associant divers dispositifs passifs. Les patios permettent de créer un microclimat. En effet, lorsque celui-ci est ombragé et végétalisé, l’air ambiant est rafraîchi adiabatiquement via l’évapotranspiration des végétaux. Ce pouvoir rafraichissant est augmenté par l’ajout d’un bassin. Le bâtiment est rafraichi en faisant pénétrer dans ses volumes l’air frais du patio. Après avoir été capté dans les patios « climatiseurs », l’air est injecté dans un conduit de refroidissement géothermique de type puits canadien. A 10m de profondeur, la température du sol est généralement stable et correspond à la moyenne annuelle des températures extérieures (environ 20°C ici). Dans le cas du projet, un puits canadien permet de rafraîchir l’air pendant une part importante de l’année, rendant l’utilisation de climatiseurs facultative. L’air est ensuite conduit dans les différents locaux du bâtiment par des gaines et via le vide sanitaire laissé entre les bâtiments résidentiels et les fonctions scolaires. Ce vide sanitaire permet aussi l’extraction de l’air dans les salles de classe. Pour permettre la circulation de l’air, et augmenter le tirage dans les gaines de ventilation, nous avons eu recours aux cheminées solaires. Elles servent à extraire naturellement l’air d’un bâtiment. Elle permet de le ventiler, en utilisant deux « moteurs » : la différence de hauteur entre les points d’entrée et de sortie de l’air dans la cheminée et la différence de température entre l’air entrant dans la cheminée et l’air extérieur. La partie supérieure Sud de la cheminée est faite de polycarbonate noir, permettant, sous l’effet du rayonnement solaire de monter en température et d’augmenter alors le pouvoir de tirage de l’air.

Autres dispositions ajoutées au projet dans le but de réduire les consommations

Outre la réduction des consommations par un rafraichissement naturel, la climatisation restant le poste de consommation énergétique principale pour ce type de bâtiment, nous proposons de réduire la demande énergétique pour l’éclairage et la production d’eau chaude sanitaire. Bien que représentant un coût d’investissement plus important, l’éclairage prévu en sources de type LED offre plusieurs avantages. Tout d’abord, il permet de réduire les consommations en électricité tout en permettant un confort visuel. Aussi, leur durée de vie accrue permet de réduire les coûts de maintenance, et de limiter les déchets. Compte tenu du nombre important de chambres prévues dans les espaces résidentiels, nous pouvons prévoir une demande importante en eau chaude sanitaire. Le potentiel en ensoleillement permettra, par l’usage de panneaux solaire, de produire 1350kWh/m² avec des variations liées aux saisons et à l’ensoleillement annuel, garantissant un retour sur investissement très rapide. Les mesures prises pour ce projet garantissent un concept environnemental innovant tout en restant simple à mettre en œuvre. Le concept bioclimatique cible une réduction des consommations en énergie et propose des alternatives durables, tout en garantissant un confort des utilisateurs.