Bahreïn World Trade Center (BWTC) : Le gratte-ciel économe en énergie
BWTC : Première intégration à grande échelle de turbines éoliennes dans un bâtiment
La construction du premier bâtiment au monde à intégrer des éoliennes s’achève à Bahreïn
Le Bahreïn World Trade Center (BWTC) est l’une des architectures les plus célèbres au monde, située à Manama, à Bahreïn. C’est aussi le premier bâtiment commercial au monde avec trois éoliennes à grande échelle.
Les architectes du bâtiment emblématique se sont inspirés des « tours à vent » traditionnelles arabes, une idée qui se reflète avec succès dans ce gratte-ciel.
Le BWTC est bien connu pour sa valeur pratique car ses éoliennes géantes alimentent les réseaux du bâtiment.
Conçu par le cabinet de conseil britannique Atkins. Le Bahreïn World Trade Center se trouve à côté de l’autoroute King Faisal. Faisant partie du quartier central des affaires du centre-ville de Manama, il comprend l’hôtel Sheraton. Le premier bâtiment commercial au monde à intégrer des éoliennes dans la conception architecturale. Le complexe de tours jumelles est de 240 mètres, 50 étages, de haut
Le Centre combine des volets affaires et loisirs. Comprenant : des bureaux, des commerces, des restaurants, un hôtel et un spa
Inspiré des tours à vent arabes traditionnelles. Deux tours en forme de voile canalisent et accélèrent le vent entre elles. Traversant l’espace entre les tours se trouvent trois ponts aériens. Chacun supportant une éolienne de 29 mètres de diamètre et 225 kW. Pesant 68 tonnes, les turbines couvrent 11 à 15 % des besoins électriques du bâtiment
Le microclimat local s’est prêté à l’adoption d’une solution éolienne omnidirectionnelle. L’adaptation de la conception des bâtiments et des « frais généraux » de R&D des turbines sur mesure est importante. Cela affecte la viabilité de l’intégration des turbines à grande échelle. La prime pour l’intégration des éoliennes dans ce régime était inférieure à 3,5 % du coût du projet
La planification initiale du site et la recherche pour le projet ont commencé en 2003. La conception détaillée a commencé en 2004 et les travaux sur le site peu de temps après. La conception du pont a été achevée en 2006 et les ponts et les turbines ont été installés en 2007. La construction s’est terminée en 2008
Le 8 avril 2008, le fonctionnement de la turbine a commencé. Suivi de huit mois de tests quotidiens de sécurité et de réglementation. La certification formelle de l’installation a eu lieu en janvier 2009. La certification a permis le fonctionnement automatique du système d’alimentation électrique des pylônes.
Éoliennes intégrées au bâtiment
Analyse du vent Trois éoliennes ont été intégrées au bâtiment pour produire de l’électricité. Les éoliennes à axe horizontal sont normalement montées sur poteau et tournent pour faire face à la direction du vent, maximisant ainsi le rendement énergétique. L’application pratique de telles turbines à des bâtiments dans des climats de vent à direction variable est donc très difficile.
La majorité des études architecturales déployant des turbines à axe horizontal intégrées au bâtiment déploient le principe d’une turbine fixe comme dans le cas du BWTC. Le développement des éoliennes à axe vertical est encourageant et elles bénéficient bien sûr de l’avantage d’être véritablement omnidirectionnelles. Cependant, au moment du développement de la conception de ce projet, les turbines à axe vertical éprouvées à grande échelle n’étaient pas disponibles pour les applications de construction.
La turbine horizontale fixe présente l’inconvénient de ne pouvoir fonctionner qu’avec du vent d’une plage d’azimut limitée, si l’on veut éviter les problèmes de déviation des pales et de sollicitation par un écoulement oblique excessif. Dès le début de ce projet, la forme des tours a été conçue pour capter le vent entrant et le canaliser entre les tours.
Modélisation approfondie en soufflerie qui a été récemment validée par la modélisation CFD. ont montré que le vent entrant est en effet dévié par les tours sous la forme d’une ligne de courant en forme de S qui traverse l’espace entre les tours selon un angle compris dans la tolérance d’inclinaison du vent de l’éolienne. Les prévisions techniques montrent que la turbine pourra fonctionner pour des directions de vent entre 270° et 360°, cependant, la prudence a été appliquée et les prédictions de la turbine et les régimes de fonctionnement initiaux sont basés sur une plage plus limitée comprise entre 285° et 345°. Dans toutes les directions du vent en dehors de cette plage, l’éolienne adoptera automatiquement un mode « arrêt ».
Ce n’est pas un hasard si les bâtiments sont orientés vers au vent extrêmement très dominant. L’entonnoir des tours a pour effet d’amplifier la vitesse du vent à l’emplacement de la turbine jusqu’à 30 %. Cette amplification, conjuguée à la forme des tours (effet plus important au sol) et au profil de vitesse du vent (plus faible au sol) a pour effet d’équilibrer le rendement énergétique dans la mesure où les turbines haute et basse produiront 109% et 93 % par rapport à 100 % pour la turbine moyenne.
Comme le BWTC utilise l’énergie éolienne exploitée par trois turbines, il peut répondre à 11 à 15 % des besoins en électricité de la tour de bureaux, ce qui équivaut à éclairer environ 200 à 250 foyers pendant un an. Il convient de comprendre qu’il s’agissait d’un programme de conception et de construction accéléré et que l’intégration d’éoliennes à grande échelle dans un bâtiment a impliqué des recherches et un développement approfondis par probablement certains des spécialistes les plus compétents disponibles. Il est reconnu que les phases initiales de fonctionnement de ce projet seront la partie finale de la courbe d’apprentissage. Au cours de cette étape, une surveillance et des ajustements importants sont nécessaires afin que le plein potentiel de cette application innovante puisse être correctement réalisé et compris.
Tour du monde des bâtiments les plus durables
Le bâtiment est le premier poste de consommation d’énergie en France, devant les transports, l’industrie ou encore l’agriculture. Et donc le premier secteur concerné par le défi du développement durable et de l’efficacité énergétique. Inspirations de Londres jusqu’à Melbourne, découvrez une sélection des 8 bâtiments d’entreprises les plus durables du monde.
1) The Crystal (Londres, Angleterre) : Situé au cœur du quartier Green Enterprise District de Londres, le Crystal est un immeuble d’entreprise durable exemplaire.
Réutilisation des eaux de pluie, production d’électricité verte par des panneaux photovoltaïques ou encore alimentation du chauffage et de la climatisation par des énergies renouvelables : ce bâtiment se pose comme une vitrine de l’efficacité énergétique. Fonctionnant totalement à l’électricité, il se passe des ressources fossiles comme le pétrole ou le gaz. À la clé : des émissions de CO2 inférieures d’environ 70 % à celles des immeubles britanniques similaires.
2) The Edge (Amsterdam, Pays-Bas)
Inauguré en 2015, l’immeuble The Edge a été élu « bâtiment le plus vert du monde » par l’agence britannique BREEAM.
The Bahrain World Trade Center, located in Manama, Bahrain, was completed in 2008 and is the first skyscraper in the world to integrate wind turbines into its design [read more: https://t.co/BUAceWLiEn] [source of the gif: https://t.co/tqqgfxcRKa] pic.twitter.com/S64N5lLdT8
— Massimo (@Rainmaker1973) May 3, 2022
Une récompense qui doit beaucoup aux panneaux solaires, qui produisent une puissance supérieure aux besoins du bâtiment. Des systèmes de géothermie et de récupération des eaux de pluie viennent compléter le dispositif durable du bâtiment d’entreprise. Enfin, 28 000 capteurs connectés, et couplés à une appli mobile, permettent aux collaborateurs de régler l’éclairage et la température de leur poste de travail.
3) NuOffice (Munich, Allemagne)
Achevé en 2012, le premier bâtiment NuOffice est immédiatement entré dans les classements internationaux des projets les plus écologiques et durables.
Construit avec des matériaux respectueux de l’environnement et de la qualité de l’air, il dispose d’un système de chauffage permettant de réguler la température à l’intérieur même du béton. En parallèle, les technologies passives (fenêtres mécanisées, cheminées solaires…), le toit végétalisé et le générateur photovoltaïque permettent une consommation énergétique du bâtiment proche de zéro.
Le bâtiment de l’université de Tel Aviv est une référence de l’efficacité énergétique au Moyen-Orient. Avec 92 points sur 110, elle a obtenu en 2014 le score le plus élevé de la norme de certification LEED.
Élément emblématique de l’esthétique du bâtiment, le mur écologique est également au cœur de l’infrastructure du système d’énergie solaire. Il ferait presque oublier les autres composants écologiques clés du bâtiment, tel que le toit végétalisé ou les bassins biologiques de traitement et de recyclage des eaux grises !
5) Bahreïn World Trade Center (Manama, Bahreïn)
En 2008, le Bahrain World Trade Center était le premier gratte-ciel au monde à intégrer des éoliennes.
D’un diamètre de 30 mètres, ces éoliennes fournissent jusqu’à 15 % de l’énergie des 2 tours qui composent le bâtiment. Des tours par ailleurs équipées de technologies de refroidissement propres, optimisées au niveau de l’orientation des fenêtres, et munies d’un système utilisant les courants d’air qui se forment au centre du gratte-ciel.
6) Bank of America Tower (New York, États-Unis)
Achevé en 2009, le bâtiment administratif de la plus grande banque des États-Unis affiche des caractéristiques exemplaires sur les questions d’efficience énergétique, de qualité de l’air intérieur, de matériaux écologiques et de processus de construction.
Il dispose de sa propre centrale au gaz naturel qui couvre 70 % de sa consommation électrique et dont la chaleur résiduelle est réutilisée, notamment pour fournir l’eau chaude et le chauffage du bâtiment. Des mesures durables concrètes, au sein du 3ème gratte-ciel le plus haut de New York.
7) Cor (Miami, États-Unis)
Cor, cet impressionnant immeuble de Miami, partagé entre bureaux et appartements, incarne une synergie dynamique entre l’architecture, l’ingénierie structurelle et l’écologie.
Grâce à une conception à partir de matériaux recyclables, il extrait sa puissance énergétique de son environnement grâce aux énergies éolienne, photovoltaïque et solaire. Des énergies directement associées dans son identité architecturale, à l’image des éoliennes, intégrées dans son exosquelette unique.
8) Pixel Building (Melbourne, Australie)
Salué pour son design avant-gardiste, le Pixel Building de Melbourne a été conçu pour atteindre des émissions de carbone neutres.
En plus d’utiliser une quantité massive de matériaux recyclés dans sa construction, le bâtiment dispose d’une centrale de production d’énergies renouvelables, installée sur le toit. Il a obtenu en 2012 le plus haut score jamais accordé par le Green Building Council of Australia dans la catégorie des infrastructures durables.
https://news.cgtn.com/news/3d3d514d78417a4d34457a6333566d54/index.html
https://martinstevens.com/first-for-bahrain-world-trade-center
https://www.e-architect.com/bahrain/bahrain-wtc-wind-turbines