PRÉLIMINAIRES

I. Présentation de l’Unité d’Enseignement (UE)

L’UE “Projet” constitue le pivot du Master en Architecture et Climat. Elle synthétise les acquis théoriques en une compétence de conception intégrée, focalisée sur la performance environnementale. L’objectif est de dépasser la simple esquisse pour produire une architecture dont la forme, la matérialité et les systèmes techniques répondent de manière quantifiable aux contraintes climatiques spécifiques de la RDC. L’étudiant apprend à orchestrer une étude approfondie, depuis l’analyse de site jusqu’au détail d’exécution. Il forgera une expertise en conception bioclimatique, validée par la simulation et la documentation technique rigoureuse.

II. Compétences visées et débouchés professionnels

Cette unité d’enseignement forge trois compétences stratégiques. Premièrement, la résolution technique des détails constructifs complexes, notamment les nœuds thermiques de l’enveloppe, pour garantir une isolation et une étanchéité parfaites. Deuxièmement, l’intégration architecturale et spatiale des équipements de production d’énergie renouvelable, en assurant leur efficience et leur maintenance. Troisièmement, la production d’un dossier technique complet qui prouve et garantit la performance climatique du projet. Ces savoir-faire ouvrent directement l’accès aux métiers d’Architecte bioclimatique, d’Ingénieur-conseil HQE, ou d’Assistant à maîtrise d’ouvrage sur des projets à haute valeur ajoutée environnementale.

III. Méthodologie et évaluation

L’approche pédagogique est celle de l’atelier de projet inversé. Les étudiants sont confrontés à une étude de cas réelle, un site et un programme en RDC, pour lequel ils doivent développer une solution architecturale complète. Le cours fournit les outils méthodologiques et techniques au fur et à mesure des besoins du projet. L’évaluation est continue et se base sur des rendus critiques intermédiaires : analyse climatique du site, esquisses bioclimatiques, simulations thermiques dynamiques, et détails constructifs. L’évaluation finale porte sur la soutenance d’un dossier de conception complet, jugeant la pertinence, la faisabilité et la performance de la proposition.

IV. Ancrage socio-économique en RDC

La pertinence de cette UE est directement ancrée dans les défis énergétiques et constructifs de la République Démocratique du Congo. Face à un déficit électrique chronique et un coût de la construction élevé, la conception bioclimatique et l’efficience énergétique constituent un levier économique majeur. Ce cours forme des professionnels capables de réduire drastiquement la dépendance des bâtiments à la climatisation mécanique et à un réseau électrique instable. En maîtrisant les matériaux locaux et les techniques passives, l’architecte devient un acteur clé du développement durable, capable de proposer des projets économiquement viables et socialement désirables.

PARTIE 1 : FONDEMENTS THÉORIQUES ET DIAGNOSTIC CLIMATIQUE APPLIQUÉ

Chapitre I. Analyse Climatique et Microclimatique pour l’Architecture en RDC

La classification de Köppen-Geiger, bien qu’universelle, masque les subtilités microclimatiques cruciales pour l’architecte en RDC. Les variations entre l’environnement urbain dense de Kinshasa et le contexte forestier de la Tshopo exigent une analyse plus fine que les données génériques. Ce chapitre outille l’étudiant pour aller au-delà des standards. En exploitant les données satellitaires et les relevés in situ, il apprend à cartographier les vents dominants, l’ensoleillement réel et les îlots de chaleur locaux. L’apprenant forgera la compétence de produire un diagnostic climatique de site qui fondera chaque décision de conception.

I.1 Les grandes zones climatiques de la RDC et leurs implications constructives

Fondée sur une analyse critique des classifications climatiques, cette section cartographie les spécificités de la RDC, de la zone équatoriale (Af) à la zone de savane (Aw). L’étude se concentre sur les implications directes pour le bâti : stratégies de ventilation pour la Cuvette Centrale, gestion de l’inertie thermique pour le Katanga. L’étudiant apprendra à traduire une donnée climatique brute en une prescription architecturale fondamentale. Il saura justifier le choix d’une typologie de plan ou d’une orientation de façade par une analyse rigoureuse du contexte macro-climatique.

I.2 Outils de collecte et d’interprétation des données météorologiques

Face à la rareté des stations météo locales, la maîtrise des bases de données climatiques numériques (Meteonorm, Climate.OneBuilding) est une compétence non négociable. Ce module forme à l’extraction, au filtrage et à la critique de ces sources pour générer des fichiers météo fiables (EPW) pour la simulation. L’approche est pragmatique : comment corriger les biais et adapter les données génériques à un site précis ? L’ingénieur-architecte sera capable de constituer un corpus de données climatiques robuste, pierre angulaire de toute étude de performance énergétique sérieuse.

I.3 Diagrammes solaires et analyse de l’ensoleillement

Une connaissance approfondie de la course solaire est le premier outil de la conception passive. Ce sous-chapitre enseigne la construction et l’interprétation des diagrammes solaires stéréographiques pour n’importe quelle latitude en RDC. L’objectif est de quantifier précisément les besoins en protection solaire et le potentiel de captage pour l’éclairage naturel ou le photovoltaïque. L’étudiant maîtrisera le dimensionnement exact des brise-soleil, des débords de toiture et des auvents, transformant une contrainte (la chaleur) en une ressource (la lumière et l’énergie).

I.4 Cartographie des vents et stratégies de ventilation naturelle

Sous l’angle de la qualité de l’air intérieur, la ventilation naturelle est une priorité absolue en milieu tropical humide. Cette section analyse la création des roses des vents spécifiques à un site, en intégrant les obstacles topographiques et bâtis. L’étude se focalise sur les techniques de ventilation traversante, unilatérale et par effet de tirage thermique (effet cheminée). L’apprenant sera en mesure de positionner et de dimensionner les ouvertures d’un bâtiment pour maximiser le confort et l’hygiène, réduisant ainsi le recours à la ventilation mécanique.

Chapitre II. Physique du Bâtiment et Thermodynamique de l’Enveloppe

Le calcul statique du coefficient U, pilier de la thermique européenne, s’avère insuffisant sous le climat équatorial congolais. Il occulte la dynamique des transferts de chaleur latente, source majeure de pathologies constructives comme la condensation interstitielle. Ce chapitre déconstruit cette approche simpliste. En se focalisant sur le diagramme de Glaser et les modèles de flux hygrothermiques dynamiques, il arme l’architecte pour concevoir des parois perspirantes adaptées. L’étudiant forgera la capacité technique de spécifier des assemblages muraux qui préviennent activement la dégradation biologique et assurent le confort.

II.1 Transferts de chaleur : Conduction, Convection et Rayonnement

Une compréhension fine des trois modes de transfert thermique est impérative pour agir sur l’enveloppe. Cette section dissèque chaque phénomène en l’appliquant aux matériaux et contextes de la RDC : la forte conduction des parpaings en ciment, la convection de l’air surchauffé sous les toitures en tôle, et le rayonnement solaire intense. L’objectif est de permettre à l’étudiant de hiérarchiser les phénomènes dominants pour un élément de construction donné. Il saura ainsi choisir un matériau non pour son seul coefficient lambda, mais pour son comportement global.

II.2 Ponts thermiques : Identification et traitement par le détail

Véritables autoroutes énergétiques, les ponts thermiques sont les points faibles de l’enveloppe, responsables d’inconfort et de surconsommation. Ce module enseigne leur identification systématique sur les plans (liaisons façade-plancher, menuiseries, acrotères) et leur quantification via des logiciels de calcul 2D comme THERM. L’accent est mis sur les solutions constructives adaptées au savoir-faire local pour assurer la continuité de l’isolant. L’architecte sera capable de dessiner des détails d’exécution qui annulent ces défauts, garantissant la performance réelle du bâtiment.

II.3 Inertie thermique et déphasage : Le cas des matériaux locaux

Sous l’angle du confort d’été, l’inertie thermique est une alliée précieuse, particulièrement dans les régions de la RDC à forte amplitude thermique journalière comme le Kasaï. Ce segment analyse la capacité des matériaux massifs (brique de terre compressée, pierre, béton lourd) à stocker la chaleur le jour pour la restituer la nuit. L’étudiant apprendra à calculer le temps de déphasage et l’amortissement thermique d’une paroi. Il pourra ainsi concevoir des bâtiments qui lissent passivement les pics de température, offrant un confort supérieur sans climatisation.

II.4 Comportement hygrothermique des parois et gestion de la condensation

Face à l’humidité omniprésente dans une grande partie de la RDC, la gestion de la vapeur d’eau est aussi cruciale que celle de la chaleur. Cette section introduit les notions de pression de vapeur, de perméance des matériaux et le point de rosée. À l’aide du diagramme de Glaser, l’étudiant apprend à vérifier la composition d’une paroi (mur ou toiture) pour éviter tout risque de condensation interne, source de moisissures et de dégradations. Il saura concevoir des enveloppes “respirantes” et saines, adaptées au climat tropical humide.

Chapitre III. Stratégies de Confort Hygrothermique Passif

La notion de confort, théorisée par Victor Olgyay dans “Design with Climate”, fournit une matrice scientifique pour la conception architecturale. Ce chapitre adapte cette approche à la RDC en l’extrayant de son contexte tempéré d’origine. Il s’agit de définir les polygones de confort spécifiques aux différentes zones climatiques congolaises à l’aide du diagramme de Givoni. Cette analyse permet de quantifier l’efficacité de chaque stratégie passive (ventilation, masse thermique, protection solaire). L’étudiant forgera une méthodologie de conception implacable, où chaque choix architectural est justifié par son impact mesurable sur le confort humain.

III.1 Le diagramme de l’air humide et les polygones de confort

Une maîtrise du diagramme de l’air humide (ou diagramme psychrométrique) est fondamentale pour tout architecte bioclimatique. Ce module enseigne à y positionner les conditions climatiques d’un site en RDC et à visualiser l’impact des stratégies passives : la ventilation déplace le point vers la droite, l’humidification par évaporation le déplace vers le haut à gauche. L’étudiant apprendra à lire ce diagramme comme une carte stratégique. Il sera capable de définir objectivement les actions architecturales prioritaires pour ramener des conditions extérieures inconfortables dans la zone de confort.

III.2 Conception de la protection solaire : Masques et dimensionnement des occultations

Sous l’angle de la performance, la première stratégie en climat chaud est de bloquer le rayonnement solaire direct avant qu’il n’atteigne l’enveloppe. Cette section se concentre sur le dessin des masques solaires (brise-soleil, casquettes, persiennes) et leur dimensionnement précis en fonction de l’orientation et de la latitude. L’étude inclut l’analyse de l’efficacité des protections végétales, une solution à bas coût très pertinente pour le contexte congolais. L’architecte saura concevoir une façade dont la géométrie est une réponse directe et optimisée à la course du soleil.

III.3 Optimisation de la ventilation naturelle traversante et par tirage thermique

D’origine vernaculaire, la maximisation des flux d’air est une science exacte. Ce sous-chapitre modélise les principes de la ventilation naturelle : l’effet du vent (ventilation traversante) et l’effet de tirage thermique (la montée de l’air chaud). L’étudiant apprendra à utiliser ces deux moteurs pour concevoir des espaces sains et confortables, en dimensionnant et positionnant stratégiquement les ouvertures basses et hautes. Il sera capable de dessiner des coupes de bâtiment qui fonctionnent comme des machines à ventiler, assurant un renouvellement d’air constant sans aucune consommation d’énergie.

III.4 Le rôle de l’inertie et du déphasage dans le lissage des températures

Face aux variations de température, notamment dans le Grand Kivu ou le Katanga, l’inertie thermique est un régulateur passif puissant. Cette section quantifie l’efficacité de la masse thermique pour absorber les pics de chaleur diurnes et les restituer durant la fraîcheur nocturne. L’analyse porte sur le choix judicieux des matériaux (lourds à l’intérieur, isolants à l’extérieur) et leur positionnement stratégique dans le bâtiment. L’étudiant saura arbitrer entre une construction légère et une construction lourde en fonction du profil climatique et de l’usage du bâtiment.

Chapitre IV. Intégration Architecturale des Systèmes d’Énergies Renouvelables

La rupture technologique marquée par la baisse drastique du coût des panneaux photovoltaïques depuis 2010 a redéfini leur rôle dans le bâtiment. Ils ne sont plus un simple ajout technique mais un matériau de construction à part entière. Ce chapitre aborde l’intégration des systèmes ENR (solaire thermique et photovoltaïque) comme un acte de composition architecturale. Comment le calepinage des panneaux peut-il dessiner une façade ou une toiture ? L’approche est strictement intégrée. L’étudiant forgera la compétence de concevoir des bâtiments où la production d’énergie est fusionnée avec l’esthétique et la fonction de l’enveloppe.

IV.1 Potentiel solaire en RDC : Gisement et technologies (Thermique vs. Photovoltaïque)

Une analyse rigoureuse du gisement solaire est le préalable à tout projet. Ce module cartographie l’irradiation solaire sur l’ensemble du territoire de la RDC, en identifiant les zones à plus fort potentiel. Il établit une distinction technique claire entre le solaire thermique (production d’eau chaude) et le photovoltaïque (production d’électricité), en précisant leurs domaines de pertinence respectifs. L’étudiant sera capable de réaliser une étude d’opportunité rapide pour un site donné, et de recommander la technologie solaire la plus rentable en fonction du programme et du climat.

IV.2 Intégration du solaire photovoltaïque à l’enveloppe (BIPV)

Sous l’angle de la double fonctionnalité, les systèmes BIPV (Building-Integrated Photovoltaics) transforment les surfaces du bâtiment en centrales électriques. Cette section explore les solutions techniques disponibles : tuiles solaires, modules en allège, verrières photovoltaïques. L’étude se concentre sur les détails de mise en œuvre, d’étanchéité et de ventilation de ces composants actifs. L’architecte apprendra à intégrer ces produits dans sa conception dès l’esquisse, en traitant le panneau solaire non comme un équipement mais comme un revêtement de façade ou de toiture noble et productif.

IV.3 Dimensionnement et intégration d’un système de chauffe-eau solaire

Face au coût de l’électricité, la production d’eau chaude sanitaire (ECS) solaire est l’un des investissements les plus rapidement rentables en RDC. Ce sous-chapitre fournit une méthodologie de dimensionnement d’une installation : calcul des besoins en ECS, surface de capteurs nécessaire, volume du ballon de stockage. L’accent est mis sur l’intégration harmonieuse des capteurs en toiture ou en façade et sur les contraintes structurelles associées. L’étudiant saura concevoir et spécifier un système complet, optimisé pour les besoins d’un logement ou d’un bâtiment tertiaire.

IV.4 Stockage d’énergie et gestion de l’autoconsommation

Une production photovoltaïque n’est pertinente que si elle est couplée à une stratégie de stockage et de gestion intelligente, surtout face à l’instabilité du réseau de la SNEL. Cette section aborde le dimensionnement des parcs de batteries (plomb-acide, lithium-ion) et les principes de l’autoconsommation avec ou sans revente du surplus. L’objectif est de concevoir un système énergétique résilient et économiquement viable. L’apprenant sera capable de dialoguer avec un ingénieur électricien pour définir une architecture électrique qui maximise l’indépendance énergétique du bâtiment.

Chapitre V. Modélisation, Simulation et Analyse du Cycle de Vie (ACV)

La controverse entre les approches de simulation “boîte noire” et “boîte blanche” structure le champ de la modélisation énergétique. Ce chapitre tranche ce débat en faveur d’une approche “boîte grise”, où l’architecte comprend les moteurs de calcul sans devoir les programmer. L’objectif est d’utiliser des outils comme DesignBuilder ou ArchiWIZARD non comme des oracles, mais comme des instruments de dialogue pour tester et valider des hypothèses de conception. L’étudiant apprendra à construire un modèle numérique fiable et à interpréter les résultats pour optimiser itérativement son projet, de l’esquisse au détail.

V.1 Principes de la modélisation thermique dynamique (STD)

Une connaissance des fondements de la Simulation Thermique Dynamique (STD) est essentielle pour en comprendre les résultats. Ce module explique les principes des moteurs de calcul comme EnergyPlus : le maillage du bâtiment, la résolution des équations de transfert de chaleur pas à pas, et l’intégration des scénarios d’usage. L’approche démystifie la complexité de l’outil. L’étudiant sera capable de construire un modèle numérique cohérent, en comprenant l’impact de chaque paramètre d’entrée (matériaux, vitrages, ponts thermiques) sur la fiabilité de la simulation.

V.2 Simulation de l’éclairage naturel (Daylight Factor, Autonomie Lumineuse)

Face aux défis de l’éclairage artificiel en RDC, l’optimisation de la lumière naturelle est une priorité. Cette section forme à l’utilisation des outils de simulation d’éclairage pour quantifier la performance d’un projet. L’étude se concentre sur des métriques clés comme le Facteur de Lumière du Jour (FLJ) et l’Autonomie Lumineuse Spatiale (sDA). L’architecte apprendra à sculpter les espaces, dimensionner les fenêtres et choisir les matériaux de finition pour garantir un confort visuel optimal tout en minimisant la consommation électrique liée à l’éclairage.

V.3 Analyse du Cycle de Vie (ACV) : De l’extraction à la démolition

Sous l’angle de la responsabilité environnementale, l’impact d’un bâtiment dépasse sa seule phase d’exploitation. L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) est la méthode qui quantifie cet impact global, de l’extraction des matières premières à la gestion des déchets de démolition. Ce module initie à la méthodologie et aux bases de données (Ecoinvent) pour évaluer l’énergie grise et l’empreinte carbone des matériaux de construction, notamment ceux disponibles en RDC. L’étudiant saura orienter ses choix de matériaux vers des solutions à plus faible impact environnemental global.

V.4 Outils d’aide à la décision : Optimisation paramétrique

Une fois le modèle de simulation créé, l’optimisation paramétrique permet d’explorer des milliers de variantes de conception automatiquement. En utilisant des plugins comme Colibri ou Wallacei pour Grasshopper, l’étudiant apprend à définir des objectifs (ex: minimiser la surchauffe, maximiser la lumière naturelle) et des variables (ex: taille des fenêtres, profondeur des brise-soleil). L’algorithme teste les combinaisons et identifie les solutions optimales. L’architecte forgera la compétence de passer d’une conception intuitive à une conception “informée” par la donnée et l’optimisation.

Chapitre VI. Constitution du Dossier Technique d’Exécution (DTE) Climatique

Le concept de “Performance Gap”, forgé dans les années 2000, désigne l’écart souvent abyssal entre la performance énergétique simulée d’un projet et sa performance réelle une fois construit. Ce chapitre a pour ambition de combler ce fossé. Il structure la production d’un Dossier Technique d’Exécution (DTE) dont chaque pièce vise à garantir la traduction fidèle des intentions de conception sur le chantier. L’approche est celle de la preuve et de la traçabilité. L’étudiant apprendra à produire des documents qui ne décrivent pas seulement un projet, mais qui prescrivent sa performance.

VI.1 Rédaction du Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP)

Le CCTP est le document contractuel qui transforme les objectifs de performance en exigences techniques pour les entreprises. Cette section enseigne à rédiger des clauses précises et non-ambiguës concernant les matériaux, leur mise en œuvre et les niveaux de performance à atteindre (ex: valeur U-max pour les murs, classe d’étanchéité à l’air). L’accent est mis sur la spécification des matériaux locaux (BTC, bois, etc.) et des techniques adaptées au contexte congolais. L’architecte saura rédiger un CCTP qui sécurise juridiquement la qualité environnementale de son projet.

VI.2 Production des détails constructifs à l’échelle 1/10 et 1/5

Une conception performante se niche dans les détails. Ce module se concentre sur la production de dessins techniques à grande échelle pour les points singuliers de l’enveloppe : jonctions mur-toiture, seuils de porte-fenêtre, intégration des menuiseries. Chaque détail doit résoudre simultanément les questions d’isolation thermique, d’étanchéité à l’air et à l’eau, et de ponts thermiques. L’étudiant forgera la capacité de dessiner des détails constructifs qui sont à la fois performants, réalisables par les entreprises locales et durables dans le temps.

VI.3 Carnet de vie du bâtiment : Notice de maintenance et d’exploitation

Un bâtiment performant ne le reste que s’il est correctement exploité et entretenu. Cette section guide la création d’un carnet de vie destiné à l’utilisateur final et au gestionnaire du bâtiment. Ce document explique de manière simple le fonctionnement des systèmes passifs (quand ouvrir/fermer les fenêtres pour ventiler) et actifs (maintenance des panneaux solaires, nettoyage des filtres). L’objectif est de garantir la pérennité des performances dans le temps. L’architecte apprendra à concevoir un mode d’emploi pour son bâtiment, assurant son efficacité sur le long terme.

VI.4 Synthèse graphique et argumentaire de la performance climatique

Face à un maître d’ouvrage ou un investisseur, la capacité à communiquer la valeur ajoutée environnementale d’un projet est cruciale. Ce sous-chapitre enseigne à synthétiser l’ensemble de la démarche dans des planches graphiques claires et percutantes. Il s’agit de visualiser les stratégies bioclimatiques, de présenter les résultats chiffrés des simulations (gains énergétiques, heures de confort) et de démontrer le retour sur investissement. L’étudiant saura construire un argumentaire technique et économique irréfutable pour défendre la pertinence de son projet.

PARTIE 2 : INTÉGRATION SYSTÉMIQUE ET PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE

Chapitre VII. Détails Constructifs et Nœuds Thermiques

Sous le climat équatorial humide de la RDC, les détails constructifs standards importés génèrent systématiquement des pathologies de condensation et de surchauffe. La théorie des ponts thermiques, souvent négligée, devient ici un enjeu sanitaire et économique majeur. Ce chapitre dissèque la physique du bâtiment appliquée aux jonctions structurelles (dalle-façade, mur-toiture) pour quantifier les flux de chaleur indésirables. L’étudiant y forgera une compétence chirurgicale : concevoir et dessiner des détails d’exécution qui annulent les ponts thermiques, garantissant ainsi le confort et la pérennité du bâti congolais.

VII.1 Analyse des ponts thermiques linéaires et ponctuels

La notion de pont thermique dépasse la simple déperdition ; elle est la cause principale de l’inconfort et des moisissures dans les bâtiments de Kinshasa. Cette section fournit une méthodologie de calcul rigoureuse, conforme à la norme ISO 10211, pour quantifier les flux thermiques additionnels au droit des jonctions. En s’appuyant sur des cas concrets de structures en béton armé locales, l’étudiant apprendra à utiliser des logiciels de calcul par éléments finis. Il sera capable d’identifier et de hiérarchiser les points faibles d’une enveloppe thermique.

VII.2 Conception des rupteurs de ponts thermiques

Face à la conductivité élevée du béton et de l’acier, l’insertion de rupteurs de ponts thermiques est une nécessité technique absolue. Le cours analyse les solutions constructives adaptées au marché congolais, des rupteurs structurels pour balcons aux isolants de soubassement. L’accent est mis sur la compatibilité mécanique et la durabilité des matériaux dans un contexte de forte humidité. L’architecte maîtrisera la spécification et l’intégration de ces composants critiques. Il garantira la continuité de l’isolation sur l’ensemble de l’enveloppe du bâtiment.

VII.3 Stratégies d’étanchéité à l’air et gestion de la vapeur d’eau

Une maîtrise rigoureuse de l’étanchéité à l’air est cruciale pour contrôler les transferts de chaleur et d’humidité, particulièrement dans les zones poussiéreuses ou à forte pluviométrie. Ce module détaille la mise en œuvre des membranes pare-vapeur et freine-vapeur, en insistant sur le traitement des points singuliers (gaines, menuiseries). L’étudiant apprendra les protocoles du test d’infiltrométrie (Blower Door). Il saura prescrire et superviser la pose pour atteindre les niveaux d’étanchéité requis par les standards de haute performance énergétique.

VII.4 Détails d’exécution pour menuiseries extérieures performantes

Sous l’angle de la performance globale, la jonction entre la menuiserie et le gros œuvre est aussi critique que le vitrage lui-même. Ce sous-chapitre se concentre sur la conception de détails d’installation pour les fenêtres et portes, en intégrant l’isolation, l’étanchéité à l’air et à l’eau. Des plans de calfeutrement et des coupes techniques précises sont étudiés pour des contextes de construction neufs et de rénovation à Lubumbashi. L’apprenant produira des plans d’exécution garantissant l’absence d’infiltration et de ponts thermiques périphériques.

Chapitre VIII. Intégration des Systèmes d’Énergies Renouvelables

La loi n° 14/011 du 17 juin 2014, libéralisant le secteur de l’électricité en RDC, a marqué une rupture stratégique. Elle ouvre la voie à l’autoproduction et transforme le bâtiment en une micro-centrale énergétique potentielle. Ce chapitre aborde l’intégration des systèmes actifs (photovoltaïque, thermique) non comme une addition technique, mais comme un acte architectural fondamental. En analysant les contraintes structurelles, spatiales et esthétiques, l’approche se veut holistique. L’étudiant forgera la compétence de concevoir des bâtiments à énergie positive, parfaitement adaptés au réseau électrique national intermittent.

VIII.1 Intégration architecturale du solaire photovoltaïque

L’intégration du photovoltaïque en toiture ou en façade répond directement à la problématique des délestages chroniques qui paralysent l’activité économique. Ce cours dépasse le simple dimensionnement électrique pour aborder les enjeux de poids, d’étanchéité, de ventilation des panneaux et d’esthétique. Des systèmes d’intégration au bâti (BIPV) sont analysés pour des projets résidentiels et tertiaires à Goma. L’architecte saura concevoir des solutions élégantes et structurellement saines. Il transformera une contrainte énergétique en une signature architecturale valorisante.

VIII.2 Conception de systèmes solaires thermiques pour l’eau chaude sanitaire

Au-delà de la production électrique, la production d’eau chaude sanitaire (ECS) par le solaire thermique représente un gisement d’économies considérable et un enjeu de santé publique. Cette section détaille la technologie des capteurs plans et à tubes sous vide, ainsi que les schémas hydrauliques associés (thermosiphon, circulation forcée). L’accent est mis sur le dimensionnement adapté aux besoins d’un hôpital ou d’un hôtel à Matadi. L’étudiant sera capable de concevoir un système complet, de la surface de captage au volume de stockage.

VIII.3 Systèmes de ventilation naturelle assistée et hybride

Héritée des termitières, la ventilation par tirage thermique est une stratégie passive puissante mais parfois insuffisante en climat équatorial. Ce module explore les systèmes de ventilation hybride qui combinent des principes passifs avec une assistance mécanique basse consommation. L’étude des cheminées solaires et des ventilateurs de conduit à faible pression est menée. L’objectif est de garantir un renouvellement d’air sanitaire constant sans recourir à une climatisation énergivore. L’ingénieur saura modéliser et dimensionner ces systèmes pour des bâtiments éducatifs ou de bureaux.

VIII.4 Intégration spatiale et maintenance des équipements techniques

Une approche purement techniciste de l’intégration des énergies renouvelables mène souvent à des conflits d’usage et à des difficultés de maintenance. Ce sous-chapitre se focalise sur la conception des locaux techniques, des cheminements de gaines et des accès pour l’entretien des onduleurs, batteries et ballons de stockage. La planification spatiale est étudiée dès l’esquisse pour éviter les improvisations de chantier. L’étudiant apprendra à produire des plans de synthèse technique. Il assurera la fonctionnalité et la maintenabilité à long terme des installations.

Chapitre IX. Simulation Thermique Dynamique et Analyse du Cycle de Vie

La méthode des degrés-jours, approche statique de l’évaluation thermique, s’avère totalement inopérante pour prédire le comportement réel d’un bâtiment sous les sollicitations dynamiques du climat congolais. Ce chapitre tranche ce débat en imposant la simulation thermique dynamique (STD) comme seul outil fiable. En couplant la STD à l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), nous évaluons la performance environnementale totale, de l’extraction des matières premières à la démolition. L’étudiant maîtrisera ces outils pour optimiser objectivement ses projets et prouver leur pertinence écologique.

IX.1 Modélisation du comportement thermique sur EnergyPlus ou TRNSYS

La maîtrise des logiciels de simulation dynamique est une compétence distinctive de l’architecte bioclimatique. Cette section est un guide méthodologique pour construire un modèle numérique fiable : zonage thermique, saisie de l’enveloppe, définition des scénarios d’occupation et des systèmes CVC. L’accent est mis sur le calibrage du modèle à partir de données réelles pour des projets à Kananga. L’apprenant sera capable de prédire avec précision les températures intérieures et les consommations énergétiques horaires d’un bâtiment avant sa construction, identifiant les leviers d’optimisation.

IX.2 Quantification des impacts environnementaux par l’Analyse du Cycle de Vie (ACV)

Dépassant la seule phase d’usage, l’ACV évalue l’impact d’un bâtiment sur l’ensemble de son existence, incluant l’énergie grise des matériaux et les déchets de fin de vie. Ce cours présente la méthodologie de l’ACV selon les normes ISO 14040/14044, appliquée au secteur de la construction. L’étudiant apprendra à utiliser des bases de données environnementales pour quantifier les indicateurs clés (potentiel de réchauffement climatique, épuisement des ressources). Il pourra ainsi comparer objectivement des variantes constructives, comme une structure en béton versus une structure en bambou.

IX.3 Création de fichiers climatiques locaux et analyse des microclimats

Confronter le modèle aux spécificités locales est une étape non négociable pour la fiabilité des résultats. Les fichiers météo standards sont souvent inadaptés aux microclimats urbains ou ruraux de la RDC. Ce module enseigne les techniques de création de fichiers climatiques spécifiques (fichiers .EPW) à partir de données brutes de stations locales ou de satellites. L’analyse de l’îlot de chaleur urbain de Mbuji-Mayi est un cas d’étude central. L’étudiant saura générer des données d’entrée précises, condition sine qua non d’une simulation pertinente.

IX.4 Optimisation paramétrique et conception assistée par la performance

L’optimisation paramétrique via des algorithmes génétiques (ex: avec Grasshopper/Colibri) automatise la recherche de la meilleure solution de conception. En définissant des objectifs (minimiser la surchauffe, maximiser l’éclairage naturel) et des variables (orientation, taille des fenêtres, type d’isolant), l’ordinateur explore des milliers de variantes. Ce cours initie à cette approche de conception pilotée par la performance. L’architecte ne dessine plus une solution unique mais un espace de solutions possibles. Il identifiera scientifiquement le compromis optimal entre coût, confort et impact environnemental.

Chapitre X. Gestion Intégrée de l’Eau et des Déchets en Milieu Urbain Congolais

La discontinuité de l’approvisionnement par la REGIDESO et la saturation des systèmes d’assainissement imposent de repenser le cycle de l’eau à l’échelle du bâtiment. Ce chapitre positionne l’architecte comme un acteur clé de la résilience urbaine et de la santé publique. En appliquant les principes de l’ingénierie écologique, il s’agit de concevoir des bâtiments autonomes en eau et minimisant leur production de déchets. L’étudiant forgera une expertise en conception de systèmes décentralisés, une compétence cruciale pour les projets de développement en RDC.

X.1 Dimensionnement des systèmes de récupération et de stockage des eaux pluviales

Face à l’abondance des précipitations dans la cuvette centrale, la récupération de l’eau de pluie est une ressource stratégique sous-exploitée. Ce module fournit une méthodologie de dimensionnement des systèmes de collecte, de filtration et de stockage, en fonction de la pluviométrie locale (ex: Kisangani), des surfaces de toiture et des besoins des usagers. L’analyse des risques sanitaires et des techniques de potabilisation est centrale. L’étudiant saura concevoir un système complet garantissant une autonomie en eau pour les usages non potables, voire potables.

X.2 Phytoépuration et assainissement écologique décentralisé

L’assainissement par phytoépuration, qui utilise des filtres plantés pour traiter les eaux usées, constitue une alternative robuste et économique aux stations d’épuration centralisées. Cette section détaille les principes de fonctionnement et les règles de dimensionnement des différents types de filtres (roseaux, papyrus). Un cas d’étude sur un éco-quartier pilote à la périphérie de Kinshasa est analysé. L’architecte maîtrisera la conception et l’intégration paysagère de ces systèmes. Il proposera des solutions d’assainissement résilientes et productrices de biomasse.

X.3 Stratégies de réduction et de tri des déchets de chantier

Une connaissance approfondie des dynamiques de production de déchets sur les chantiers congolais est le point de départ de toute stratégie de réduction. Ce cours analyse les sources de gaspillage (chutes de matériaux, emballages, erreurs d’exécution) et propose des méthodes de prévention. L’élaboration d’un plan de gestion des déchets de chantier, incluant le tri à la source et l’identification de filières de recyclage locales, est enseignée. L’étudiant sera capable de piloter un chantier “zéro déchet”, réduisant les coûts et l’impact environnemental du projet.

X.4 Conception de systèmes de compostage et de valorisation des biodéchets

La part des déchets organiques dans les poubelles ménagères en RDC est majoritaire, représentant une ressource précieuse gaspillée. Ce sous-chapitre se concentre sur l’intégration de systèmes de compostage (individuel, collectif, lombricompostage) au sein des projets architecturaux résidentiels ou communautaires. La conception des aires de compostage et l’utilisation du compost produit pour les jardins potagers ou les espaces verts sont étudiées. L’architecte contribuera à fermer la boucle des nutriments à l’échelle locale, transformant un déchet en amendement fertile.

Chapitre XI. Matériaux Biosourcés et Analyse de la Chaîne de Valeur Locale

Le concept de “matériau local”, forgé par des pionniers comme Hassan Fathy, est ici réactualisé à l’aune des enjeux économiques et écologiques de la RDC. Ce chapitre heurte intentionnellement la dépendance aux matériaux importés (ciment, acier) à l’immense potentiel des ressources locales biosourcées et géosourcées. L’analyse ne se limite pas aux performances techniques, mais intègre l’étude de la structuration des filières, de la création d’emplois et de la balance commerciale. L’étudiant apprendra à spécifier des matériaux qui renforcent l’économie locale et réduisent l’empreinte carbone.

XI.1 La filière Terre Crue Stabilisée (BTC) : de la production au contrôle qualité

D’origine ancestrale, la construction en terre est modernisée par la technique des Blocs de Terre Comprimée (BTC). Ce cours détaille l’ensemble de la chaîne de production : identification des terres adéquates, tests de stabilisation (au ciment ou à la chaux), protocoles de pressage et de cure. L’accent est mis sur le contrôle qualité en atelier et sur chantier pour garantir la résistance et la durabilité exigées par les normes. L’architecte saura concevoir avec ce matériau et superviser sa mise en œuvre pour des logements sociaux à Kikwit.

XI.2 Le bambou comme matériau structurel : assemblage et traitement

Sous-utilisé en RDC malgré son abondance, le bambou possède des propriétés mécaniques exceptionnelles. Cette section critique les préjugés et présente les techniques modernes qui en font un matériau de structure viable. Les méthodes de traitement contre les insectes et l’humidité, ainsi que les techniques d’assemblage (boulonnage, goujonnage), sont disséquées. L’étude de structures treillis pour des halles de marché ou des écoles est un point central. L’ingénieur sera capable de dimensionner et de détailler des structures en bambou fiables et durables.

XI.3 Structuration des filières bois locales et enjeux de la certification

L’exploitation du bois tropical du bassin du Congo pose des questions cruciales de gestion durable et de légalité. Ce module analyse les mécanismes de certification (FSC, PEFC) et leur applicabilité dans le contexte congolais. Il fournit les outils pour assurer la traçabilité du bois, de la forêt au chantier, en distinguant les essences et leurs usages appropriés en construction. L’étudiant apprendra à rédiger un Cahier des Charges Techniques Particulières (CCTP) exigeant du bois certifié. Il contribuera à promouvoir une filière bois responsable.

XI.4 Analyse économique comparée : matériaux locaux versus matériaux importés

Une analyse en coût global, incluant le transport, les taxes d’importation, la maintenance et l’impact sur l’emploi local, révèle souvent la compétitivité des matériaux locaux. Ce sous-chapitre fournit une méthodologie d’analyse économique comparative rigoureuse. En se basant sur des projets réels, l’étudiant chiffrera le coût final d’un mur en BTC par rapport à un mur en parpaings de ciment importé. Il sera armé pour argumenter de manière factuelle auprès des maîtres d’ouvrage en faveur de solutions constructives locales et souveraines.

Chapitre XII. Constitution du Dossier d’Exécution Technique (DET) Bioclimatique

La vision architecturale, aussi brillante soit-elle, reste une abstraction sans sa traduction en un dossier technique exécutable et sans ambiguïté. Ce chapitre final est la synthèse opérationnelle de toute la formation. Il structure la production du Dossier d’Exécution Technique (DET), le document contractuel qui lie le concepteur, le client et l’entreprise. L’objectif est de produire un dossier qui non seulement décrit l’ouvrage, mais garantit l’atteinte des performances thermiques, énergétiques et environnementales visées. L’étudiant forgera la compétence de livrer un projet “clé en main” intellectuellement et techniquement.

XII.1 Rédaction du Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP)

Le CCTP est la colonne vertébrale du DET ; il décrit précisément les ouvrages et les niveaux de performance attendus. Ce cours enseigne la rédaction de clauses techniques spécifiques à l’architecture bioclimatique : niveaux d’étanchéité à l’air à atteindre, performances des isolants, caractéristiques des menuiseries, protocoles de mise en œuvre des matériaux biosourcés. L’étudiant apprendra à rédiger un document juridiquement solide. Il se protégera contre les malfaçons et s’assurera que les ambitions du projet sont contractuellement garanties.

XII.2 Production des plans d’exécution et des carnets de détails

Des plans clairs et détaillés sont le langage universel du chantier, prévenant les erreurs d’interprétation coûteuses. Cette section se concentre sur la production des pièces graphiques du DET : plans, coupes, façades à l’échelle 1/50, et surtout, les carnets de détails aux échelles 1/20, 1/10 et 1/5. L’accent est mis sur la représentation des nœuds constructifs complexes (jonctions, étanchéité, intégration des systèmes) étudiés dans le chapitre VII. L’architecte maîtrisera la communication graphique de ses intentions techniques avec une précision absolue.

XII.3 Établissement du Devis Quantitatif Estimatif (DQE) détaillé

Le DQE est l’expression financière du projet ; sa précision conditionne la faisabilité économique de l’opération. Ce module détaille la méthode pour décomposer l’ouvrage en postes élémentaires et quantifier les matériaux et la main-d’œuvre nécessaires. L’utilisation de ratios spécifiques aux techniques de construction durable en RDC est enseignée. L’étudiant sera capable de produire une estimation fiable du coût des travaux. Il permettra au maître d’ouvrage de prendre des décisions éclairées et de sécuriser le financement de son projet.

XII.4 Élaboration du protocole de suivi de chantier et de réception des ouvrages

Garantir la performance finale exige un contrôle rigoureux durant la phase de construction. Ce sous-chapitre formalise l’élaboration d’un plan de suivi de chantier, incluant les points d’arrêt, les tests à réaliser (infiltrométrie, thermographie) et les fiches de contrôle qualité. Les procédures de réception des ouvrages, avec d’éventuelles réserves, sont également détaillées. L’architecte apprendra à organiser et à documenter sa mission de direction de l’exécution des travaux. Il assurera la conformité de la construction avec les exigences du DET.

ANNEXES

A. Catalogue des Matériaux Locaux et Propriétés Thermiques

Une connaissance approfondie des matériaux de construction locaux constitue la base de toute architecture bioclimatique pertinente en République Démocratique du Congo. Les bases de données internationales omettent systématiquement les propriétés de la brique de terre compressée (BTC) de Lubumbashi, du bois de limba ou des diverses essences du bassin du Congo. Cette annexe comble cette lacune en fournissant un catalogue technique précis, incluant conductivité, inertie thermique et capacité hygroscopique. L’architecte y puisera les données brutes indispensables pour modéliser des enveloppes performantes et contextualisées.

B. Guide de Simulation Thermique Dynamique (STD) Appliquée au Contexte Équatorial

Face à l’humidité et au rayonnement solaire intense du climat équatorial congolais, les paramètres par défaut des logiciels de STD sont totalement inopérants. Cette annexe fournit un protocole méthodologique strict pour calibrer des outils comme EnergyPlus ou TRNSYS aux spécificités locales, en intégrant des fichiers météo fiables de Kinshasa et des modèles de gains internes réalistes. L’étudiant maîtrisera la procédure pour générer des simulations prédictives robustes, validant scientifiquement les choix de conception et quantifiant précisément les économies d’énergie futures du bâtiment.

C. Référentiel Normatif et Réglementaire de la Construction Durable en RDC

La conformité réglementaire constitue le socle non négociable de tout projet architectural viable. Cette section synthétise de manière chirurgicale l’arsenal juridique congolais applicable, du code de la construction et de l’habitat aux décrets sur les études d’impact environnemental et social (EIES). L’objectif est de fournir une grille de lecture opérationnelle des obligations légales pour chaque phase du projet, de l’esquisse au permis de construire. L’architecte sera ainsi capable de monter un dossier technique administrativement inattaquable, anticipant les exigences des services de l’urbanisme.

D. Atlas de Cas Pratiques : Solutions Bioclimatiques en Milieu Tropical Humide

Sous l’angle de la performance éprouvée, l’analyse de précédents constitue un puissant outil de conception. Cet atlas dissèque une sélection de bâtiments exemplaires en RDC et dans des contextes climatiques similaires, du Centre Culturel de Goma aux innovations résidentielles à faible coût. Chaque cas d’étude est déconstruit techniquement : stratégies de ventilation naturelle, détails des protections solaires, et intégration des systèmes d’énergie renouvelable. Le concepteur y trouvera un répertoire de solutions validées pour accélérer et fiabiliser ses propres esquisses.

Lire aussi :

Cours de Psychologie de la communication, master-2, PCO2231

Cours de Notions de Télédétection Spatiale et Biotracking, master-1, NTS2111

Cours de Mémoire, master-2, MAP2141

Cours de Modélisation et base de données, licence-2, MBD1231

Cours de Gestion, analyse des conflits et conception de la négociation, master-2, GAF2231

Cours de Législation forestière et des écosystèmes, master-2, LFE2231