Une enveloppe de bâtiment vraiment durable pour le siège social d’Amazon en Virginie

Jasper et Merlin, les deux premières tours du nouveau siège social d’Amazon à Arlington, en Virginie, viennent de devenir la plus grande construction neuve au monde à obtenir la certification LEED^® Platine (v4 Building Design + Construction). En outre, ils s’inscrivent dans le cadre de l’ambitieux plan d’Amazon visant à atteindre la neutralité carbone d’ici 2040. Comme si cela ne suffisait pas, les bâtiments ont été conçus pour s’intégrer gracieusement dans un quartier historiquement résidentiel, en ayant un impact positif sur la vie humaine et la faune dans les rues environnantes. Un aspect essentiel du projet réside dans l’utilisation consciencieuse du verre, qui contribue à la performance énergétique du bâtiment et à sa conception biophilique. Cet article examine en profondeur les stratégies employées par ZGF Architects pour atteindre les objectifs environnementaux du projet, et la façon dont le verre a contribué à la création des deux bâtiments vraiment durables.

Nous remercions Brian Earle, Président de la firme ZGF, Rebecca Pantschyschak, une Associée, et Kian Shamloo, Directeur, pour leur contribution à ce projet.

Crédit photo : Magda Biernat Photography
Courtoisie de ZGF Architects

Réduction des émissions de carbone

Le nouveau siège social est un projet phare de l’engagement climatique d’Amazon (Climate Pledge), qui guide les signataires vers des émissions de carboneutre d’ici à 2040. Lorsqu’il s’agit de projets de construction comme celui-ci, cela signifie qu’il faut réduire le carbone incorporé ainsi que les émissions de carbone liées à l’exploitation. Examinons les tactiques utilisées pour réduire les émissions de ces deux sources.

Réduire le carbone incorporé

Selon le guide du carbone incorporé de l’American Institute of Architects, (Embodied Carbon Guide), celui-ci représente environ 38 % des émissions de carbone d’un immeuble de bureaux moyen au cours de ses dix premières années d’existence. Pour une structure à haute performance comme le HQ2 d’Amazon, ce chiffre est considérablement plus élevé. Par conséquent, la gestion du carbone utilisé dans la structure et l’enveloppe d’un projet a des implications significatives sur son impact environnemental au cours de la première décennie. Une bonne gestion de ces éléments contribuera grandement à atteindre la carboneutralité d’ici 2040.

Pour réduire l’empreinte carbone du bâtiment, ZGF a commencé par rassembler les DEP (Déclaration Environnementale de Produit) pour un grand nombre des composantes du projet. Comme l’explique Brian Earle, « la première étape pour pouvoir réduire le carbone est de le suivre. Et la première étape de ce suivi est d’encourager la création de Déclarations Environnementales de Produits ». Les DEP du projet ont porté fruits en permettant au projet d’obtenir les crédits LEED^® associés sous Materials and Resources – Building product disclosure and optimization – environmental product declarations, et Building product disclosure and optimization – material ingredients.

Lors de la sélection des matériaux pour ce projet, ZGF s’est concentré sur la réduction du carbone incorporé dans les composants structurels tels que l’acier et le béton. L’une des raisons de ce choix était que les matériaux structurels, en particulier le béton, contribuaient de manière relativement importante à l’empreinte carbone globale du projet. Un autre facteur était la rareté des DEP pour les composants de l’enveloppe du bâtiment tels que le verre et le plâtre à l’époque. Il était donc difficile de suivre l’évolution du carbone incorporé dans ces matériaux. Au cours des dernières années, les DEP pour les matériaux d’enveloppe sont devenus plus accessibles, et les architectes comme ZGF les intègrent de plus en plus dans les exigences des projets.

Crédit photo : Magda Biernat Photography
Courtoisie de ZGF Architects

Réduire le carbone opérationnel

Une fois le dernier béton coulé et la dernière vitre installée, l’architecture durable devient une question de performance quotidienne. Pour les tours de l’Amazon HQ2, il s’agit notamment de consommer environ 24 % moins d’énergie par rapport à des bâtiments de taille similaire. Comment cela se fait-il? L’équipe de ZGF a pris en compte l’ensemble des composants du projet, à la fois isolément et en conjonction les uns avec les autres, afin d’obtenir les meilleures performances possibles des tours.

Par exemple, l’extérieur vitré des bâtiments n’est pas seulement un choix esthétique ; il rend les structures plus efficaces sur le plan énergétique. Brian Earle remarque que « l’une des choses intéressantes lorsque l’on construit un bâtiment aussi grand est que les charges à l’intérieur du bâtiment deviennent beaucoup plus importantes que la performance de l’enveloppe (contrôle thermique) du bâtiment. Nous avons constaté qu’il était plus important pour nous de réduire notre consommation d’énergie pour l’éclairage que d’avoir une enveloppe thermique plus performante. La performance thermique et la transparence du verre nous ont vraiment aidés à optimiser l’utilisation de l’énergie dans ce sens ».

Bien entendu, l’utilisation d’un verre à haute performance a contribué à cette solution. Le vitrage de ces tours est du Starphire Ultra-Clear^® de Vitro Architectural Glass avec un revêtement énergétique Solarban^® en deuxième surface. Le substrat maximise le flux de lumière naturelle dans le bâtiment, tandis que le revêtement à faible émissivité réduit les gains de chaleur indésirables. Cela permet de réduire la consommation d’énergie globale du bâtiment et d’orienter la conception vers une enveloppe de bâtiment entièrement vitrée. Il a également permis au projet de se rapprocher du statut LEED^® Platine en contribuant à l’obtention du crédit Optimiser la performance énergétique (Optimize energy performance).

L’efficacité énergétique de ce projet nécessitait une approche globale du bâtiment. En considérant le vitrage en conjonction avec les proportions globales de la structure et les exigences énergétiques, ZGF a su réduire la consommation d’énergie et concevoir une enveloppe de bâtiment vraiment durable.

Conception biophilique

Le processus de conception biophilique pour Amazon HQ2 s’est concentré sur la protection de la faune locale, en particulier celle des oiseaux. Essentiellement, ZGF souhaitait que les structures s’intègrent avec légèreté dans leur environnement, offrant les plus grands avantages avec le moins de perturbations possibles.

Pourquoi utiliser du verre sécuritaire pour les oiseaux?

Certains projets utilisent du verre sécuritaire pour les oiseaux afin de se conformer à la législation locale ou d’obtenir une certification de construction écologique telle que LEED^®, tandis que d’autres utilisent du verre sécuritaire pour les oiseaux uniquement parce que le client ou le cabinet d’architectes s’est engagé à protéger les écosystèmes locaux. Le projet Amazon HQ2 est un peu des deux.

Arlington ne disposait d’aucune directive sur les bâtiments sécuritaires pour les oiseaux lorsque ce projet a été approuvé en 2019. Cependant, la ville propose une politique d’incitation à la construction écologique (Green Building Incentive Policy, GBIP). Dans le cadre de cette politique, « un bonus de densité est offert en échange de nouveaux développements qui s’engagent à respecter des critères de durabilité spécifiques ». Cela signifie que les grands projets à forte densité, comme le HQ2 d’Amazon, peuvent être construits dans des zones à plus faible densité, à condition qu’ils respectent les critères de durabilité de la GBIP. La dernière version du GBIP introduit l’utilisation de verre pour la sécurité des oiseaux parmi les critères à prendre en compte. Cette version est entrée en vigueur en 2022, juste à temps pour qu’Amazon HQ2 soit l’une des premières constructions à Arlington à offrir des bâtiments sécuritaires pour les oiseaux.

Fondamentalement, cependant, l’incitation à la construction écologique n’a pas vraiment modifié l’orientation du projet. L’équipe savait déjà qu’elle concevrait une enveloppe de bâtiment durable, comprenant des éléments respectueux de l’environnement tels que des dispositifs de dissuasion de collisions des oiseaux. Lorsqu’on lui a demandé si c’était la norme chez ZGF, Rebecca Pantschyschak a confirmé : « Je ne sais pas s’il y a un projet ZGF qui ne parle pas d’utiliser du verre sécuritaire pour les oiseaux ». À ce stade, la construction respectueuse des oiseaux semble faire partie intégrante de la manière dont l’entreprise aborde son travail.

Du point de vue de LEED^®, l’utilisation d’un verre sécuritaire pour les oiseaux aurait pu aider le projet à obtenir un crédit pour l’innovation : Dissuasion des collisions d’oiseaux (Innovation: Bird collision deterrence). Cependant, ZGF avait déjà atteint le maximum des autres crédits d’innovation pour ce projet, de sorte que le vitrage sécuritaire pour les oiseaux n’était pas nécessaire pour l’obtention des points LEED^®.

Concevoir en collaboration avec Audubon

Composition de l’unité scellée : 6 mm verre Starphire Ultra-Clear^® avec marqueurs AviProtek^® E en surface 1 et revêtement énergétique Solarban^® en surface 2

Kian Shamloo explique qu’il a recommandé ce verre suivant des recherches approfondies sur les solutions de dissuasion de collisions oiseaux: « En comparant toutes les technologies disponibles à l’époque, je me suis tourné vers le système le plus simple, qui était aussi, à mon avis, le plus efficace. » Il s’agissait d’un motif dépoli en première surface couvrant la surface du verre. L’emplacement de la première surface garantit que les marqueurs seront visibles dans toutes les conditions, et la couverture complète ne laisse pas de « trous » alléchants par lesquels les oiseaux pourraient tenter de passer.

Il convient de noter que seuls les murs donnant sur le Met Park voisin intègrent du verre adapté aux oiseaux, tandis que les fenêtres ne donnant pas sur le parc utilisent du verre sans marqueur visuel. L’équipe de conception a estimé que les oiseaux courraient le plus de risques lorsqu’ils décolleraient de l’habitat du parc vers les édifices.  C’est pourquoi, l’équipe a pris la décision d’avoir ce type de verre sur la façade opposée au parc et sa végétation. Il s’agit d’une approche inhabituelle, mais elle a des précédents dans des législations telles que les normes pour des bâtiments sécuritaires pour les oiseaux (Standards for Bird-Safe Buildings) de San Francisco.

Comme nous l’avons vu, l’échelle même des tours de l’Amazon HQ2 a eu un impact majeur sur leur conception. Leur taille a déterminé quelles stratégies énergétiques seraient les plus efficaces et quels choix de matériaux auraient le plus d’impact, tout en faisant du projet un candidat à la politique d’incitation à la construction écologique d’Arlington. L’échelle du projet signifie également qu’il est certain d’influencer le milieu environnant, que ce soit pour le meilleur ou pour le pire. L’équipe de ZGF en était parfaitement consciente. Pendant la phase de conception, elle s’est efforcée de garantir un impact positif global en procédant à une modélisation approfondie et en consultant des experts locaux tels que la Northern Virginia Audubon Society, entre autres tactiques.

D’autre part, ils ont également prêté attention à la manière complexe dont les petites décisions interagissent les unes avec les autres à travers les structures. Ils ont étudié les relations entre chaque ensemble de composants, tout en analysant les choix de matériaux de manière isolée. Si l’on additionne tous ces points, on obtient un site emblématique qui profitera à ses occupants et au quartier environnant de manière incommensurable pour des années à venir.