L’école du Belvédère et le site du concours se caractérisent par une position privilegiée sur la ville, ce qui permets profiter de la vue sur le lac Léman vers le mont Blanc. En revanche, l’environnement urbain est déterminé par deux routes importantes en termes de mobilité: l’avenue du Belvédère et l’avenue Marc-Dufour. Cette opposition entre la vue et le traffic intense conduit à la construction d’un socle qui permet à la nouvelle école profiter de la vue mais au même temps se séparer des avenues pour réduire l’incidence du bruit. Cette solution met en valeur l’École du Belvédère à niveau urbain ainsi que son grand socle en pierre. Celui-ci supporte une boîte legère qui limite sa hauteur et s’éloigne du chemin des Croix-Rouges pour respecter la vue privilégiée des élèves à la terrasse de l’École du Belvédère. Le nouveau volume se met au milieu de la parcelle pour aménager de façon efficace les espaces exterieurs. Au côté ouest se met la cour de récréation (cour calme), sous des arbres à feuilles caduques, ce qui permet de jouir du soleil à l’hiver ainsi que d’être ombragé pendant l’été. Au côte opposé de la parcelle on trouve la cour active, destinée aux sports et connectée à l’école du Belvédère.

Concept programmatique

La répartition générale du programme est dictée par l’adaptation au terrain après la démolition du bâtiment, ainsi qu’une repartition optimale des espaces exterieurs. La salle de gymnastique, compte tenu de sa taille, se met au niveau inferieur du bâtiment, en définissant la structure de tout le bâtiment. L’école se trouve au-dessus de la salle de gymnastique, distribuée tout autour d’un atrio eclairé, qui devient au rez-de-chaussée une agora de l’école, un lieu de rencontre de tous les élèves de l’école où pouvoir realiser des activités scolaires, des conférences, des expositions, des débats…

Le programme se divise en quatre grands ensembles: l’école, le réfectoire, la salle de gymnastique et le parking. L’accès à l’école se trouve à la rue Croix-Rouge à la cote 467, à travers un grand porche d’accès à l’agora de l’école. Le programme des salles de classe et des ateliers est réparti sur quatre étages et accessible par des couloirs périphériques autour d’un atrium éclairé.

Le porche du terrain de jeu est accessible depuis le réfectoire ou depuis le noyau de communications à l’intérieur du bâtiment. Cet espace est complètement ouvert sur son périmètre pour profiter à la fois de la cour active et du grand espace de gym. Au-dessous se trouvent les vestiaires et la salle de gymnastique qui, avec ses sept mètres d’hauteur, devient l’espace emblématique du bâtiment à côté de l’atrium. L’accès à ces unités peut être fait de l’extérieur et de l’intérieur. Enfin, deux étages de parking sont placés du côté est du bâtiment en profitant de l’excavation nécessaire pour faire la fondation du bâtiment. L’accès au parking se fait par la rue Croix-Rouge.

Concept du bâtiment

Le bâtiment est une boîte compacte, éclairée et modulée, formée par un socle en béton sur lequelle une structure en bois est placée. La structure porteuse est optimisée en fonction de son utilisation. Il se compose d’une base monolithique en béton renforcé (sous-sol et rez-de-chaussée) en créant une base rigide et stable laquelle se pose la partie supérieure. Celle-ci consiste en une boîte en bois qui forme un grand atrium éclairé à l’intérieur. La base en béton favorise la reprise des forces horizontales (vent, séisme). La rigidité de cette structure la rend peu sensible aux vibrations et aux sons solidiens.

La mise en place d’une part d’un système préfabriqué en béton armé au sous-sol (des piliers, des poutres et des dalles de béton) et d’autre part d’un système de bois préfabriquée formée par des piliers et des poutres en bois laminé GL32 et des dalles de panneaux contrecollés (CLT), provenant de forêts gérées durablement et certifiées FSC. Toute la structure et les fermetures seront préfabriquées et usinées avec un système de commande numérique (CNC) pour assurer un montage précis, ce qui réduit la nécessité d’installer de la visserie et des ferrures, et seront amenés à l’atelier pour vérifier sa fiabilité. L’isolation thermique sera basée sur des matériaux écologiques tels que la fibre de bois à haute densité et le liège.

Tous les composants de ce système de construction seront conçus et fabriqués selon les critères d’un système de conception et de fabrication DFMA (Desing for Manufacture and Assembly). Ces deux facteurs permettront de réduire le temps de construction de près de 50%.

Ce système de construction permet un assemblage complet du bâtiment sans avoir besoin de placer des échafaudages ou de moyens auxiliaires externes, réduisant nettement le temps d’exécution et favorisant un processus constructif basé sur les principes de construction de production propre et sans gaspillage (LEAN Construction). Il améliore également le contrôle de qualité et la sécurité sur le site, minimise la génération de déchets et permet une construction sans émission de CO2.

Matériaux et processus de construction

Les matériaux de construction utilisés ont un faible impact sur l’environnement; ils sont en outre des matériaux renouvelables ou recyclés de la biosphère, tels que le bois, les fibres animales ou végétales, ainsi que des peintures et des vernis naturels; avec un faible niveau de traitement industriel. Dans tous ces cas, la plupart de l’énergie associée à sa production provient du soleil, de sorte que la consommation d’énergies non renouvelables et les émissions associées sont considérablement réduites.

Efficacité énergétique

Le projet répondra à tous les critères Minergie et obtiendra la certification Minergie-ECO, car un bâtiment Net Positive Energy est conçu, obtenant la majeure partie de ses ressources énergétiques sur le site même. La construction et la gestion de son environnement naturel seront un exemple remarquable d’utilisation de techniques et de matériaux écologiques, avec un processus de conception et de matérialisation qui répondra à tous les critères de construction LEAN, et où aucun matériau provenant de combustibles fossiles ne sera utilisé.

Le bâtiment intègre des mesures architecturales pour l’utilisation maximale de la lumière du soleil, soit l’enveloppe du bâtiment aussi que le grand lanterneau de lumière de l’atrium, ce qui maximisera l’éclairage naturel tout au long de l’année. Au même temps, sont envisagées des mesures architecturales pour le contrôle solaire à travers une série de filtres tels que le volet roulant extérieur, des fenêtres étroites et profondes pour réduire l’indice de rayonnement solaire à l’intérieur, un verre de contrôle solaire et des rideaux thermiques.

D’autres mesures sont envisagées telles que l’isolation acoustique, la prévention des ponts thermiques, l’isolation thermique du foyer et des murs de soutènement et la minimisation de l’infiltration de l’air extérieur. En investissant dans la qualité constructive on peut obtenir un bâtiment avec un coût minimum d’entretien des matériaux et de l’énergie.

Des mesures d’efficacité seront également utilisées pour les installations; telles que des technologies d’éclairage efficaces, des systèmes de réduction de la consommation d’eau et des détecteurs de fuites. Pour la climatisation, les pompes à chaleur aérotermiques utilisées seront complétées avec des énergies renouvelables telles que l’énergie géothermique et les panneaux solaires.

Enfin, une surveillance et un contrôle informatique seront effectués pour optimiser l’utilisation de l’énergie, car la connaissance du fonctionnement des systèmes énergétiques implique une bonne gestion de l’énergie pouvant atteindre des valeurs supérieures à 20% des économies d’énergie.