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Rapport suite à la demande de la Mairie au TCPC de proposer des corrections aux problèmes dans le couvert Comité du Tennis Club de Pregny Chambésy Page : 1 / 22 Rapport couvert TCPC

Rapport suite à la demande de la Mairie au TCPC de proposer des corrections

aux problèmes dans le couvert


Table des matières

INTRODUCTION 3

1. CONSTRUCTION 3

1.1. Alignement des terrains 3

1.2. Architecture du couvert 4

2. AERATION DE LA HALLE 4

3. ECLAIRAGE 6

3.1. Lumière naturelle 6

3.2. Eclairage artificiel 6

3.3. Homogénéité de l'éclairage artificiel 8

3.4. Réalisation de l'éclairage à Chambésy 10

3.5. Simulation de l'éclairage 11

4. RECOMMANDATIONS 12

4.1. Lumière naturelle en fond de court 12

4.2. Contrôle de l'hygrométrie de la salle 12

4.3. Eclairage artificiel 12

5. FIGURES ET TABLEAUX 13

6. BIBLIOGRAPHIE 13

7. ANNEXE 1, SIMULATION DE ZUMTOBEL ET COMPARAISON AVEC LES CALCULS DU TCPC14

7.1. Projet 1 14

7.2. Projet 2 16

8. ANNEXES 2 : QUELQUES SIMULATIONS TCPC EN UTILISANT DIALUX-EVO 19

8.1. Projet 17A 19

8.2. Projet 19A 20

8.3. Projet 6A 21


INTRODUCTION

La commune de Pregny-Chambésy possède une magnifique halle de tennis couverte. Après une première année d’utilisation, plusieurs défauts ont été identifiés par les membres du TCPC, ainsi que par le comité du TCPC. Trois catégories de défauts ont été identifiées qui nuisent au bon déroulement de la pratique du tennis, mais également qui pourraient gravement impacter la pérennité de la structure de la halle à moyen terme :

1. CONSTRTUCTION 2. AERATION DE LA HALLE 3. ECLAIRAGE

L’objectif de ce rapport est de pouvoir :

apporter des solutions aux différents défauts rapportés par les joueurs

assurer la pérennité de la halle à long terme. Il est important de préciser que le comité du tennis a délégué deux personnes (M. Dellenbach, Président et architecte, et M. Schmidt responsables des manifestations et du matériel), mais aucune rencontre n'a jamais été agendée avec eux, aussi bien dans la phase de conception du projet que dans la phase de réalisation. En conséquence, le comité du TCPC ne porte aucune responsabilité dans l'existence des défauts constatés.

1. CONSTRUCTION

1.1. ALIGNEMENT DES TERRAINS

Figure 1: Les terrains de tennis couverts, ED. 2008 Fédération Française de Tennis

A Chambésy la surface disponible est de 1440m2 soit un carré de 38mx38m. La surface de jeu est orientée

dans le sens des arches en bois et la hauteur minimale de 7m s'étend depuis 6.7m du bord du couvert et sur une distance de 24.6m. C'est plus que ce qui est exigé par les normes de tennis. Les lignes de fond de court sont situées à 7.1m des extrémités du couvert avec une hauteur du plafond de 7.16m au-dessus des lignes.


Il y avait donc largement l'espace nécessaire pour y insérer les 2 terrains en les positionnant symétriquement par rapport aux arches en bois. Il est bien entendu impensable de refaire les terrains (le coût serait prohibitif) et donc il est important de prendre conscience que le positionnement des lumières ne doit pas respecter la symétrie des arches en bois mais celle des terrains.

1.2. ARCHITECTURE DU COUVERT

La conception élaborée par Charpente-Concept est semblable à celle de la halle couverte de Bienne. Les façades et la toiture sont réalisées avec une toile semi-transparente. Des fenêtres sont disposées sur les façades pour une aération et un apport de lumière naturelle. Les 4 fenêtres en fond de court posent un problème en diminuant le contraste visuel nécessaire au suivi de la trajectoire de la balle.

Figure 2: Halle de Bienne Figure 3: Halle de Chambésy

2. AÉRATION DE LA HALLE

Lors de notre analyse, nous avons cherché à savoir s’il était nécessaire de prévoir une ventilation mécanique pour la halle de Chambésy. Les règles en vigueur stipulent que lorsque plus de la moitié du volume d'air de la salle est "contaminée" par heure, il faut une aération forcée. Le volume de la salle est supérieur à 10'000m

3 (surface de 1440m

2 et

hauteur moyenne supérieure à 7m. Un joueur "contamine" 30m3 d'air par heure. On a deux activités dans la

halle; le jeu avec au maximum 2 fois 4 joueurs soit 240m3/h et les cours avec au maximum 2 fois 6

personnes, soit 360m3/h.

Le volume maximal "contaminé" est donc largement inférieur dans tous les cas à 5000m3. Ceci montre

qu'effectivement il était possible de se passer d'une ventilation mécanique à la condition que la ventilation naturelle soit correctement intégrée dans le projet. Néanmoins, nous avons noté que l'aération naturelle n'a pas été prévue dans la conception initiale du projet. Si cela avait été le cas, il aurait notamment fallu prévoir une ou deux ouvertures situées au faîte du toit.

Figure 4: Les terrains de tennis couverts, Ed. 2008 Fédération française de Tennis


Très tôt après la mise en service du couvert lors de la première saison d’hiver, il est apparu que de l'eau provenant de la condensation de l'humidité sur le plafond du couvert coulait vers les extrémités de la salle et tombait en fines gouttes sur la surface de jeu et sur la structure en bois. Lors de le première entrevue avec le service technique, ce problème a été soulevé et nous avions demandé qu'une sonde hygrométrique et une sonde de température soient installées sous la voûte du toit, afin de contrôler l'ouverture des fenêtres et ainsi réguler l'hygrométrie et la température de la salle. Nous notons qu'à ce jour, ces sondes ne sont toujours pas installées. Pour illustrer cette problématique, voici quelques photos (hivers 2015 et 2016).

Figure 5: Janvier 2015 Figure 6: Janvier 2016

Figure 7: Janvier 2016 Figure 8: Janvier 2016

Il nous semble difficile d'envisager dans le futur la pose d'une ou deux fenêtres sur le faîte du toit. Si l'aération naturelle par les quatre fenêtres hautes du couvert ne s'avère pas suffisante, le Maître d'ouvrage sera obligé d'installer une aération mécanique au sommet de la charpente afin d'extraire l'air "chaud" chargé d'humidité. Au vu des volumes mis en jeu, il ne semble pas nécessaire de prévoir une extraction importante. 150 à 300 m

3/heure en période de jeu ou 50 à 100m

3 en moyenne sur la période d'ouverture ne devrait pas induire une

consommation d'énergie insupportable. Le TCPC souhaite attirer l’attention du Maître d'ouvrage, que la pérennité de la structure est compromise si un correctif n'est pas rapidement apporté au problème de l'humidité en hiver.


3. ECLAIRAGE

3.1. LUMIERE NATURELLE

Figure 9: Les terrains couverts, Ed. 2008 Fédération Française de Tennis

Selon les différentes normes en vigueur, une source de lumière naturelle en fond de court est à proscrire dans une réalisation de couvert de tennis. Sur la base de ces directives, il est évident que la conception du couvert de Chambésy s'est faite en ne respectant pas ces principes de base. Des corrections sont possibles comme :

l'assombrissement des fenêtres en fond de court

ou la pose de tentures verticales amovibles pour opacifier ces sources de lumière naturelle.

3.2. ECLAIRAGE ARTIFICIEL

Figure 10: Les terrains de tennis couverts, Ed. 2008 Fédération Française de Tennis

Toutes sources de lumière positionnées dans la surface de jeu est à proscrire. A cette fin nous nous permettons de reproduire la mise en garde de l'ingénieur de Zumtobel dans son projet 8 avec 4 des 18 luminaires alignés au centre de la surface de jeu. "La solution la plus logique serait le déplacement des luminaires, la norme exclut des luminaires directement au-dessus de la zone de jeu, pourtant telle est la solution".



Figure 12: Halle de Bienne

Figure 13: Halle de Romannel-sur-Lausanne

Le TCPC a visité d’autres infrastructures similaires à celle de Chambésy. A Bienne les lumières sont alignées sur la ligne de double à une hauteur constante. A Romanel les lumières sont alignées sur la ligne de simple. Dans les 2 cas l'homogénéité de la lumière sur la surface de jeu est optimale avec des zones d'ombre se situant en dehors de la surface de jeu. Il est à noter que l'alignement à hauteur constante des lumières est en général la solution préconisée pour ce type d’installation.


3.3. HOMOGENEITE DE L'ECLAIRAGE ARTIFICIEL


Cette réglementation stipule que l'éclairement minimal moyen doit être de 500lux sur la surface de jeu. Pour tenir compte du vieillissement des lampes il faut augmenter cette valeur à 625 lux (facteur de maintenance de 0.8).




Nous avons testé cette définition de l'homogénéité lumineuse mais elle ne donne pas d'écarts significatifs par rapport aux calculs globaux. Les recommandations édictées ci-dessus concernant le niveau d'éclairement et son homogénéité sur la surface de jeu, ne constituent pas une fin en soi mais une contrainte pour choisir la meilleure implantation lumineuse. Avoir une homogénéité acceptable avec une implantation non-conforme ne donnera jamais un éclairage satisfaisant.


3.4. REALISATION DE L'ECLAIRAGE A CHAMBESY

La première version de l'éclairage est montrée sur la figure ci-dessous. Les lampes sont positionnées à l'extérieur de la surface de jeu de manière très excentrée. Ainsi, de larges zones d'ombre apparaissent au centre de la surface de jeu. Il en résulte que les couloirs sont les zones les mieux éclairées du couvert.

Figure 17: Halle de Chambésy

La deuxième version (printemps 2015) corrige les zones d'ombre en plaçant 4 lampes au centre de la surface de jeu. Il est à noter qu’un tel positionnement des lumières ne permettra pas d'homologuer ces terrains pour une utilisation en tournoi officiel. De plus, les deux lampes situées sur la ligne de service créent un important éblouissement lors des services. L'homogénéité de la lumière sur la surface de jeu est certes améliorée, mais ceci au détriment des règles concernant le positionnement des lumières.


3.5. SIMULATION DE L'ECLAIRAGE

Le TCPC a contacté l'entreprise Zumtobel en vue de la mandater pour réaliser deux simulations supplémentaires (à la charge financière du TCPC);

a) la première avec des lampes alignées linéairement à 7m de haut ; b) la deuxième avec des lampes alignées linéairement sous la voûte du toit.

Dans les deux cas les lampes devaient être alignées le long de la ligne de simple ou de double. Lors de nos discussions avec l’entreprise Zumtobel, nous avons été informés que les premières simulations proposées au Maître d'Ouvrage étaient justement celles que nous demandions. Nous avons inclus ces simulations dans l'annexe I. A la suite de la revue des différentes études, nous ne comprenons pas pourquoi les deux premiers projets n'ont pas fait l'objet d'une optimisation plus fine et surtout pourquoi les mises en garde de l'ingénieur de Zumtobel concernant les projets 7 et 8 par n’avaient pas été prises en compte. Le comité du TCPC a visité 2 halles de tennis où l'éclairage a été réalisé par Zumtobel. Ces réalisations sont conformes aux directives et donnent toutes un éclairage très satisfaisant, ce qui n’est pas le cas de la halle de Chambésy où tant nos membres que l’entreprise Zumtobel reconnaissent que des problèmes sérieux d’éclairage existent. Nous avons réalisé 36 simulations d'implantation lumineuse à l'aide du logiciel DialuxEvo recommandé par Zumtobel (voir annexe II). Le profil lumineux des lampes nous a été fourni par Zumtobel mais il ne correspond pas aux lampes qui sont installées dans la halle. Ces lampes Graft 280W BWS 23900lm No42925092 ne sont plus commercialisées et sont remplacées par une nouvelle génération Graft 180W 22540lm No42183026. Le flux lumineux est 5% inférieur avec une consommation réduite de 55%. Pour des raisons techniques nous avons également dû faire ces simulations avec une pièce carrée de 38mx38m et d'une hauteur de 10m. Cela n'influence pas les calculs car toutes les réflexions sur les parois latérales surgissent à des hauteurs inférieures à la hauteur des lampes et donc du toit. Nous n’avons également pas pris en compte le toit. Comme il n'y a pas de réflexion directe sur le toit cette simplification n'influencera que très peu les résultats (environ 5%). Les calculs effectués par le TCPC pour les deux premières simulations de Zumtobel (voir annexe I), montrent un déficit lumineux d'environ 10% dont 5% proviennent d'une luminosité des lampes plus faible que celles utilisées à l'époque par Zumtobel. Le reste de la différence peut être expliqué par les réflexions secondaires du toit (20% de lumière réfléchie par le sol, puis 70 % réfléchie par le toit) et par la contribution du terrain adjacent qui est allumé dans les simulations de Zumtobel et pas dans les nôtres.


4. RECOMMANDATIONS

4.1. LUMIÈRE NATURELLE EN FOND DE COURT

Concernant les fenêtres en fond de courts, il n'y pas d'autre solution que de les opacifier ou de disposer sur chaque fond de court des tentures verticales non-transparentes. C'est la solution utilisée dans les salles multisports à la Queue d'Arve.

4.2. CONTRÔLE DE L'HYGROMÉTRIE DE LA SALLE

C'est un problème de première importante qui doit être réglé rapidement pour éviter de fragiliser la structure de manière irréversible.

4.3. ECLAIRAGE ARTIFICIEL

Suite aux simulations résumées dans l'Annexe II, le TCPC a acquis la conviction qu'il était possible d'améliorer notablement la qualité de l'éclairage à condition de positionner les lampes de manière symétrique par rapport à la surface de jeu. Il sera donc nécessaire de créer des supports, soit à la hauteur de 7m ou soit sous la voûte du toit, afin d'y accrocher les lampes. Il y a 2 alternatives :

Positionnement à hauteur constante de 7m Ce positionnement présente deux avantages : 1) Cette géométrie demande moins de puissance lumineuse donc une consommation électrique réduite ; 2) l'entretien de ces lampes serait grandement facilité car elles seraient facilement accessibles. Sur la base de notre meilleure simulation, la consommation électrique avec les nouvelles lampes (Graft 180W 22540lm No42183026) serait réduite de plus de 55% et même 65% si l'on met une lampes de 90W à chaque extrémité. Positionnement sous la voûte Ce positionnement donne la meilleure homogénéité mais il faudra une puissance lumineuse plus grande. Avec les nouvelles lampes (Graft 180W 22540lm No42183026) on pourra encore réduire la consommation électrique de plus de 20% par rapport à la situation actuelle mais avec une homogénéité remarquable. Dans tous les cas, les simulations réalisées par le TCPC doivent être confirmées par Zumtobel avant d'être incluses dans un projet définitif.


5. FIGURES ET TABLEAUX

Figure 1: Les terrains de tennis couverts, ED. 2008 Fédération Française de Tennis 3

Figure 2: Halle de Bienne Figure 3: Halle de Chambésy 4

Figure 4: Les terrains de tennis couverts, Ed. 2008 Fédération française de Tennis 4

Figure 5: Janvier 2015 Figure 6: Janvier 2016 5

Figure 7: Janvier 2016 Figure 8: Janvier 2016 5

Figure 9: Les terrains couverts, Ed. 2008 Fédération Française de Tennis 6

Figure 10: Les terrains de tennis couverts, Ed. 2008 Fédération Française de Tennis 6


Figure 12: Halle de Bienne 7

Figure 13: Halle de Romannel-sur-Lausanne 7




Figure 17: Halle de Chambésy 10

6. BIBLIOGRAPHIE

Fédération Française de Tennis. (2008). Les terrains de tennis couverts.


7. ANNEXE 1, SIMULATION DE ZUMTOBEL ET COMPARAISON AVEC LES CALCULS DU

TCPC

Regardons, tout d'abord, les deux premiers projets proposés par Zumtobel qui ont été rejetés.

7.1. PROJET 1

16 lampes alignées sur la ligne de simple à 7m de hauteur pour chaque terrain. Espacement régulier. Puissance totale 2 fois 4480W=8960W.

On atteint un éclairement moyen de 600lx légèrement inférieur à la limite de 625lx. Mais l'homogénéité n'est pas très bonne. Il serait possible de corriger ce problème en inclinant légèrement quelques lampes de 5°. Ce n'est pas recommandé pour des questions de refroidissement des lampes par convection naturelle. Mais un angle de 5° n'altèrera que très peu ce refroidissement naturel.


Comparaison avec les calculs du TCPC en utilisant Dialux-Evo.

Eclairement Moyen : 539lx Eclairement Minimum : 445lx Eclairement Maximum : 604lx Minimum/Moyen : 0.82 Minimum/Maximum : 0.74 Puissance pour un terrain : 2880W Remarque: La simulation du TCPC donne un éclairement moyen inférieur de 10%. La moitié de cet écart (5%) s'explique par la puissance lumineuse inférieure des lampes utilisées pour la simulation. Les autres 5% peuvent être le fruit des réflexions sur le toit ou de l'éclairement résiduel du terrain adjacent qui est inclus dans les calculs de Zumtobel et pas dans ceux du TCPC car nous pensons qu'il faut obtenir un éclairement correct avec un seul terrain allumé et pas uniquement lorsque les deux sont allumés.


7.2. PROJET 2

18 lampes alignées sur la ligne de simple et attachées sous la voûte du toit.

L'éclairement moyen est bon mais l'homogénéité est mauvaise. Néanmoins, en regardant les causes de cette mauvaise homogénéité, on constate que c'est la valeur maximale, présente sur une infime partie de la surface de jeu, qui est responsable de ce mauvais coefficient. Une adaptation de la position des luminaires et une modification des distances entre les luminaires, notamment celles des luminaires au centre, devraient résoudre ce problème.


Comparaison avec mes calculs en utilisant Dialux-Evo.

Eclairement Moyen : 571lx Eclairement Minimum : 460lx Eclairement Maximum : 702lx Minimum/Moyen : 0.80 Minimum/Maximum : 0.65 Puissance pour un terrain : 3240W Remarque: La simulation du TCPC donne un éclairement moyen inférieur de 11%. La moitié de cet écart (5%) s'explique par la puissance lumineuse inférieure des lampes utilisées pour la simulation. Les autres 6% peuvent être le fruit des réflexions sur le toit ou de l'éclairement résiduel du terrain adjacent.

Conclusion: Pour des raisons de géométrie dans nos calculs, le niveau d'éclairement doit être augmenté de 5% par rapport à ceux de Zumtobel. Si l'on utilise les anciennes lampes, 5% plus lumineuses mais nettement moins performantes, il faut augmenter de 10% les résultats des éclairements de nos simulations qui ont été réalisées avec les nouvelles lampes


Pour rappel c'est la simulation No 8 qui a été retenue avec 4 lampes dans l'axe central de la surface de jeu.


8. ANNEXES 2 : QUELQUES SIMULATIONS TCPC EN UTILISANT DIALUX-EVO Toutes les modélisations ont été réalisées avec les nouvelles lampes 42183026.

8.1. PROJET 17A

20 lampes alignées sur les lignes de double et suspendues à la voûte.

Eclairement Moyen : 558lx Eclairement Minimum : 512lx Eclairement Maximum : 624lx Minimum/Moyen : 0.92 Minimum/Maximum : 0.82


Puissance pour un terrain : 3600W Remarque: Si l'on utilise les anciennes lampes, l'éclairement moyen sera de 615lx ce qui est très proche de 625lx qui tient compte du facteur de maintenance. Avec les nouvelles lampes, la valeur moyenne est un peu faible. Ceci peut être corrigé en ajoutant deux lampes comme simulé sur la figure suivante.

8.2. PROJET 19A

Simulation 22 lampes sous la voûte du toit.

Eclairement Moyen : 618lx Eclairement Minimum : 554lx Eclairement Maximum : 678lx Minimum/Moyen : 0.90 Minimum/Maximum : 0.82 Puissance pour un terrain : 3960W Ce résultat est remarquable et la consommation avec les nouvelles lampes serait réduite de plus de 20% par rapport à la solution installée dans le couvert.


8.3. PROJET 6A

18 lampes à 7m de hauteur alignées sur les lignes du simple et inclinées de 5°.

Eclairement Moyen : 625lx Eclairement Minimum : 515lx Eclairement Maximum : 767lx Minimum/Moyen : 0.82 Minimum/Maximum : 0.67 Puissance pour un terrain : 3240W

Remarque: Avec les nouvelles lampes on a un éclairement optimal. Si on utilise les anciennes lampes l'éclairement maximal sera de 688lx. Le facteur Min/Max est un peu faible et ceci provient des 2 lampes positionnées derrière la ligne de fond qui augmentent trop la valeur Max dans cette zone arrière de la surface de jeu. On pourrait soit reculer la lampe


(mais elle va être trop basse) soit utiliser une moitié de lampe (qui est commercialisée) ce qui diminuera la valeur Max et augmentera fortement le rapport Min/Max.

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