INDICATIONS DE CORRECTION

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1 SUJET NATIONAL POUR L ENSEMBLE DES CENTRES DE GESTION ORGANISATEURS Technicien principal territorial de 2 ème classe Examen professionnel de promotion interne Examen professionnel d avancement de grade SESSION 2013 EPREUVE Rédaction d un rapport technique portant sur la spécialité au titre de laquelle le candidat concourt. Ce rapport est assorti de propositions opérationnelles. Durée : 3 heures Coefficient : 1 SPECIALITE : BATIMENTS, GENIE CIVIL INDICATIONS DE CORRECTION

2 RAPPEL DE LA COMMANDE Vous êtes technicien territorial principal de 2 ème classe au sein de la commune de Techniville qui compte habitants. Afin de réduire ses coûts de fonctionnement, votre collectivité souhaite se lancer dans la rénovation énergétique et donc construire ou réhabiliter ses bâtiments jusqu au niveau BBC (Bâtiments Basse Consommation) tel que définis par la Réglementation thermique Dans un premier temps, votre Directeur général des services techniques vous demande de rédiger à son attention, exclusivement à partir des documents ci-joints, un rapport technique sur les constructions BBC. 10 points Afin de répondre à une demande croissante de garde d enfants en bas âge dans un quartier en pleine expansion, la municipalité a décidé de réaliser une extension de 800 m2 de sa crèche existante de 400 m2 et de rénover les parties existantes. Dans l objectif d optimiser les coûts de fonctionnement et plus particulièrement de minimiser les consommations d énergie de ce nouvel établissement, vous émettrez dans un deuxième temps une série de propositions techniques et de préconisations à émettre en phase conception. Pour traiter cette seconde partie, vous mobiliserez également vos connaissances. 10 points Page 2/9

3 Document 1 : «Efficacité énergétique du bâtiment : tout reste à faire» (extrait) Technicités n janvier pages Document 2 : «Les grands principes de la RT 2012» Fiche thématique (extraits) janvier pages Document 3 : «Démarche de diagnostic énergétique d un bâtiment» (extrait) Groupe scolaire Aupècle 15 novembre page Document 4 : «Maîtrise d ouvrage publique : quelle démarche pour des projets durables?» (extraits) 2 pages Document 5 : «Étanchéité à l air des bâtiments» Extrait du mémento «Étanchéité à l air : dispositions constructives» du Ministère de l écologie, du développement durable, des transports et du logement novembre pages Document 6 : «Vitrages performants» (extrait) Agence Locale de l Energie de l Agglomération lyonnaise dernière mise à jour le 07 janvier pages Document 7 : «Mesures de la perméabilité à l air et détection de fuites» (extrait) Centre d Etudes Techniques de Lyon octobre page Document 8 : «Chauffage, le match des énergies» 60 millions de consommateurs mars pages Document 9 : «Les corbeilles géothermiques : une alternative au captage traditionnel» 2 septembre pages Document 10 : «La production d eau chaude sanitaire évolue» (extrait) Technicités n octobre pages Page 3/9

4 RESUMÉ DES DOCUMENTS Document 1 : * Quelques chiffres : rappel de la règle des 3*20 à savoir engagement des pays européens d ici 2020 à réduire de 20% leurs consommations d énergie par rapport à 2005, à réduire de 20% les émissions de gaz à effet de serre et produire au moins 20% d énergie renouvelable, 44% de la consommation d énergie finale provient des bâtiments. * Application de la RT2012 depuis le 27/10/11 pour tous les PC des bâtiments neufs à usage de bureaux, d enseignement, d accueil de la petite enfance et d habitation en zone ANRU avec une généralisation à tous les bâtiments à usage d habitation depuis le 01/01/13 ; définition partielle de la RT2012 portant sur les objectifs de consommation à savoir moins de 50 KWHep/m2/an à moduler suivant certains critères pour 5 postes de consommation et à comparer à une moyenne de 150 KWHep/m2/an pour la RT2005. * Démarche à retenir : travail sur l isolation et l inertie thermique du bâtiment, les systèmes énergétiques, utilisation d éco-matériaux en accord avec les exigences réglementaires des bureaux de contrôle, 1 outil de financement à étudier : le CPE (contrat de performance énergétique). Document 2 : Ce document permet aux candidats ne connaissant pas la RT2012 d en découvrir les grandes lignes à savoir 3 grandes exigences : 1) Un indicateur Bbiomax à ne pas dépasser qui exprime une efficacité énergétique minimale du bâti appelé Besoin bioclimatique du bâtiment. Il a pour finalité de valoriser la conception bioclimatique du bâti par une exigence sur la conception, l isolation et la limitation des besoins en énergie sur les 3 usages qui sont le chauffage, le refroidissement et l éclairage. Il n a pas d exigence sur le système de chauffage, 2) Une Consommation d énergie primaire ou Cep à ne pas dépasser de 50 KWHep/m2.an à moduler en fonction de la zone climatique, l altitude, les émissions de GES des énergies utilisées, l usage et la surface moyenne pour les logements, 3) Une exigence de Température intérieure conventionnelle de référence (Tic réf) à ne pas dépasser au cours d une séquence de 5 jours très chauds, une exigence donc de confort d été. Document 3 : La démarche de diagnostic énergétique est décomposée en 3 grandes analyses qui portent sur le bâti, les équipements énergétiques et l exploitation du bâtiment. Document 4 : Ce document permet de mieux comprendre la démarche portant sur la bioclimatique d un bâtiment et plus particulièrement la thermique du bâti en proposant des solutions passives pour limiter les consommations d énergie en hiver et en été. Document 5 : Ce document décrit la mise en place d une démarche de la programmation à la réalisation d un ouvrage pour limiter les infiltrations d air et précise également les points techniques à traiter dès la conception d un bâtiment. Document 6 : Il s agit d un mémento sur les vitrages performants qui doit interpeler le candidat sur l importance des fenêtres dans l isolation thermique d un bâtiment sans négliger les apports solaires gratuits (notions Ug, Uw, Facteur solaire...). Page 4/9

5 Document 7 : C est le descriptif d un outil technique de contrôle de la bonne étanchéité à l air d un bâtiment. Document 8 : Ce document doit permettre au candidat de prendre conscience que le choix de l énergie en phase conception n est pas neutre sur les coûts futurs de fonctionnement du bâtiment, le gaz reste encore une énergie compétitive face au fuel ou à l électricité. Document 9 : C est une solution technique de géothermie avec une PAC eau/eau qui est proposée dans laquelle les capteurs ne sont pas horizontaux mais dans une corbeille verticale, cette solution présente l avantage d être applicable sur des sites avec peu de surface de terrain disponible et s avère moins coûteuse que les sondes géothermiques. Document 10 : C est une palette de solutions pour la production d ECS venant se substituer au traditionnel chauffe-eau électrique à savoir : le CESI (Chauffe-eau Solaire Individuel), le chauffe-eau thermodynamique avec récupération de chaleur dans l air et le chauffe-eau thermodynamique avec récupération de chaleur sur les eaux grises. Page 5/9

6 PROPOSITION DE CORRECTION I) RAPPORT TECHNIQUE : Introduction : Afin de répondre au Grenelle de l environnement, dans lequel les pays européens se sont engagés à réduire de 20% leur consommation d énergie et leur émission de gaz à effet de serres tout en produisant au moins 20% d énergie renouvelable d ici 2020, la France partant du constat que 44% de la consommation d énergie finale provient des bâtiments, a créé la Réglementation Thermique 2012 ou RT2012. Cette dernière se présente comme une évolution de la RT2005, jusqu au niveau Bâtiment Basse Consommation ou BBC, et qui permet d améliorer l efficacité énergétique globale d un bâtiment. Nous présenterons dans un premier temps la RT2012 avec ses principaux objectifs et contraintes, pour nous attacher dans un second temps à décrire les actions et outils techniques possibles à mettre en œuvre pour répondre à cette réglementation. Pour se faire, une démarche de type bioclimatique pourra être mise en œuvre dès la programmation de l équipement. A) Les grands principes de la RT 2012 pour une meilleure efficacité énergétique globale de nos bâtiments : Le label BBC de la RT 2005 était le précurseur de la RT ) Les 3 exigences fondamentales de la RT 2012 dans les bâtiments neufs (voir résumé document 2). 2) Les autres volets de la RT 2012 à ne pas négliger : utilisation d énergies renouvelables ou apports gratuits, ponts thermiques, étanchéité à l air des bâtiments et comptage d énergie par usage B) Une démarche énergétique à mettre en œuvre dès les phases programmation et conception : Pour les aspects énergétiques, nous pouvons différencier une démarche de type bioclimatique pour un bâtiment neuf, appuyée par les aspects réglementaires de la RT 2012, et une démarche pour les bâtiments existants à démarrer par un diagnostic énergétique. 1) Démarche de type bioclimatique pour le neuf à amorcer dès la programmation, démarche initiale de diagnostic énergétique applicable pour la rénovation de l existant. 2) Des solutions pour atteindre les objectifs de la réglementation : dispositions constructives sur les aspects thermiques du bâti (solutions passives pour limiter les consommations d énergie, travail sur l inertie thermique, vitrages performants ), sur la qualité des systèmes énergétiques de production avec un recours possible aux énergies renouvelables (PAC eau/eau, CESI alternative aux solutions classiques de production d ECS, choix judicieux des énergies ). 3) Des outils réglementaires et techniques de mesure pour atteindre les performances énergétiques attendues (indicateur Bbiomax, Cepmax, Ticréf, mesure de perméabilité à l air d un bâtiment). Page 6/9

7 Conclusion : Résumé des principaux points du développement et par exemple conclure sur l importance de la réhabilitation thermique des bâtiments existants qu il ne faut pas négliger car source d importantes économies d énergie. II) PROPOSITIONS OPERATIONNELLES : Préambule aux éléments de réponses attendus : Il s agit d une opération de travaux de bâtiment qui porte sur une partie existante de 400 m2 à rénover et une extension de 800 m2, la question de la rénovation thermique doit donc être abordée. Le candidat devra différencier réglementairement la partie neuve pour laquelle s applique la RT 2012 et la partie à rénover pour laquelle la RT 2005 bâtiment existant est à prendre en compte a minima. En amont de la conception le Maître d ouvrage devra sensibiliser le Maître d œuvre et ses BET associés sur l objectif de construire en minimisant les coûts de fonctionnement avec des choix réalisés selon la qualité d usage mais aussi le coût global (tenir compte de l investissement mais aussi des coûts de fonctionnement et de maintenance sur la durée de vie de l équipement). Une attention particulière sera également apportée au respect du Bbio à ne pas dépasser, il s agit bien d une démarche bioclimatique afin d optimiser la performance thermique du bâtiment, permettant de diminuer au maximum les besoins de base en chauffage (par l utilisation des apports solaires gratuits en hiver) et supprimer le recours au refroidissement mécanique (par l utilisation de matériaux ayant une bonne inertie thermique et des protections solaires adaptées). Le MOE devra s engager au respect de la RT 2012 au moment du dépôt du PC (justification des coefficients Cep, Bbio, Tic), on pourra lui demander également de réaliser une simulation thermique dynamique du bâtiment pour valider les calculs théoriques et trouver des solutions aux problèmes climatiques singuliers. Tout gain sur la performance thermique du bâti se traduit par des économies en coûts de fonctionnement mais aussi en coûts d investissement grâce à un dimensionnement optimisé des équipements énergétiques. Le plan pourra donc s articuler en deux grandes parties dans lesquelles on déroulera selon une méthodologie des préconisations techniques à émettre en phase conception sur la partie existante et la partie neuve. A) Partie existante de 400 m2 à réhabiliter : Actuellement, il n y a pas de texte législatif sur la RT 2012 bâtiment existant, c est donc bien la RT 2005 existant sortie en 2007 qui s applique et plus précisément la RT élément par élément car la SHON est inférieure à 1000 m2. Le Maître d Ouvrage peut également prendre l option d aller au-delà de la RT 2005 existant pour les 400 m2 à réhabiliter et passer en BBC (on se restreindra dans nos recommandations à la RT 2005 existant, l option BBC ayant un surcoût sur l existant estimé entre 10% et 15%). Le maître d ouvrage retiendra en phase conception dans les missions de l équipe de Maîtrise d œuvre la mission Diagnostic énergétique de l existant afin de déterminer quels sont les investissements les plus rentables par un calcul du type coût global. Il sera économiquement plus judicieux de limiter ce diagnostic à la qualité thermique du bâti et mutualiser les équipements énergétiques avec l extension. Le choix du type d énergie fera l objet d une étude complémentaire par une comparaison des différentes solutions en coût global. Page 7/9

8 1) Diagnostic thermique du bâti : - Si possible isolation thermique par l extérieur pour améliorer son inertie thermique avec mise en place de protections solaires pour éviter les surchauffes d été et ainsi éviter le recours à la climatisation, - Traitement de l étanchéité à l air du bâti pour atteindre des objectifs chiffrés de perméabilité à l air sans oublier une ventilation efficace (double flux avec récupération des calories sur l air extrait par exemple), - Choix de la qualité des vitrages (performances attendues Uw, facteur solaire ). 2) Choix des équipements énergétiques : - Profiter de la réalisation de l extension pour mutualiser les équipements de chauffage, choix des émetteurs de chaleur en tenant compte que nous sommes dans une crèche et sur de l existant (par exemple radiateurs très basses températures avec maxi à 35 C), - Equipements de production d ECS à mutualiser avec l extension. 3) Régulation, exploitation future et comptage des consommations : - Choix des régulations avec programmateur hebdomadaire, éclairage avec des lampes à décharge ou des LED couplé à une gestion intelligente de l éclairage, - Méthode de la ventilation nocturne pour faire baisser les températures la nuit en été afin de minimiser voire supprimer le recours au refroidissement mécanique, - Mise en place de comptages pour mesurer la performance énergétique des équipements retenus afin d en optimiser les réglages pendant l exploitation et en évaluer leur pertinence pour des prescriptions futures (vision prospective où l évaluation et le retour d expérience de chacune des solutions retenues doit permettre d effectuer les choix optimums sur les réalisations à venir). B) Partie neuve de 800 m2 Une palette complète de solutions pourra être décrite en appliquant la même méthodologie et en s appuyant sur le respect de la RT ) Diagnostic thermique du bâti : - Isolation thermique par l extérieur, respect du Bbio et du Cep, - Traitement de l étanchéité à l air du bâti (maxi à 0,6 m3/(h.m2)), - Choix de la qualité des vitrages (performances attendues Uw, facteur solaire ), Page 8/9

9 - Confort d été à atteindre en se protégeant du soleil avec des protections solaires adaptées (bien dimensionnées pour laisser passer en hiver le soleil au sud, protections solaires verticales à l Est et à l Ouest dans le sud de la France), respect de la Tic de référence en été. 2) Choix des équipements énergétiques : - Par exemple une PAC eau/eau avec corbeilles géothermiques parfaitement compatible avec un plancher chauffant, - Equipements de production d ECS avec ballon thermodynamique. 3) Régulation, exploitation future et comptage des consommations : - En harmonie avec la partie existante. Page 9/9

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