Etudes techniques en phase de diagnostique énergétique

Transcription

1 -- Projet de rénovation d une salle polyvalente -- Commune de St Médard-Sur-Ille -- (35) -- Etudes techniques en phase de diagnostique énergétique Rapport d étude Juillet 2009 Version 3 Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.1/14

2 «Salle Polyvalente St Médard-Sur-Ille» PREAMBULE La Ville de St Médard-Sur-Ille souhaite rénover sa salle polyvalente tout en s engageant dans une politique environnementale forte. C est dans cette optique de réalisation exemplaire que veut s inscrire la ville de St Médard-Sur-Ille, dans une perspective d économies d énergies, en accord avec les enjeux de demain, soucieuse de l'environnement et du devenir de notre planète. Dans cet enjeu de maîtrise de l'énergie et d'utilisation d'énergies renouvelables, la ville de St Médard-Sur-Ille a envisagé un diagnostic énergétique pour la rénovation de sa salle polyvalente. Le diagnostic énergétique permet, à partir d une analyse détaillée des données du site, de dresser une proposition chiffrée et argumentée de programmes d économies d énergies et d amener le maître d'ouvrage à décider des investissements appropriés. Le diagnostic énergétique est un préalable à l'avant projet sommaire, à la mission d'ingénierie, à la mise en place d'une comptabilité énergétique, il aide le maître d'ouvrage à décider, en connaissance de cause, chiffres en main, le programme des interventions que nécessite son bâtiment. Il va ensuite guider le choix des intervenants compétents, la réalisation des travaux et la réception et enfin le suivi des consommations énergétiques. DESCRIPTIF GENERAL ET ANALYSE DE L EXISTANT Présentation des bâtiments Un des bâtiments étudié est une salle polyvalente située dans la commune de St Médard-Sur-Ille en Ille-et-Vilaine (35). Celui-ci est un bâtiment d origine, qui n a subi aucune modification d importance depuis sa construction. Seule la mise aux normes des installations électriques a été effectuée. Ces murs sont en pierres granitiques sur la partie basse et en pisé sur la partie haute et ne sont pas isolés alors que la toiture de ce bâtiment est en couverture ardoise. Les menuiseries sont en bois avec des simples vitrages. En ce qui concerne l étage, ce sont des combles non aménagés qui ont été isolés. Le plafond du rez-de-chaussée est lui en lambris alors que le bâtiment est sur terre-plein. Jusqu à présent, la salle polyvalente était occupée le soir et le week-end par des activités sportives (gymnastique, claquettes ) ou musicales (associations). Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.2/14

3 «Salle Polyvalente St Médard-Sur-Ille» A cette salle polyvalente vient s ajouter une annexe, occupée par la poste, juxtaposée à la salle. En ce qui la concerne, les murs sont isolés par l intérieur par un système de doublage avec de la laine de verre et du Placoplatre, alors que la toiture est elle aussi isolée par des panneaux de laine de verre sous rampants. Cette annexe n était constituée que d une seule pièce principale avec un WC indépendant. Le bâtiment annexe, lui, servait de locaux pour la poste jusqu en juillet A partir de cette date, il a été utilisé comme refuge par les randonneurs voyageant dans la région. La production d eau chaude pour ces deux bâtiments se limite à celle d un cumulus électrique de 50L, petit préparateur indépendant. Le futur bâtiment, la salle plurivalente, sera la combinaison de ces deux locaux en un seul et unique bâtiment. Etude des factures Cette étude consiste à étudier les factures des trois dernières années pour ces deux bâtiments. Or, ces deux bâtiments ont un mode de chauffage électrique, un mode de production d Eau Chaude Sanitaire (ECS) électrique par un cumulus de 50L comme précisé ci-dessus et, bien sûr, un éclairage électrique traditionnel. De plus, ces deux bâtiments sont reliés sur un seul compteur électrique avec deux tableaux divisionnaires, ce qui fait que nous ne disposons que d une seule facture énergétique pour les deux bâtiments. Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.3/14

4 A partir de ces relevés de consommation, nous établissons un récapitulatif sur les trois dernières années. Consommation pour les deux bâtiments Type d abonnement Electricité Facture Totale (TTC) 21/10/04 -> 21/10/ kwh Tarif Bleu 2 289,94 21/10/05 -> 21/10/ kwh Tarif Bleu 2 449,57 21/10/06 -> 21/10/ kwh Tarif Bleu 1 161,94 21/10/07 -> 21/10/ kwh Tarif Bleu 1 169,55 Relevés de consommations EDF du 21/10/2004 au 21/10/2008 A l aide de ces consommations, nous pouvons remarquer que les factures de octobre 2004 à octobre 2006 sont équivalentes et que les factures de octobre 2006 à octobre 2008 également. L annexe attribuée à la poste n est plus occupée depuis juillet 2006, ce qui peut expliquer l écart de consommation entre et La rénovation prévoyant de réunir les deux bâtiments, la partie annexe devrait retrouver une occupation plus importante, ce qui nous incite à se rapprocher, pour notre modèle, des consommations relevées entre octobre 2004 et octobre 2006 pour prendre en compte le nouveau fonctionnement du futur bâtiment. Etude des bâtiments L examen des bâtiments permet d établir les caractéristiques du bâti à partir des règles Th-Uex pour les bâtiments existants établies par le CSTB. A partir de ces caractéristiques, l établissement d un modèle théorique se rapprochant le plus possible du modèle réel permet de réaliser des préconisations afin de limiter les consommations en chauffage, ventilation, ECS, éclairage Ce modèle théorique pour la consommation de chauffage est établi en tenant compte à la fois des déperditions thermiques du bâti, des infiltrations d air et des apports solaires utiles par la formule suivante : 24* DJ *0,01* I *( Ai * U i + Lk * ψ k + 0,34* Qi + Qs *(1 Eff i k Consommation ( en kwh / an) = Rg * Rr * Rd *Re Avec : - DJ : Degré Jour - I : Facteur d intermittence tenant compte de l occupation des locaux A * U + L * ψ : Déperditions Thermiques calculées par les règles Th-Uex - i i i k k k - Qi : Débit d infiltration d air calculé par la méthode du COSTIC - Qs : débit de soufflage - Eff : efficacité du ventilateur [ )]) A gr Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.4/14

5 - Agr : Apports gratuits = Apports solaires + Apports par les occupants (source Mémoclim) - Rg : Rendement de la génération de chauffage - Rr : Rendement de régulation - Rd : Rendement de distribution - Re : Rendement d émission En ce qui concerne les besoins en ECS, nous les déterminons en estimant une consommation journalière d eau chaude ainsi que la puissance du cumulus électrique de 50L et les pertes par distribution dans les canalisations, d après la source Energie Plus. Enfin, pour l éclairage, nous avons fait le choix de prendre un ratio de puissance électrique surfacique correspondant à des luminaires équipés d une alimentation ferromagnétique classique, hypothèse confirmée par la visite effectuée sur site. A partir de ces hypothèses et des informations actualisées acquises au cours des études, il est possible d établir un modèle théorique se rapprochant des consommations réelles relevées au niveau du compteur électrique en adaptant le facteur d intermittence. Consommation relevée Consommation théorique Ecart entre consommation relevée et consommation théorique 21/10/04 -> 21/10/ kwh kwh 4,1% 21/10/05 -> 21/10/ kwh kwh 4,0% 21/10/06 -> 21/10/ kwh kwh 0,4% 21/10/07 -> 21/10/ kwh kwh 1,1% Ecart en % entre la consommation calculée Par le modèle théorique et la consommation des factures Synthèse sur le bâtiment existant Après cette première phase qui consiste à évaluer la performance énergétique des bâtiments existants, la conclusion est que ces bâtiments n ayant pas été rénovés depuis leur construction, des améliorations significatives pourront être obtenues en apportant des changements sur les points clefs de ceux-ci comme leur enveloppe, les équipements techniques ou encore la source énergétique. Les écarts relevés entre la consommation relevée sur les factures et la modèle théorique étant inférieurs à 10%, nous pourrons considérer que le modèle théorique a été validé. Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.5/14

6 ETUDE DE LA RENOVATION DU BÂTIMENT Introduction L objectif est de déterminer de manière la plus précise possible les gains énergétiques et financiers sur le futur bâtiment. Pour cela, les différentes solutions envisagées par la maîtrise d ouvrage vont être intégrées au calcul théorique afin d estimer le gain énergétique sur le bâtiment rénové. Cette étude considèrera le bâtiment remis à neuf et réaménagé entièrement. Ainsi, les investissements abordés dans ce rapport ne traiteront que de l ensemble de la rénovation. Etude détaillée des travaux à effectuer Lot n 1 : Démolitions Gros œuvre - Démolition de la serre en appentis sur la façade sud de la salle plurivalente - Démolition des vestiaires débarras accolés en pignon ouest de la salle plurivalente - Démolition du mur en brique et du soubassement en pierre - Démolition de l escalier béton - Démolition intérieure de l ancienne agence postale - Démolition de la dalle et de la chape sur le SAS, l élévateur et le local rangement - Mise en place d un plancher hourdis sur vide sanitaire pour le plancher de la scène - Réfection des sols dans l ancienne agence postale et une partie de la salle avec isolation type UNIMAT Sol de 0,06m d épaisseur - Mise en place des maçonneries intérieures - Modification des baies - Mise en place des réseaux d évacuation Montant des travaux : ,38 HT Lot n 2 : Charpente - Démolition du plancher de la scène - Démolition de l isolation thermique dans les combles perdus de l étage - Réalisation de la charpente sur le bâtiment principal - Réalisation de la charpente sur le porche - Réalisation d un plancher en panneaux de particules type Novodal HM1 de chez Isoroy à prévoir sur tout l étage et le niveau intermédiaire - Réalisation de portes extérieures en bois Montant des travaux : ,10 HT Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.6/14

7 Lot n 3 : Traitement des bois - Sablage - Traitement du bois par pulvérisation sur les bois de charpente et de toiture en versant nord et l ensemble des poutres sous le plancher bas des combles - Travaux de sablage sur parties restant apparentes des fermes de charpente - Travaux de sablage des pierres de la façade nord et du pignon est Montant des travaux : 5 748,96 HT Lot n 4 : Couverture - Zinguerie - Démolition de la couverture ardoise sur le versant sud du bâtiment - Reprise de la couverture en ardoises naturelles d Espagne - Travaux de sablage des pierres de la façade nord et du pignon est - Installation de fenêtres de toit électriques de type VELUX GGU versions tout confort avec volets roulants électriques Montant des travaux : ,74 HT Lot n 5 : Photovoltaïque - Installation de 16 panneaux photovoltaïques poly-cristallins de type PV165 de chez Clipsol pour une surface de 20,64m² et une puissance de 2,64kWc - Installation d un onduleur de type SMA Sunny Boy 2500W - Câblage de la partie «courant continu» - Installation d un coffret électrique CA avec parafoudre et interrupteur différentiel Montant des travaux : ,00 HT Lot n 6 : Menuiseries - Dépose de toutes les menuiseries extérieures du bâtiment principal et de l ancienne agence postale - Installation de menuiseries extérieures mixtes (bois-aluminium) des entreprises Minco avec vitrage isolant 4/16/4 de type Cekal - Installation de portes extérieures en bois - Installation des menuiseries intérieures (bloc-portes de communications, parquet flottant sur la scène, escalier bois et stores à enroulement) - Installation d un escalier métallique en façade sud pour l accès extérieur à l étage Montant des travaux : ,00 HT Lot n 7 : Electricité VMC Sécurité Incendie - Dépose des installations existantes - Fourniture, pose et raccordement de tous les appareils d éclairage et de leurs commandes - Distribution des courants forts et faibles - Alimentation élévateur pour personnes à mobilité réduite - Fourniture, pose et raccordement de l équipement d alarme incendie - Mise en place d une ventilation mécanique contrôlée tertiaire (VMC) de type simple flux Montant des travaux : ,88 HT Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.7/14

8 Lot n 8 : Elévateur pour personnes à mobilité réduite - Fourniture et pose d un élévateur vertical pour personnes à mobilité réduite Montant des travaux : ,94 HT Lot n 9 : Cloisons sèches - Isolation - Pose de cloisons de doublage sur ossature métallique doublé de l isolant en panneaux de laine minérale GR 32, d une épaisseur de 100mm, de Isover à prévoir sur tous les murs extérieurs du rezde-chaussée et de l étage - Pose de cloisons de doublage dito ci-dessus sans incorporation de laine minérale à prévoir sur le gros mur intérieur au rez-de-chaussée et à l étage ainsi que dans le SAS et le local rangement - Pose de cloisons de doublage en plaques fermacell BA 12,5 à prévoir sur les maçonneries en agglos du local rangement, de la salle réunion-sas et de la cage d élévateur - Pose de cloisons de distribution en placostil de chez placoplatre 72/48 avec incorporation de panneaux semi-rigides de laine minérale nue de 45mm de Isover placés dans le vide entre parement à prévoir dans les sanitaires et dans le placard à l étage - Pose de cloisons de distribution sur ossature métallique à parement 3 faces avec incorporation de panneaux semi-rigides de laine minérale en 2 couches de 45mm d épaisseur de Isover à prévoir à l étage dans le bureau et la salle de peinture - Pose d une cloison en placostil de chez placoplatre 98/48 avec incorporation de panneaux semirigides de laine minérale d épaisseur 45mm de Isover placés dans le vide entre parement à prévoir sur le placard technique dans la scène - Pose d un plafond horizontal placostil avec pose d une laine de roche de 200 d épaisseur avant l écran à prévoir pour le plafond horizontal du local technique (chaufferie) et du placard technique (scène) - Pose d un plafond stil de chez placoplatre à préovir sur les sur les sanitaires et le WC public - Pose d un habillage sur ossature métallique doublé d une laine minérale PB 100 de 100mm d épaisseur sur la sous-face de l escalier d accès à l étage Montant des travaux : ,00 HT Lot n 10 : Plafonds suspendus - Isolation du plafond du rez-de-chaussée par pose de panneaux de laine de roche de 80mm de type Placoroc associés à une laine de roche de type Roulrock d épaisseur 100mm à prévoir pour les plafonds de la scène, la salle de réunion, le local rangement et le SAS - Isolation du plafond de l étage par pose d une laine de roche de type Roulrock d épaisseur 200mm en 2 couches à prévoir pour les plafonds de la salle de peinture, du bureau, du dégagement et de la cage d escalier - Pose de plafonds suspendus décoratifs de type Casaprano sur l ensemble des locaux explicités cidessus Montant des travaux : ,48 HT Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.8/14

9 Lot n 11 : Plomberie Sanitaire - Dépose des équipements sanitaires et des éléments de plomberie mis à part le chauffe-eau de 50L existant au-dessus du local technique - Pose des nouveaux appareils sanitaires y compris tous les accessoires - Pose de l ensemble des canalisations - Installation du système de récupération d eau de pluie Montant des travaux : 6 736,98 HT Lot n 12 : Chauffage central gaz - Installation d une chaudière au gaz naturel à condensation Idéal Standard série Phoenis de 35kW - Pose d un plancher chauffant sec par eau à basse température à prévoir dans la salle de réunion, le local rangement et le SAS du rez-de-chaussée - Pose de radiateurs à prévoir dans les sanitaires et à l étage - Pose des alimentations en cuivre pour tous les appareils Montant des travaux : ,60 HT Lot n 13 : Chape-Carrelage-Faïence-Revêtement de sols - Exécution d une chape en ciment lisse pour la scène (support plancher hourdis isolant PSE) - Exécution d une chape de mortier de 6cm d épaisseur pour un carrelage pour le WC public dans le bloc sanitaire et pour le local technique - Exécution d une chape sèche pour plancher chauffant sec de type Rehau pour le SAS, la salle de réunion et le local rangement - Exécution d un carrelage pour le WC public, le SAS, le bloc sanitaire, le local technique, la salle de réunion et le local rangement - Exécution d un revêtement de sol en linoléum pour le palier, le placard, le dégagement, le bureau et la salle de peinture à l étage - Exécution d une faïence sur le pourtour des pièces WC public, WC handicapés et le bloc sanitaire Montant des travaux : ,35 HT Lot n 14 : Peinture - Exécution des peintures sur les menuiseries extérieures - Exécution des peintures sur les menuiseries intérieures - Exécution des peintures sur les plafonds - Exécution des peintures sur les surfaces métalliques et en PVC - Exécution des peintures sur les murs Montant des travaux : 9 718,73 HT Soit un montant total pour la rénovation de la salle polyvalente de : ,36 HT Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.9/14

10 Prise en compte de l aménagement des combles Le bâtiment existant était isolé au niveau des combles de la salle polyvalente. Le bâtiment rénové, lui, sera aménagé au niveau des combles. En conséquence, la surface chauffée sera plus importante et il faut prendre en compte ce paramètre dans le modèle théorique validé sur le bâtiment existant. Nous obtenons alors les résultats suivants après aménagement de l étage : Période d'abonnement Consommation théorique de l existant Consommation avec combles aménagés Ecart par rapport à la consommation théorique 10/04 -> 10/ kwh kwh + 26% 10/05 -> 10/ kwh kwh + 31% 10/06 -> 10/ kwh kwh + 197% 10/07 -> 10/ kwh kwh + 194% Comme explicité auparavant, la consommation calculée après aménagement des combles est plus importante que la consommation théorique de l existant car la surface chauffée est plus importante. Cette solution sera dénommée solution de base par la suite pour l étude des consommations énergétiques. A partir de la consommation du bâtiment avec les combles aménagés, nous pouvons déterminer le coût d exploitation du bâtiment en conservant un chauffage électrique comme sur le bâtiment existant : Abonnement Annuel Consommation Prix/ kwh Facture Prévisionnelle Annuelle Maintenance Coût d'exploitation annuel chauffage électrique HT 107,76 Chauffage, ECS et éclairage kwh 0, kwh 0, ,53 // 2 371,53 Contribution au service public HT 91,56 TVA 488,69 Montant TTC Annuel 3 059,54 Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.10/14

11 Résultats après travaux a) Avec la solution retenue et une température intérieure de 20 C Période d'abonnement Consommation avec combles aménagés Consommation avec solution retenue Ecart par rapport à la consommation avec combles aménagés 10/04 -> 10/ kwh kwh - 49% 10/05 -> 10/ kwh kwh - 50% 10/06 -> 10/ kwh kwh - 49% 10/07 -> 10/ kwh kwh - 50% A partir du tableau précédent, nous pouvons déterminer le coût d exploitation annuel : Abonnement Annuel Consommation Prix/ kwh 127,23 Chauffage kwh 0,04 107,76 ECS et éclairage kwh 0,06 Facture Prévisionnelle Annuelle Maintenance Coût d'exploitation annuel chauffage gaz à condensation HT 532, ,26 Contribution au service public HT 26,78 TVA 151,90 Montant TTC Annuel 1 095,93 La mise en place de 20,64m² de panneaux photovoltaïques en silicium multicristallin intégrés sur la toiture au niveau du versant sud de la salle va permettre également un gain énergétique. Surface de capteurs Wc Electricité produite par le système Prix de revente/ kwh Gain financier / an 20,64m² kwh/an 0, ,65 Les panneaux photovoltaïques permettront de produire kwh/an d électricité pour un gain financier annuel de 1 452,65. Le temps de retour sur investissement des panneaux photovoltaïques est alors de 12 ans et 5 mois, ce qui est relativement intéressant. Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.11/14

12 Lors de la première étude réalisée, nous étudions le temps de retour sur investissement de chaque solution. Par rapport aux frais engagés pour la rénovation de la salle polyvalente, celui-ci n est pas significatif car il tient compte des frais engagés pour la réfection complète du bâtiment, ces frais entrant dans l entretien du patrimoine de la commune de St Médard-Sur-Ille. Néanmoins, la comparaison entre les coûts d exploitation du bâtiment avant rénovation et après rénovation permettent de constater une économie substantielle de près de 1 963,61 par an. Si l on ajoute à cela la revente de la production d électricité par les panneaux photovoltaïques, cette économie s élève à 3 416,26 par an. b) Avec la solution retenue et une température intérieure de 18 C Lors de la première étude, la température intérieure demandée au sein des locaux était de 20 C. Si, par la suite, les utilisateurs souhaitent abaisser cette température intérieure à 18 C, nous obtiendrons alors les résultats suivants : Période d'abonnement Consommation avec combles aménagés Consommation avec solution de base retenue et une température de 18 C Ecart par rapport à la consommation avec combles aménagés 10/04 -> 10/ kwh kwh - 52% 10/05 -> 10/ kwh kwh - 53% 10/06 -> 10/ kwh kwh - 53% 10/07 -> 10/ kwh kwh - 54% A partir du tableau précédent, nous pouvons déterminer le coût d exploitation annuel avec une température de consigne de 18 C : Abonnement Annuel Consommation Prix/ kwh 127,23 Chauffage kwh 0,04 107,76 ECS et éclairage kwh 0,06 Facture Prévisionnelle Annuelle Maintenance Coût d'exploitation annuel chauffage gaz à condensation HT 500, ,74 Contribution au service public HT 26,78 TVA 145,72 Montant TTC Annuel 1 058,23 Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.12/14

13 Le choix de mettre une température de consigne à 18 C en lieu et place d une température de consigne à 20 C permet de réaliser un gain financier de 46 environ par an, soit une économie de 2 001,31 par an par rapport à la solution de base et une économie de 3 453,96 par an en intégrant la production d électricité photovoltaïque. Le fait de diminuer la température de consigne de 2 C permet de réaliser des économies d énergie ainsi que de coûts d exploitation. Néanmoins, la consommation du bâtiment étant déjà faible, la réduction de température de consigne ne permet pas une réduction substantielle de celle-ci. Récapitulatif des gains par optimisations Préconisation Economie en TTC/an CO2 évité en tonne Energie économisée en kwh/an Energie économisée en kwh/m²/an Energie primaire économisée en kwhep/an Energie primaire économisée en kwhep/m²/an Aménagement des combles Action pour augmenter la surface utile Isolation intérieure des murs de la salle polyvalente 505,13 0, , ,79 Mise en place d'un plancher chauffant au rez-de-chaussée 639,77 0, , ,37 Remplacement des menuiseries et des vitrages existants 181,18 0, , ,77 Mise en place d'une VMC autoréglable - 194,87-0, , ,60 Remplacement de l'éclairage existant 78,07 0, , ,99 Mise en place de détecteurs de présence 42,76 0, , ,78 TOTAL 1 252,04 1, , ,11 Récapitulatif avant travaux après travaux Electricité Avant travaux Après travaux avec 20 C Après travaux avec 18 C Consommations Consommations en énergie primaire Facture Annuelle CO2 en tonne kwh 70,16 kwh/m² kwhep 181,02 kwhep/m² 3 059,54 3, kwh 35,62 kwh/m² kwhep 68,05 kwhep/m² 1 095,93 2, kwh 32,91 kwh/m² kwhep 65,33 kwhep/m² 1 058,23 1,91 Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.13/14

14 CONCLUSION Les améliorations envisagées lors de l étude de diagnostic de la salle polyvalente et de l ancienne agence postale de la commune de St Médard-Sur-Ille ont permis de souligner les préconisations importantes à envisager dans le but d obtenir un bâtiment performant énergétiquement et financièrement. A partir des choix effectués, la simulation du comportement du bâtiment après rénovation a permis de constater que celui-ci va passer d un bâtiment énergivore (très consommateur en énergie) à un bâtiment très peu consommateur en énergie. D autre part, la production et la revente d électricité par l intermédiaire des panneaux photovoltaïques disposés en toiture permettront de réaliser un gain financier annuel par rapport au coût d exploitation du bâtiment. La commune de St Médard-Sur-Ille réalisera, par conséquent, des économies au niveau du fonctionnement de la salle polyvalente tout en ayant participé à l entretien du patrimoine de la ville. Cap Solaire SARL au capital de RCS Rennes APE 7112B. p.14/14