Les systèmes énergétiques des bâtiments résidentiels de demain

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1 Les systèmes énergétiques des bâtiments résidentiels de demain Synthèse Contexte et objectifs Ce travail a été réalisé dans le cadre de l appel d offre du PUCA 1 «Les futurs de l habitat» de Décembre L objectif de l étude était d explorer les impacts de 2 déterminants particuliers sur l évolution des systèmes énergétiques du secteur résidentiel à 30 ans, à savoir : L évolution des temps sociaux, qui modifie nos horaires d occupation des bâtiments résidentiels et de ceux du tertiaire, L émergence de nouvelles formes d urbanismes, avec le double mouvement contradictoire de la poursuite de l étalement urbain concomitante des politiques de densification des centres et des périphéries urbaines. On espérait en particulier décrire et quantifier des zones caractérisées par la proximité inédite de bâtiments résidentiel et tertiaire qui permettraient de définir des systèmes énergétiques plus globaux, incluant des bâtiments aux besoins énergétiques complémentaires (besoins de chaud et de froid simultanés). En décrivant l évolution de 6 zones urbaines types sur 30 ans, le but était de proposer des recommandations aux aménageurs de zones urbaines afin d éviter des choix d implantation de bâtiments interdisant toute mutualisation de leurs systèmes énergétiques. Méthode Le travail proposé faisant appel à des disciplines variées, un groupe de travail multidisciplinaire a été formé et 4 organismes de R&D ont participé : o le LET (Laboratoire d'economie des Transports) à l'entpe - Lyon, pour ses travaux sur la mobilité et les structures urbaines (Iragaël Joly et Vincent Bagard). o le LTMU, Laboratoire Théorie des Mutations Urbaines du CNRS - IFU (Institut Français d'urbanisme), qui a récemment réalisé plusieurs études transverses sur "urbanisme et développement durable" et "habitat et développement durable" (Jean Pierre Traisnel). o le CSTB, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, qui a déjà réalisé une des rares études prospectives sur les bâtiments eux-mêmes (Marc Colombard-Prout et Sylviane Nibel). EDF-R&D, qui travaille depuis plus de 20 ans sur les systèmes énergétiques des bâtiments et la réduction des consommations d'énergie associées, et qui assurait également la coordination de l étude (Marie Hélène Laurent, Laurent Barthel, Hervé Castet, Horacia Gravet). Le travail sur les temps sociaux ayant rapidement mis en évidence que leur évolution avait un faible impact sur l évolution à court moyen terme de la demande en énergie dans les 1 Plan Urbanisme Construction et Architecture du METL (Ministère de l Equipement, des Transports et du Logement) 2 SU (A04-18) du 09/11/04, mandataire EDF-R&D 1

2 bâtiments (cf. partie «résultats»), il a été décidé de reporter l essentiel du travail du groupe sur l impact de l évolution des formes d urbanismes. Pour ce faire, cette étude a été complétée (ce qui n était initialement pas prévu) par la prise en compte de différents scénarios de rénovation des zones urbaines étudiées d ici à Le travail s est donc orienté vers : La description de 6 zones urbaines représentatives des urbanismes existants et de leurs évolutions. Dans le choix des 6 zones, une attention particulière a été accordée aux friches urbaines et aux possibilités de rapprochements géographiques aujourd hui peu fréquentes entre bâtiments Tertiaire et Résidentiel aux besoins énergétiques complémentaires (ex : opposition des courbes de charges en chaud et froid, opposition des courbes de charge en électricité (fréquentation)). L objectif étant de tester l intérêt de réseaux énergétiques communs (ex : réseaux de chaleur) dans ces zones (en espérant que leur intérêts sera accru en raison de cette complémentarité). La description de 3 «histoires de rénovation» différentes : o rénovation tendancielle : elle se fait au rythme de renouvellement «naturel» des équipements (fin de vie, changement de propriétaires) avec des équipements «standards» représentatifs du marché à l instant t. o rénovation «MTD», qui signifie «Meilleure Technologie Disponible». Le scénario de rénovation exploré respecte le rythme «naturel» de renouvellement des équipements (et des changements de propriétaires), mais les actes de rénovation sont exclusivement réalisés avec les équipements les plus performants disponibles sur le marché à l instant t («MTD»). o rénovation «Facteur 4» : elle se fait à un rythme significativement plus soutenu que le tendanciel et en utilisant systématiquement des MTD. Ce scénario est le plus contraint des 3 et représente le scénario «volontariste», d où son nom de «facteur 4» en évocation des scénarios tentant de décrire un chemin permettant de diviser par 4 nos émissions de CO 2 d ici à On testera si ce type de scénario nous met sur ce chemin à l horizon La comparaison à 2030 (fin de la période considérée) : o des niveaux de consommation en énergie par zone, par m² en énergie primaire et finale. o des émissions de CO 2 par zone, par m². L analyse de l évolution de ratio urbanistiques et énergétiques des zones à 2030 dans le but de déterminer si les différentes évolutions urbaines décrites et la rénovation des zones ont permis de mieux mutualiser la récupération et la production locale d énergie : o Concomitance des besoins de chaleur et de froid o Nivellement potentiel de la courbe des besoins de chaleur o Emissions de CO 2 (globales et par m²). Chaque zone est composée de bâtiments résidentiels et tertiaire «type» : maisons individuelles isolées, maisons individuelles en bande, logements collectifs, bureaux, commerces non alimentaires, maternelles, hôtels (2 étoiles). Ces bâtiments, ainsi que leurs équipements énergétiques, sont modélisés à l aide du logiciel Papter (V4.1), afin d obtenir les courbes de charges et les ratio de consommations après chaque rénovation. 2

3 Les 6 zones urbaines étudiées : A B Zone tertiaire de centre-ville couplée à une friche urbaine. Départ (1990) : bâtiments Tertiaire à réhabiliter sur un vaste terrain représentant une friche disponible et constructible. Arrivée (2030) : bâtiments tertiaire rénovés (plusieurs cycles) et logements collectifs construits en 2010 et déjà rénovés X fois en La valorisation des friches urbaines sont l un des axes des politiques publiques d urbanisme. Elles représentent une des rares possibilités de densifier relativement facilement l habitat urbain. Le choix de compléter les bâtiments Tertiaire existants par du logement collectif correspond à la double volonté de mixité fonctionnelle des zones urbaines (Résidentiel + Tertiaire) et de densification (habitat collectif vs maisons individuelles). Zone de banlieue résidentielle (collectif) couplée à une friche. Départ (1990) : zone uniquement résidentielle (10 bâtiments de logements collectifs et 60 maisons individuelles) qui seront à réhabiliter sur un terrain où des friches sont disponibles. Arrivée (2030) : bâtiments tertiaire, résidentiel neufs individuels et collectifs construits en 2010 et déjà rénovés X fois en Ce cas se situe dans un contexte de densification des banlieues, la densification étant attendue à la fois en centre-ville et en couronne. Il est représentatif de la nécessaire gestion de zones existantes en banlieue et témoin de la première vague de péri-urbanisation du logement. C1 Lotissement existant «loin de tout». Départ (1990) : zone uniquement résidentielle (30 maisons individuelles) formant une zone «homogène» sur le plan du bâti (même année de construction), mais éloignée de tout autre pôle de bâtiments. Arrivée (2030) : 30 maisons individuelles rénovées. Il s agissait ici de «gérer les choix d étalement du passé». Ce cas est très représentatif de nombreux lotissements de périphérie de villes moyennes. Loin de tout autre type d activité, avec peu de possibilités d être raccordés à des systèmes énergétiques couplant des bâtiments de natures variées. C2 Lotissement existant raccordable à une zone d activité. Départ (1990) : zone uniquement résidentielle (30 maisons individuelles) formant une zone «homogène» sur le plan du bâti (même année de construction). Arrivée (2030) : 30 maisons individuelles rénovées à proximité d une nouvelle zone d activité (hôtels et commerces construits en 2010). On peut envisager de coupler les systèmes énergétiques des 2 zones. C est le cas précédent avec une tentative pour augmenter la variété des usages énergétiques de façon à accroître les chances de complémentarité énergétique dans le cadre d un éventuel réseau énergétique local. D1 Urbanisation d une zone péri-urbaine isolée. Départ (2010) : zone non encore urbanisée en 1990, les premières constructions se font en Arrivée (2030) : 30 maisons en bande construites en 2010 et rénovées X fois en Ce cas illustre la poursuite de l étalement urbain. Bien que ce ne soit plus un cas soutenu par les politiques publiques, il semble que cette tendance lourde, qui dure depuis plus de 40 ans, ne s inversera pas à court-moyen terme en dépit des politiques publiques de densification. Ce cas illustre la volonté d accompagner le mouvement continu d étalement urbain tout en proposant des solutions pour que cet étalement soit plus dense que par le passé et moins énergivore. Le choix de «maisons en bande» a donc été fait. Cette forme d architecture a déjà été choisie dans plusieurs projets pour récents dans ce type de situation. Cette «forme» d urbanisme pourrait revenir. D2 Urbanisation d une zone péri-urbaine isolée. Départ (2010) : zone non encore urbanisée. Arrivée (2030) : 30 maisons en bande construites et rénovées X fois en 2030, à proximité d une nouvelle zone d activité construite en même temps (2 hôtels et 5 commerces). On peut envisager de coupler les systèmes énergétiques des 2 zones. C est le cas précédent avec une tentative pour augmenter la variété des usages énergétiques (couplage avec une zone d activité) de façon à augmenter les chances de complémentarité énergétique dans le cadre d un éventuel réseau énergétique local. 3

4 Les zones ont été «construites» en respectant plusieurs ratios de cohérence : Densité : COS, Part du résidentiel : % surface résidentielle sur surface totale. Résultats 1 - Evolution des temps sociaux Les informations liées à l évolution des temps sociaux confirment plusieurs conclusions d études antérieures sur l évolution du secteur «logements» (cf. encadré). Elles ne nous permettent cependant pas de tirer des liens clairs (ou nouveaux) entre consommation d énergie et temps sociaux qui dépasseraient le simple constat d un foisonnement croissant (élargissement des périodes d activité, mais variété plus forte des horaires et des absences/présences au domicile). Impacts de l évolution des temps sociaux Modes de vie Rythmes de vie la très forte disparité des résultats des enquêtes sur les temps sociaux (actifs/non actifs, Homme/Femme, actifs occupés/ chômeurs, travail «intellectuel» ou pas) nous ramène cependant à la dichotomie montante entre des actifs occupés majoritairement argentés qui auraient peu de temps libre, et des inactifs à faible revenu qui auraient de plus en plus de temps libre. une désynchronisation croissante et une interpénétration croissante des sphères privées et professionnelles sont confirmées (ex des actifs qui travaillent souvent le week-end ou pendant leurs vacances). Par voie de conséquences, la tertiarisation des fonctions liées au logement est également confirmée. Cette variété croissante amène un «foisonnement» des temps sociaux. En énergie, le foisonnement a toujours un impact de nivellement de la courbe de charge L impact de l évolution des temps sociaux sur les systèmes énergétiques des logements semble être du «second ordre» et n est pas encore visible sur la courbe de charge des consommations énergétiques des bâtiments (contrairement à celle des transports). D autres évolutions (sociétales ou non) ayant un impact direct sur l évolution des systèmes énergétiques du résidentiel ont donc été partiellement intégrées dans les scénarios de rénovation des zones urbaines étudiées. 4

5 l augmentation du nombre de ménages (2 à 3 fois plus rapide que celle de la population) et la baisse simultanée de leur taille, partiellement due au vieillissement de la population qui est la tendance lourde démographique. l augmentation de la taille des logements, qui est l une des tendances lourdes de l évolution du parc de logements (surtout pour les maisons individuelles). Sous l effet de ces 2 tendances, la surface habitable par personne (m²/habitant) a augmenté de 20% en 20 ans. On considère qu il y a 30 à 40% de taux de sous-occupation des logements. Sur le plan énergétique, ces évolutions ont un impact : sur la consommation de chauffage : chauffage d un volume plus important par personne, probablement avec des consignes relativement élevées (évolution des standards de confort), sur les consommations d Eau Chaude Sanitaire (consommation/personne plus élevée avec un système surdimensionné). le faible renouvellement du parc de logements. Si l on considère qu il se construit à logements neufs par an (c'est-à-dire 1% par rapport aux 27 millions de logements existants) 80% va à l accroissement du parc, et 20% seulement vont au renouvellement du parc (remplacement de logements démolis ou sortant du parc résidentiel). l amélioration des performances du bâti, surtout pour les logements neufs, qui va rendre moins adaptés les systèmes de chauffage centralisé de forte puissance. l amélioration de l efficacité unitaire des équipements, mais souvent compensée, par un taux d équipement plus élevé. 2 - Evolution des formes d urbanismes Depuis l après guerre, on assiste à deux tendances opposées : la tendance de fond est à l étalement urbain et à la migration vers les périphéries de ville avec la volonté des habitants d accéder à la propriété d un logement individuel dans un cadre moins urbain, et plus récemment, d échapper à la forte inflation des coûts du foncier. les politiques publiques tentent de limiter ou d encadrer cette vague de fond pour limiter les coûts des nouvelles infrastructures (financées par les collectivités) qui en découlent. L étalement urbain est un phénomène majeur. La surface des aires urbaines a augmenté de 35% entre 1990 et En terme de démographie, 90% de la croissance des aires urbaines se fait en dehors de la ville-centre. Pourtant, le phénomène semble se ralentir. Ces dernières années, même si le péri-urbain reste le 1 er territoire d accueil de la croissance démographique, on constate une nette décélération de la croissance démographique des banlieues. 2/3 des villes-centres ont renoué avec la croissance. La ville multipolaire est une tendance forte. La polarisation de l espace se fonde à présent sur la proximité temporelle et non plus sur la proximité spatiale. La ville «archipel» succède à la ville radioconcentrique. Les axes de transport sont des éléments structurants du développement. Il existe pourtant de nombreuses cordes de rappel à ce modèle de développement : la disponibilité de transports en commun de banlieue à banlieue, la mobilité du 3éme âge, le coût environnemental et énergétique des transports. La pluri-fonctionnalité est aussi une tendance forte. On peut définir 3 types de pôles présents à proximité de logements : pôles commerciaux, pôles d échange (gares, ) 5

6 pôles urbains, à proximité de zones de logements. Les théories urbaines semblent montrer qu on est dans une situation de rupture par rapport aux concepts urbains connus jusque là. La polyvalence d une partie des équipements, ainsi qu un «recyclage» au moins partiel du bâti sont annoncés (du moins prônés). Plurifonctionnalité signifie aussi plus de proximité entre bâtiments résidentiel et Tertiaire. Dans la rénovation des zones urbaines, cette plus grande mixité sera recherchée à l avenir, tout en prenant des précautions. Les politiques publiques sont de plus, fortes et précises. Dans les scénarios retenus pour l étude, elles s organisent en 3 axes donner la priorité au renouvellement urbain par rapport à l extension périphérique, notamment en reconquérant des friches urbaines et industrielles. privilégier les secteurs d extension proches des infrastructures existantes et accessibles par les transports collectifs. en milieu péri-urbain, priorité aux opérations d habitat intermédiaire (petit collectif conçu pour reproduire certains avantages de l habitat individuel) ou d individuel dense en opposition aux lotissements de maisons individuelles «classiques». Dans les scénarios de rénovation de l étude, il a été retenu qu en première approche, on peut distinguer 2 évolutions extrêmes : la tendance actuelle se poursuit (étalement urbain), l intervention politique est forte et contraignante avec des objectifs de limitation des coûts d infrastructure et de développement durable. En pratique, il y aura toujours un mélange entre le marché et les contraintes politiques. Soit c est le marché qui prime, soit c est la volonté politique. Pour être efficace, il faut que la volonté politique s étende sur une grande zone, sinon les promoteurs, contraints sur une commune, construisent sur une commune voisine moins contrainte. L avenir est donc très dépendant des volontés politiques locales. 3 Evolution des 6 zones urbaines étudiées Résultats globaux Complémentarité des besoins énergétiques : On constate que le rapprochement de bâtiments résidentiels et tertiaire permet, dans la grande majorité des cas, d améliorer la concomitance des besoins de chaleur et de froid. En revanche, sur tous les cas testés, le meilleur coefficient de concomitance atteint ne dépasse pas 7%, ce qui est encore très loin du seuil des 15% minimum nécessaire pour envisager de récupérer la chaleur des groupes froid tertiaire pour le chauffage des logements ou d autres bâtiments résidentiels ou tertiaire. Ce constat est vrai pour les zones existantes rénovées comme pour les zones de construction neuve. Il semble donc difficile de créer de la complémentarité énergétique sur une zone existante (et même sur une zone à construire, même si c est plus aisé) en juxtaposant des bâtiments conçus indépendamment les uns des autres. La complémentarité énergétique doit donc être un but en soi suffisamment fort pour influencer la conception des bâtiments de la zone dans une vue globale dès le début de la démarche si l on souhaite que ce critère soit significatif. ZONE A Concomitance besoins chaud / besoins froid Ecart 2030/2005 Scénario tendanciel 2% 3% +50% Scénario MTD 2% 3% +50% Scénario MTD accéléré 2% 3% +50% 6

7 Pmax besoins chauffage / Pmoyenne besoins chauffage Ecart 2030/2005 Scénario tendanciel % Scénario MTD % Scénario MTD accéléré % Exemple de résultats : Critères de mutualisation de la zone A: Meilleure adaptation de la zone à la mutualisation de la production de chaleur (réseau de chaleur) : Les conclusions sont plus mitigées. Dans la majorité des cas, le rapprochement de bâtiments résidentiels et tertiaire a permis «d aplanir» la courbe des besoins de chauffage de la zone, améliorant ainsi l adaptation de la zone à un réseau de chaleur. Néanmoins, certains rapprochements entre bâtiments résidentiels et tertiaire aux besoins de chaleur trop proches (hôtels et logements) ont parfois aggravé les hétérogénéités de la courbe de charge des besoins de chaleur. De même, mais dans une moindre mesure, certaines rénovations dégradent cette courbe de charge. Le «modelage» d une zone existante en vue de mieux l adapter à un réseau de chaleur ne peut se faire sur un seul critère de complémentarité des bâtiments. Les besoins des bâtiments doivent être différents et décalés. Là encore, l introduction d un réseau de chaleur doit faire partie intégrante de la conception des bâtiments de la zone. C est donc un choix plus adapté à des zones à construire (mais pas uniquement). Emissions de CO 2 et facteur 4 : Pour les zones où il n y a pas de nouvelles constructions (C1), les scénarios tendanciels ne permettent jamais de baisser de plus de 1/3 les émissions de CO 2. Les scénarios «MTD» atteignent et dépassent une réduction de type facteur 4. Pour les zones accueillant des bâtiments nouveaux, les scénarios tendanciels voient dans la grande majorité des cas, les émissions des CO 2 de la zone augmenter en dépit de l amélioration des émissions unitaire. Les scénarios «MTD» permettent de contenir les émissions de la zone (les rénovations drastiques compensent les émissions supplémentaires des bâtiments nouveaux). Dans certains cas, les scénarios MTD permettent même de faire baisser les émissions de la zone (mais jamais d un facteur 4). Le «passage» aux scénarios «MTD» est donc quasiment incontournable pour le facteur 4 sur une zone existante ou à développer. Il ne suffit cependant pas pour une zone à développer. Les scénarios «MTD accélérée» n apportent pas de meilleures performances à 2030 puisqu ils utilisent les mêmes techniques que les scénarios «MTD», mais ces bonnes performances sont obtenues plus tôt dans le temps et les émissions de CO 2 de la zone sur la période sont plus basses. ZONE B : Emissions cumulées de CO 2 sur la période (kwh/usage 2005) Globales sur la zone (tonnes CO 2 ) Unitaires (kg CO 2 /m² SHON 2030) Scénario tendanciel Scénario «MTD» 6106 (-30%) 85 Scénario «MTD accélérée» 4420 (-50%) 62 Exemple de résultats Evolution des consommations d énergie par usage : 7

8 C est sur le poste «chauffage» que les baisses potentielles sont les plus fortes. 2 raisons principales en sont la cause : c est le poste qui fait le plus l objet d actions de réduction de consommation d énergie, les bâtiments du Tertiaire ayant des consommations unitaires (/m²) de chauffage en général plus faibles que celles des logements. Les consommations unitaires d une zone sont donc très liées au ratio résidentiel/tertiaire. L introduction de bâtiments Tertiaire sur une zone fait donc souvent baisser les consommations unitaires de chauffage. Dans la plupart des cas, la décroissance des consommations unitaires dans les scénarios MTD permet de faire baisser les consommations globales de la zone. Dans la plupart des scénarios «MTD», les consommations de chauffage sont plus basses que les besoins de chauffage en fin de période (car, à ce stade de la rénovation, les solutions «bâti» sont épuisées, et on fait appel à des équipements de chauffage de rendements > 1 (PAC), ce qui permet encore de baisser les consommations). En dépit du fait que les PAC sont des techniques électriques et que la substitution d équipements de chauffage consommant des énergies fossiles augmentent les consommations d énergie primaire (facteur 2,58 pour l électricité), les consommations en énergie primaire baissent sur la période (mais moins que les consommations en énergie finale) car les PAC ont des rendements supérieurs aux équipements auxquels elles se substituent. L effet «système» s illustre dans certaines rénovations par une augmentation des besoins de chauffage liée à une amélioration de l efficacité de l éclairage (moins de pertes thermiques). Les augmentations restent cependant négligeables au regard des gains réalisés sur l éclairage. Pour améliorer les consommations d ECS, on est beaucoup plus démuni sur le plan technique. Sur la période , on a considéré les besoins en ECS constants, seule l amélioration des systèmes est donc envisageable. Il n y a que 2 pistes techniques : le solaire thermique et les systèmes thermodynamiques. Ces 2 techniques ont des rendements supérieurs à 1, ce qui explique, que dans tous les scénarios «MTD», en fin de période, les consommations d ECS sont inférieures aux besoins. Les consommations d ECS baissent moins que les consommations de chauffage. Sur la période , les consommations d ECS ne sont cependant jamais supérieures aux consommations de chauffage. Les besoins de froid sont rarement importants, sauf pour les bureaux. Ils augmentent cependant sur une des zones pendant la période étudiée, soit avec l introduction de bâtiments Tertiaire, soit avec la rénovation poussée des bâtis des logements collectifs. On assiste encore ici à un effet «système», les apports thermiques solaires et internes deviennent prépondérants par rapport aux pertes thermiques du bâti. Une rénovation poussée de certains bâtis peut donc se révéler néfaste, les gains en chaleur étant compensés par des besoins de rafraîchissement. A l échelle d une zone, les besoins de froid ne dépassent cependant jamais ceux de chaleur. 8

9 Exemple de résultats : évolution «rénovation tendancielle» de la zone A L électricité spécifique est le poste qui évolue le moins sur la période. L une des raisons est que peu de mesures d économie sont envisagées sur ce poste, en dehors de l éclairage et de l amélioration de la bureautique dans les bureaux (baisse des besoins de rafraîchissement). Pour certaines zones, et dans les rénovations thermiques les plus performantes (MTD), les consommations d électricité spécifique deviennent supérieures à toutes les autres consommations d énergie. On assiste aussi à des effets systèmes sur l électricité spécifique : la ventilation double flux (bénéfique pour les consommations de chauffage) fait augmenter la consommation de ce poste en raison de l utilisation de ventilateurs supplémentaires. Construire neuf ou rénover? La comparaison des zones C1 et D1 montre qu il est plus intéressant de raser le lotissement isolé et d en construire un neuf respectueux des réglementation (mais pas plus) dans les scénarios tendanciels. En revanche, dans les scénarios plus contraints, des gains plus importants sont apportés par la rénovation des bâtiments anciens sur la période en comparaison avec la construction de bâtiments neufs en 2010 (et respectant une réglementation thermique 2010, donc renforcée par rapport à aujourd hui, mais de façon «tendancielle»), et ce, même si ils sont rénovés au moins une fois avant Quand c est possible, il vaut donc mieux «rénover drastiquement» que construire neuf «tendanciellement». Conclusion générale If faut en préambule rappeler que des précautions sont à prendre dans l interprétation des conclusions. Les résultats dépendent en effet fortement des hypothèses qui ont été prises pour les calculs. Elles sont naturellement critiquables, mais nous avons essayé de pallier cet écueil par 2 choix : le travail en groupe, qui a permis de confronter des options différentes et parvenir à des choix validés par plusieurs équipes de R&D d organismes différents (CSTB, LTMU, EDF-R&D), la transparence et le traçage des hypothèses qui ont été décrites avec le plus de détails possibles dans le rapport. 9

10 Les résultats sont issus de calculs théoriques, ce qui signifie que l effet rebond n est pas pris en compte, que les rénovations sont réalisées sans mal-façons techniques et que le filtre économique qui intervient dans les choix de rénovation n existe pas ici. Les calculs donnent donc le potentiel technique (consommations et économies d énergie potentielles) des actions décrites. Pour que ce potentiel technique se réalise, il faut réunir des conditions qui peuvent faire défaut sur une opération réelle : les techniques utilisées doivent être celles décrites (donc efficaces), elles doivent être mise en œuvre sans que leurs performances ne soient altérées, l investissement (ou les sur-coûts) qu elles représentent doivent pouvoir être financés, l effet «rebond» (relâchement de comportement après l amélioration de l efficacité énergétique d un logement) doit être compensé pour que ses effets soient limités. Les résultats affichés sont donc maximalistes, mais permettent néanmoins de dégager plusieurs conclusions : L évolution des zones urbaines vers une plus grande proximité de bâtiments énergétiquement complémentaires (résidentiel et tertiaire) s avère : difficile à valoriser en terme de mutualisation énergétique pour une zone préexistante, la complémentarité et la mutualisation énergétique sont des objectifs qui doivent être intégrés dès la conception de la zone. Ils doivent faire partie intégrante du cahier des charges initial et ne seront pas atteint par la simple «juxtaposition» de bâtiments tertiaire et résidentiel. Une sélection des bâtiments sur le critère de leur complémentarité énergétique est nécessaire. Ces points confirment l importance de la rénovation dans l évolution d une zone urbaine. On constate que les choix de rénovation des bâtiments des zones sont le critère le plus important pour l évolution des consommations et des émissions d une zone : quand c est possible, le bâti doit être rénové en priorité, la rénovation du bâti doit être complétée (ou remplacée si impossible) par des équipements efficaces, pour les scénarios les plus exigeants en matière d économies d énergie et de CO2, il est obligatoire d utiliser des équipements de rendements supérieurs à 1, c est à dire de faire appel à des techniques basées sur des énergies renouvelables (principalement : solaire thermique et pompes à chaleur de COP élevés). Recommandations L objectif du travail était de pouvoir fournir quelques messages aux aménageurs de zones. Il s en dégage 4 du travail effectué : L optimisation énergétique doit se faire dans une vision «système» et non par optimisation de chacune des briques du système énergétique de la zone. En particulier, le binôme «performance du bâti performance des équipements» sont 2 paramètres qui ne peuvent pas être optimisés indépendamment les uns des autres (la performance du bâti dimensionne le système, un système très performant est nécessaire pour pallier un bâti non rénovable). La complémentarité et la mutualisation énergétiques des bâtiments doivent être des objectifs à part entière dans la conception d une zone si on souhaite les exploiter. Ce sont des concepts plus facile à mettre en œuvre dans des zones neuves, ils offrent peu d espoir d être valorisables dans des zones existantes (en tout cas, celles étudiées dans ce travail). 10

11 Dans le cadre de l aménagement d une zone existante, il faut accorder une attention forte aux programmes de rénovation énergétique. En particulier, le choix des actions de rénovation doit être fait en fonction de niveaux d économies d énergie escomptés importants (beaucoup de techniques ou de gestes de rénovation apportent peu en efficacité énergétique). La qualité de la mise en œuvre doit également faire l objet d une attention soutenue dans de tels programmes. Que ce soit pour des bâtiments neufs ou existants, un objectif de type «facteur 4» oblige à adopter des niveaux de performances des bâtiments extrêmement élevés avec un recours systématique aux «MTD». Dans cette optique, il est plus efficace de concevoir (construction neuve) ou de rénover (bâtiments existants) très efficacement «d entée» plutôt que de façon incrémentale. Perspectives Ce travail accompli a nécessité de définir : L évolution de certaines techniques et de leurs performances, Des bâtiments types et leurs rénovations, Des zones urbaines et leurs évolutions. Les données techniques étant en place, il est naturellement possible de les réutiliser pour qualifier d autres zones et quantifier des «histoires de rénovation» différentes. Il serait également intéressant d appliquer la méthode et les données à une zone (ou plusieurs) zones réelles en cours d aménagement pour quantifier les différentes options d aménagement possibles. Un calcul basé sur des données réelles serait alors à compléter avec les différents filtres que nous avons évoquer plus haut : effet rebond, mal-façons, coûts d investissement). En particulier, l étude doit être complétée par des calculs économiques : coût d investissement des différents scénarios de rénovation envisagés et coût d implantation d un réseau de chaleur (avec différents moyens de production de chaleur en tête de réseau). Cette étape est d indispensable, pour, au delà de la production mutualisée de chaleur, envisager l intérêt d une co-génération locale. Il sera également nécessaire, lorsque les données seront disponibles, de réactualiser les résultats des émissions de CO 2 des zones étudiées en tenant compte des évolutions possibles des contenus CO 2 par usages du kwh électrique à l avenir (considérés constants, faute de données, dans l étude actuelle). Enfin, il est aujourd hui incontournable de traiter la question des bâtiments et du transport conjointement. Il est peu efficace d optimiser les consommations d énergie d un bâtiment (ou d une zone de bâtiments) si l implantation de ces bâtiments implique des consommations énergétiques dans des moyens de transport peu efficaces. Le couplage du système énergétique des bâtiments de la zone et celui des systèmes de transports la desservant devra être étudié dans les prochains travaux. 11