RAPPORT. «Se chauffer au bois dans le logement neuf performant» Association Abibois 4 bis allée du bâtiment RENNES.

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1 RAPPORT «Se chauffer au bois dans le logement neuf performant» Association Abibois 4 bis allée du bâtiment RENNES 12, rue Jean-Marie David Pacé Tél. : contact@polenn.com Sarl au capital de RCS RENNES

2 Date Version Rédaction 30/08/ Antoine RENEAUME Murielle DOUTE

3 TABLE DES MATIERES Table des matières...3 I. Introduction à l étude...5 II. Coordonnées des interlocuteurs...5 III. Réglementation thermique IV. Maison individuelle...7 IV.1. Maison type... 7 IV.2. Equipements etudiés... 8 IV.3. Résultats études thermiques RT IV.4. Impact environnemental IV.5. Consommation prévisionnelle IV.6. Dépenses énergétiques IV.7. Investissements IV.8. Coûts actualisés sur 20 ans V. Logement intermédiaire V.1. Bâtiment type étudié V.2. Equipements etudiés V.3. Résultats études thermiques RT V.4. Impact environnemental V.5. Consommation prévisionnelle V.6. Dépenses énergétiques V.7. Investissements V.8. Coûts actualisés sur 20 ans V.9. Logement intérmédiaire et chauffage collectif VI. Logement collectif VI.1. Bâtiment type étudié VI.2. Equipements etudiés VI.3. Résultats études thermiques RT VI.4. Impact environnemental Polenn p3/37

4 VI.5. Consommation prévisionnelle VI.6. Dépenses énergétiques VI.7. Investissements VI.8. Coûts actualisés sur 20 ans Polenn p4/37

5 I. INTRODUCTION A L ETUDE Dans le cadre de la réalisation d un guide à destination des professionnels du bâtiment (architectes, maîtres d œuvre, bureaux d études, bailleurs, etc.), l association Abibois a sollicité Polenn afin de réaliser une étude comparative sur les solutions de chauffage au bois dans l habitat performant. Cette étude permet d aborder les questions relatives à la prise en compte des installations de chauffage au bois dans les études thermiques réglementaires RT2012, mais aussi évaluer l impact sur les consommations énergétiques prévisionnelles des bâtiments, mais aussi d étudier leur impact économique et environnemental. II. COORDONNEES DES INTERLOCUTEURS Structure Nom Téléphone Courriel Abibois M. PREVOST gildas.prevost@abibois.com Polenn Bureau d études Mme DOUTE M. RENEAUME mdoute@polenn.com areneaume@polenn.com Polenn p5/37

6 III. REGLEMENTATION THERMIQUE 2012 APPLICATION La RT 2012 est applicable à tous les permis de construire depuis le 1er janvier Elle est avant tout une réglementation d'objectifs et comporte : 3 exigences de résultats : besoin bioclimatique, consommation d'énergie primaire, confort en été. Quelques exigences de moyens, limitées au strict nécessaire, pour refléter la volonté affirmée de faire pénétrer significativement une pratique (affichage des consommations par exemple). BESOIN BIOCLIMATIQUE L'exigence d'efficacité énergétique minimale du bâti est définie par le coefficient «Bbiomax» (besoins bioclimatiques du bâti). Cette exigence impose une limitation simultanée du besoin en énergie pour les composantes liées à la conception du bâti (chauffage, refroidissement et éclairage), imposant ainsi son optimisation indépendamment des systèmes énergétiques mis en œuvre. CONSOMMATION D ENERGIE PRIMAIRE L'exigence de consommation conventionnelle maximale d'énergie primaire se traduit par le coefficient «Cepmax», portant sur les consommations de chauffage, de refroidissement, d'éclairage, de production d'eau chaude sanitaire et d'auxiliaires (pompes et ventilateurs). Conformément à l'article 4 de la loi Grenelle 1, la valeur du Cepmax s'élève à 50 kwh/(m².an) d'énergie primaire, modulé selon la localisation géographique, l'altitude, le type d'usage du bâtiment, la surface moyenne des logements et les émissions de gaz à effet de serre pour le bois énergie et les réseaux de chaleur les moins émetteurs de CO2. Cette exigence impose, en plus de l'optimisation du bâti exprimée par le Bbio, le recours à des équipements énergétiques performants, à haut rendement. CONFORT D ETE A l'instar de la RT 2005, la RT 2012 définit des catégories de bâtiments dans lesquels il est possible d'assurer un bon niveau de confort en été sans avoir à recourir à un système actif de refroidissement. Pour ces bâtiments, la réglementation impose que la température la plus chaude atteinte dans les locaux, au cours d'une séquence de 5 jours très chauds d'été n'excède pas un seuil. EXIGENCES DE MOYEN Traitement des ponts thermiques Traitement de l étanchéité à l air, avec test de la «porte soufflante» obligatoire dans le collectif Surface minimale de baies vitrées (1/6 de la SHAB) Obligation d intégration d énergies renouvelables en maison individuelle Mesure ou estimation des consommations d énergie par usage Focus : CEP Le Cep correspond à une consommation d énergie conventionnelle, calculée avec certaines hypothèses fixées, notamment de température intérieure, de présence des occupants et d historique de données météorologiques. La consommation réelle constatée à l usage du bâtiment pourra différer du Cep calculé conventionnellement, compte tenu des données réelles d occupation -liées aux usages -et des variations climatiques. Polenn p6/37

7 IV. MAISON INDIVIDUELLE IV.1. MAISON TYPE L étude est réalisée sur une maison avec les caractéristiques suivantes : Localisation SHONrt m² SHAB m² Ille-et-Vilaine ( > 50 km bord de mer) Zone H2a Zone de stockage de bois possible Type T4 Elévation R+1 Performance thermique Ventilation Mur Plancher bas Toiture Fenêtre Renouvellement d'air U=0.191 W/m².K Par exemple : Mur ossature bois isolation ouate de cellulose 145 mm + Doublage intérieur 50 mm U=0.164 W/m².K Par exemple : 50 mm de mousse de polyuréthane en isolant sous chape + 50 mm de mousse de polyuréthane en isolant sous dalle U=0.112 W/m².K Par exemple : 350 mm de ouate de cellulose Uw=1.50 W/m².K (double vitrage Argon et faible émissivité menuiserie aluminium avec rupteur de pont thermique) Simple flux hygroréglable B Q4 = 0,59 m 3 /(h.m²) valeur seuil maximum : 0,6 m 3 /(h.m²) Emplacement envisageable d un poêle Rez-de-chaussée Etage Déperditions Architecte Watts Atelier Georges LE GARZIC (Rennes) Polenn p7/37

8 IV.2. EQUIPEMENTS ETUDIES Variante Référence : gaz hybride Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Système de chauffage Système de production d'eau Chaude Sanitaire (ECS) Chaudière hybride gaz condensation + thermodynamique [6,9/29 kw] Poêle à granulés étanche + sèche-serviette électrique dans une des salles de bain Poêle à bûches étanche + sèche-serviette électrique dans une des salles de bain Chauffe-eau Thermodynamique 250 litres Chauffe-eau Thermodynamique 250 litres Poêle à granulés étanche + bouilleur 300 litres (chauffage+production d ECS) + radiateurs (appoint ECS électrique l été) Poêle à granulés étanche + bouilleur 300 litres (chauffage+production d ECS l hiver) + radiateurs + Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) composé d un ballon de 300 litres et de 5m² de capteurs (production d ECS l été avec appoint électrique) chaudière granulés à condensation adaptée logement basse consommation Caractéristiques Puissance = 6,9/29 kw Rendement global chauffage = 81,4 % COP ECS : 2,67 à +7 C Poêle : puissance = 2,1/6 kw Rendement global chauffage = 78,7 % COP ECS = 2,67 à +7 C Poêle : puissance = 7 kw Rendement global chauffage = 62,3 % COP ECS = 2,67 à +7 C Poêle : puissance = 4,4/15,4 kw Rendement global chauffage = 85,7 % Résistance électrique 1,5 kw Poêle : puissance = 4,4/15,4 kw Rendement global chauffage = 85,7 % Capteurs certifiés CSTB Chaudière : puissance = 3,9 kw Rendement global chauffage = 78,9 % Variante Avantages Inconvénients Référence gaz hybride Confort du chauffage central Impact environnemental Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Energie renouvelable bois La RT 2012 limite le fonctionnement du poêle à 100m² Automatisme lié au granulé Energie renouvelable bois La RT 2012 limite le fonctionnement du poêle à 100m² Attente de complément d information pour les éléments à saisir en étude thermique Confort du chauffage central Besoin d un appoint l été Energie renouvelable bois Besoin de réaliser un titre V pour prendre en compte cet équipement (répartition Automatisme lié au granulé puissance hydraulique/puissance rayonnante) impossibilité de prendre en compte les pertes du ballon mixte assurant chauffage et ECS Confort du chauffage central Besoin de réaliser un titre V pour prendre en compte cet équipement (répartition Energie renouvelable bois puissance hydraulique/puissance rayonnante) impossibilité de prendre en compte les Automatisme lié au granulé pertes du ballon mixte assurant chauffage et ECS Appoint solaire Confort du chauffage central Emprise liée au stockage Energie renouvelable bois Automatisme lié au granulé Polenn p8/37

9 Consommation conventionnelle (kwhep/m²/an) Abibois IV.3. RESULTATS ETUDES THERMIQUES RT 2012 Le tableau ci-dessous présente les résultats obtenus selon les calculs Th-BCE : Variante Bbiomax Bbio Gain Bbio/ CEPmax CEP Gain CEP/ Emissions de gaz à Répartition du CEP par poste Bbiomax CEPmax effet de serre (pts) (%) (kwhep/m²/an) (%) chauffage ecs éclairage auxiliaires kg.eq.co 2 /m²/an Référence gaz hybride % % Poêle à granulés % % Poêle à bûches % % Poêle à granulés + bouilleur % % Poêle à granulés + bouilleur+cesi % % Chaudière granulés % % Analyse : Répartition des consommations d'énergie par poste La compacité du bâtiment et la performance de l enveloppe permettent de respecter les exigences liées au coefficient Bbiomax. Le coefficient CEP max est déterminé pour le logement à 50 kwhep/m²/an. Sur le cas étudié, en intégrant la modulation liée à la localisation géographique du projet (zone climatique H2a) et à la surface du logement, le coefficient CEPmax est de 57,7 kwhep/m²/an. Dans le cas d une solution biomasse, pour tenir compte du gain sur les émissions de gaz à effet de serre, le coefficient CEPmax est majoré de 15 kwhep/m²/an. La solution poêle à granulés avec bouilleur seul ne permet pas de respecter les exigences de la RT2012. Il faudrait renforcer les performances de l enveloppe ou associer au bouiller un chauffe-eau solaire pour limiter la consommation d eau chaude sanitaire Référence - gaz hybride chauffage ecs éclairage auxiliaires CEPmax Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Polenn p9/37

10 Emissions en gaz à effet de serre (kg.eqco 2 /m²/an) Abibois IV.4. IMPACT ENVIRONNEMENTAL Le tableau ci-dessous présente l évolution de l impact environnemental pour chaque scénarii : 7 Evolution des émissions de gaz à effet de serre (sur la base des consommations réglementaires) Référence - gaz hybride Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Les solutions biomasses dans ce cas permettent de diminuer les rejets en gaz à effet de serre de l ordre de 505 kg équivalent CO 2 par an. Ces émissions sont équivalentes à celles d une voiture parcourant kilomètres, soit l équivalent de 15 trajets Rennes/Brest. Polenn p10/37

11 IV.5. CONSOMMATION PREVISIONNELLE Le tableau ci-dessous présente une estimation de la consommation prévisionnelle d énergie. Cette consommation est estimée sur la base d un usage réel du bâtiment en intégrant : les rendements effectifs des équipements (génération, distribution, émission, régulation) ; les Degrés-Jours Unifiés sur la période 2000/2012 permettant de caractériser la rigueur climatique moyenne des 12 dernières années ; la consommation d eau chaude sanitaire sur la base de 4 occupants. La consommation prévisionnelle étudiée est celle concernant les usages de chauffage, de production d eau chaude sanitaire, des auxiliaires (équipements de chauffage et production d eau chaude sanitaire), de ventilation. Les usages d éclairage et équipements spécifiques des logements (bureautique, électro-ménager, etc.) ne font pas l objet de calculs dans le cadre de cette étude. Consommation prévisionnelle d énergie (kwh/an) Consommation par énergie (kwh/an) Finale Gain/ref Primaire Gain/ref Gaz Electricité Granulés Bûche Référence gaz hybride Poêle à granulés % % = 1,1 tonne/an Poêle à bûches % % Poêle à granulés + bouilleur % % = 1,5 tonne/an Poêle à granulés + bouilleur+cesi % % = 1,5 tonne/an Chaudière granulés % % = 1,8 tonne/an = 4,5 stère/an Les écarts constatés entre les résultats de consommations issues du modèle de calcul RT 2012 et du modèle de consommation prévisionnelle sont de l ordre de 23 à 51 % en faveur du calcul thermique RT2012. Polenn p11/37

12 Consommation annuelle (kwhef/an) Abibois Répartition des consommations d'énergie finale prévisionnelle par poste Chauffage ECS Auxiliaires Eclairage Référence Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Les trois premières variantes font appel à une solution de production d eau chaude thermodynamique et ont donc une consommation d eau chaude sanitaire faible. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Répartition des consommations d'énergie finale prévisionnelle par poste Chauffage ECS Auxiliaires Eclairage Référence Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Les solutions de chauffage par poêle bouilleur permettent de s affranchir de solution d appoint électrique dans les pièces humides. Ces solutions voient ainsi leur consommation de chauffage réduire. Polenn p12/37

13 IV.6. DEPENSES ENERGETIQUES Sur la base des consommations énergétiques prévisionnelles, nous pouvons déterminer les dépenses énergétiques du logement : Dépense annuelle ( TTC/an) TOTAL Abonnements Energie Maintenance TTC/an Gain/ref Référence gaz hybride Poêle à granulés % Poêle à bûches % Poêle à granulés + bouilleur % Poêle à granulés + bouilleur+cesi % Chaudière granulés % Analyse : La facture d abonnement et de maintenance des équipements représente plus de 45 % de la facture totale d énergie pour la solution de référence. Cette part est réduite pour les solutions ne nécessitant pas d abonnement gaz. 100% 90% 80% Répartition de la facture d'énergie Abonnement Maintenance Energie Les abonnements et prix de l énergie considérés sont les suivants : 70% Consommation d énergie 60% Gaz tarif réglementé B TTC/kWhPCS Electricité - tarif réglementé 6 kva base TTC/kWhPCI Granulés (248 TTC/t) TTC/kWhPCI Bois bûche (51 /stère 50 cm chêne) TTC/kWhPCI Abonnement Gaz - tarif réglementé B TTC/an Electricité - tarif réglementé 6 kva base TTC/an 50% 40% 30% 20% 10% 0% Référence Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Polenn p13/37

14 IV.7. INVESTISSEMENTS Le tableau ci-dessous présente les investissements pour chaque solution : Coût installation HT Référence Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Chaudière Fumisterie Poêle Emetteurs Chauffe-eau thermodynamique Silo Ballon eau chaude Chauffe-eau solaire individuel Ventilation simple flux hygro B TOTAL Fluides HT TOTAL Fluides TTC Ecart par rapport à la référence : L étude s appuie sur des prix moyens fournis/posés pour du matériel performant répondant aux objectifs de logements faiblement consommateurs d énergie (puissance adaptée, rendements, consommation des auxiliaires, etc.). L étude ne tient pas compte des éventuels financements existants. Polenn p14/37

15 IV.8. COUTS ACTUALISES SUR 20 ANS Sur la base d hypothèses d évolution du coût des énergies, nous pouvons évaluer le coût de fonctionnement des installations sur 20 ans, en intégrant les investissements, dépenses énergétiques, maintenance et abonnements, ainsi que leurs évolutions. Coût actualisé de fonctionnement sur 20 ans ( TTC) Investissement ( TTC) Coût global sur 20 ans ( TTC) Consommation d'énergie finale sur 20 ans (kwh) Coût moyen énergétique sur 20 ans ( TTC/kWh) Référence gaz hybride Poêle à granulés % Poêle à bûches % Poêle à granulés + bouilleur % Gain/ref Hypothèses des évolutions annuelles des prix des énergies Gaz tarif réglementé B1 7% Electricité 5% Granulés 4% Bûche 3% Abonnements 4% Maintenance 2% Poêle à granulés + bouilleur+cesi % Chaudière granulés % Analyse : Répartition des coûts globaux sur 20 ans Les solutions biomasse permettent de réduire sur 20 ans la part de la dépense liée au fonctionnement des équipements de chauffage et production d eau chaude sanitaire. Les investissements, dès lors qu ils concernent des installations de chauffage biomasse centrales (bouilleurs, chaudière) sont pénalisant d autant plus que les projets ont des petites surfaces ou que les besoins énergétiques sont réduits. Ces solutions centralisées seraient plus intéressantes sur des projets de maisons individuelles où la surface habitable serait supérieure à 100 m², surface au-delà de laquelle les poêles à bois ne peuvent suffire à chauffer le logement au sens de la Investissement Coût actualisé de fonctionnement sur 20 ans réglementation thermique. - Référence Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Polenn p15/37

16 Dépense cumulée (investissement+consommations) en TTC Abibois Le graphique ci-dessous présente la dépense cumulée sur 20 ans en intégrant l investissement initial et les charges liées au fonctionnement des équipements (énergie, abonnement et maintenance) en actualisant leurs tarifs Evolution de la dépense cumulée Référence Poêle à granulés Poêle à bûches Poêle à granulés + bouilleur Poêle à granulés + bouilleur+cesi Chaudière granulés Les solutions poêle à granulés (avec ou sans bouilleur) et poêle à bûches sont des solutions sans surcoût initial par rapport à la solution de référence et ont donc un temps de retour immédiat. Les solutions poêle bouilleur avec chauffe-eau solaire et chaudière granulés présentent un surcoût initial de l ordre de à TTC qui peut être amorti sur une quinzaine d année sur une maison de type 4 et 85 m² de surface habitable. Si les coûts des énergies fossiles augmentent dans des proportions plus importantes que celles étudiées, les temps de retour sur l investissement pour les solutions biomasses seront alors plus courts. Enfin il faut noter : que plus la maison est grande, plus ces solutions ont un temps de retour sur l investissement rapide qu à ce jour la référence étudiée en solution gaz de ville est plus favorable que des solutions gaz propane, fioul ou encore pompe à chaleur. Si le projet était situé en zone non desservie par le gaz naturel, le résultat serait plus favorable aux solutions bois. Polenn p16/37

17 V. LOGEMENT INTERMEDIAIRE V.1. BATIMENT TYPE ETUDIE L étude est réalisée sur un immeuble de logements avec les caractéristiques suivantes : Localisation SHONrt Ille-et-Vilaine ( > 50 km bord de mer) Zone H2a m² SHAB m² Type 6 logements : 2 types 4 et 4 types 3 Elévation R+2 Performance thermique Ventilation Mur Plancher bas Toiture Fenêtre U=0.240 W/m².K Par exemple : Mur ossature bois isolation ouate de cellulose 145 mm + isolation extérieure fibre de bois 22 mm U=0.232 W/m².K Par exemple : 100 mm isolation polystyrène sous chape U=0.179 W/m².K Par exemple : 240 mm laine de roche Uw=1.50 W/m².K (double vitrage Argon et faible émissivité menuiserie aluminium avec rupteur de pont thermique) Simple flux hygroréglable B Façade sud Renouvellement d'air Déperditions Architecte Q4 = 1 m 3 /(h.m²) valeur seuil maximum : 1 m 3 /(h.m²) Watts Véronique CORNILLET Architecte (Rennes) Façade nord (accès lgoements) Polenn p17/37

18 V.2. EQUIPEMENTS ETUDIES Variante Système de chauffage Système de production d'eau Chaude Sanitaire (ECS) Référence gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Chaudière gaz condensation individuelle (P=21 kw) conduit 3CE radiateurs Chaudière gaz condensation (P=40 kw) ballon de 200 litres réseau bouclé Chaudière granulés condensation (P=32 kw) ballon de 200 litres réseau bouclé Hypothèse de rendement global de production de chauffage et d eau chaude sanitaire (génération, émission, distribution, régulation) Chauffage = 78,9 % ECS = 70,0 % Chauffage = 79,7 % ECS = 80,0 % + pertes liées au bouclage de l installation de production d eau chaude sanitaire (env kwh/an) Chauffage = 74,7 % ECS = 80,0 % + pertes liées au bouclage de l installation de production d eau chaude sanitaire (env kwh/an) Variante Avantages Inconvénients Référence gaz individuelle Charges énergétiques facturées directement à l occupant Régulation optimale Démultiplication des générations et des abonnements Intervention dans les logements pour la maintenance des équipements Gaz collective Un abonnement gaz Pas de gaine palière gaz (sauf si cuisson) Nécessité d une chaufferie Pertes liées au bouclage Granulés collective Energie renouvelable bois Automatisme lié au granulé Nécessité d une chaufferie Emprise liée au stockage Pertes liées au bouclage Polenn p18/37

19 Consommation conventionnelle (kwhep/m²/an) Abibois V.3. RESULTATS ETUDES THERMIQUES RT 2012 Le tableau ci-dessous présente les résultats obtenus selon les calculs Th-BCE : Variante Bbiomax Bbio Gain Bbio/ CEPmax CEP Gain CEP/ Emissions de gaz à Répartition du CEP par poste Bbiomax CEPmax effet de serre (pts) (%) (kwhep/m²/an) (%) chauffage ecs éclairage auxiliaires kg.eq.co 2 /m²/an Référence gaz individuelle % % Gaz collective % % Granulés collective % % Analyse : La compacité du bâtiment et la performance de l enveloppe permet de respecter les exigences liées au coefficient Bbiomax. Le coefficient CEP max est déterminé pour la référence à 63,3 kwhep/m²/an en intégrant la modulation liée à la localisation géographique du projet (zone climatique H2a) et à la surface moyenne des logements. Par ailleurs, le CEPmax est majoré jusqu au 31 décembre 2014 de 7,5 kwhep/m²/an. Ces exemples ne respectent donc pas les objectifs qui seront en vigueur au 1 er janvier 2015 (date de dépôt du permis de construire). Le gain par rapport au CEPmax est à peu près équivalent entre la solution gaz collective et la solution granulés collective Répartition des consommations d'énergie par poste chauffage ecs éclairage auxiliaires CEPmax Référence gaz indiv. Chaudière gaz collective Chaudière granulés collective Polenn p19/37

20 Emissions en gaz à effet de serre (kg.eqco 2 /m²/an) Abibois V.4. IMPACT ENVIRONNEMENTAL Le tableau ci-dessous présente l évolution de l impact environnemental pour chaque scénarii : 14 Evolution des émissions de gaz à effet de serre (sur la base des consommations réglementaires) Référence gaz indiv. Chaudière gaz collective Chaudière granulés collective Les solutions biomasses dans ce cas permettent de diminuer les rejets en gaz à effet de serre de l ordre de kg équivalent CO 2 par an. Ces émissions sont équivalentes à celles d une voiture parcourant kilomètres, soit l équivalent de 149 trajets Rennes/Brest. Polenn p20/37

21 V.5. CONSOMMATION PREVISIONNELLE Le tableau ci-dessous présente une estimation de la consommation prévisionnelle d énergie. Cette consommation est estimée sur la base d un usage réel du bâtiment en intégrant : Les rendements effectifs des équipements (génération, distribution, émission, régulation) Les Degrés-Jours Unifiés sur la période 2000/2012 permettant de caractériser la rigueur climatique moyenne des 12 dernières années La consommation d eau chaude sanitaire sur la base de 14 occupants La consommation prévisionnelle étudiée est celle concernant les usages de : Chauffage Production d eau chaude sanitaire Auxiliaires des équipements de chauffage et production d eau chaude sanitaire Ventilation Les usages d éclairage et équipements spécifiques des logements (bureautique, électro-ménager, etc.) ne font pas l objet de calculs dans le cadre de cette étude. Consommation prévisionnelle d énergie (kwh/an) Consommation par énergie (kwh/an) Finale Gain/ref Primaire Gain/ref Gaz - B1 Gaz B2I- Granulés Electricité Référence - gaz individuelle Gaz collective % % Granulés collective % % = 8,3 tonnes/an Les écarts constatés entre les résultats de consommations issues du modèle de calcul RT 2012 et du modèle de consommation prévisionnelle sont de l ordre de 22 à 41 % en faveur du calcul thermique RT2012. Polenn p21/37

22 Consommation annuelle (kwhef/an) Abibois Répartition des consommations d'énergie finale prévisionnelle par poste Eclairage Auxiliaires ECS Chauffage Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Répartition des consommations d'énergie finale prévisionnelle par poste Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Eclairage Auxiliaires ECS Chauffage Polenn p22/37

23 V.6. DEPENSES ENERGETIQUES Sur la base des consommations énergétiques prévisionnelles, nous pouvons déterminer les dépenses énergétiques du logement : Dépense annuelle ( TTC/an) TOTAL Abonnements Energie Maintenance TTC/an Gain/ref Référence - gaz individuelle Gaz collective % Granulés collective % Analyse : La facture d abonnement et de maintenance des équipements représente plus de 50 % de la facture totale d énergie pour la solution de référence. Cette part est réduite pour les solutions ne nécessitant pas d abonnement gaz. Avec des enjeux forts dans le logement social face à la précarité énergétique à laquelle de plus en plus de ménages sont confrontés, les solutions de chauffage collectif sont pertinentes et permettent dans cet exemple de réaliser une économie par foyer de plus de 200 par an. Les abonnements et prix de l énergie considérés sont les suivants : Consommation d énergie Gaz tarif réglementé B TTC/kWhPCS Gaz tarif réglementé B2I TTC/kWhPCS Electricité - tarif réglementé 6 kva base TTC/kWhPCI Granulés (248 TTC/t) TTC/kWhPCI Abonnement Gaz - tarif réglementé B TTC/an Gaz - tarif réglementé B2I TTC/an Electricité - tarif réglementé 6 kva base TTC/an 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Répartition de la facture d'énergie Abonnement Maintenance Energie Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Polenn p23/37

24 V.7. INVESTISSEMENTS Le tableau ci-dessous présente les investissements pour chaque solution : Coût installation HT Référence gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Chaudières gaz individuelles Alimentation gaz colonne Alimentation gaz logements Fumisterie Emetteurs Chaudière gaz collective Chaudière granulés collective Panoplie chaufferie collective Bouclage+distribution supplémentaire Silo Ballon eau chaude Chaufferie Ventilation TOTAL Fluides HT TOTAL Fluides TTC Plus-value TTC par rapport à la référence : L étude s appuie sur des prix moyens fournis/posés pour du matériel performant répondant aux objectifs de logements faiblement consommateurs d énergie (puissance adaptée, rendements, consommation des auxiliaires, etc.). L étude ne tient pas compte des éventuels financements existants. Polenn p24/37

25 dépense cumulée ( TTC) Abibois V.8. COUTS ACTUALISES SUR 20 ANS Sur la base d hypothèses d évolution du coût des énergies, nous pouvons évaluer le coût de fonctionnement des installations sur 20 ans, en intégrant les investissements, dépenses énergétiques, maintenance et abonnements, ainsi que leurs évolutions. Coût actualisé de fonctionnement sur 20 ans ( TTC) Investissement ( TTC) Coût global sur 20 ans ( TTC) Consommation d'énergie finale sur 20 ans (kwh) Coût moyen énergétique sur 20 ans ( TTC/kWh) Référence - gaz individuelle Gaz collective % Granulés collective % Gain/ref Hypothèses des évolutions annuelles des prix des énergies Gaz tarif réglementé B1 7% Electricité 5% Granulés 4% Bûche 3% Abonnements 4% Maintenance 2% Analyse : La solution biomasse permet de réduire sur 20 ans la part de la dépense liée au fonctionnement des équipements de chauffage et production d eau chaude sanitaire. L économie générée sur 20 ans est de 26 % soit plus de TTC par foyer. Le graphique ci-contre présente la dépense cumulée sur 20 ans des charges liées au fonctionnement des équipements (énergie, abonnement et maintenance) en actualisant leurs tarifs. Après 20 ans, chacun des 6 foyers aura dépensé : TTC en solution de référence ; TTC en solution gaz collective ; TTC en solution granulés collective Cumul des dépenses de fonctionnement des installations de chauffage, ECS et ventilation - Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Années Polenn p25/37

26 Dépense cumulée (investissement+consommations) en TTC Abibois Le graphique ci-dessous intègre les mêmes dépenses que précédemment mais en y ajoutant à l origine la dépense d équipement. Evolution de la dépense cumulée Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective La solution granulés collective est ainsi amortie en : 7 ans par rapport à une solution de chauffage gaz individuel ; 19 ans par rapport à une solution de chauffage gaz collective. Polenn p26/37

27 V.9. LOGEMENT INTERMEDIAIRE ET CHAUFFAGE COLLECTIF «A mi-chemin entre la maison individuelle et l immeuble collectif, l habitat intermédiaire offre une alternative intéressante aux modes d habitat traditionnel. Il se caractérise principalement par un groupement de logements superposés avec des caractéristiques proches de l habitat individuel : accès individualisé aux logements ; espaces extérieurs privatifs pour chaque logement ; des pièces à vivre plus grandes. Ce type d habitat souvent original dans sa conception semble répondre aux attentes d individualisation du logement» Source : Les nouvelles Formes urbaines de la Ville archipel, AUDIAR, décembre 2008 Cette définition du logement intermédiaire permet de comprendre la difficulté à mettre en pace une solution de chauffage collectif dans ce type de logement. En effet, l individualisation des accès, des jardins, l absence de locaux communs nécessitant des frais d entretien font partie des arguments qui ont permis à cette typologie de logements de se développer, notamment dans l agglomération rennaise. Cependant, cette typologie induit également le recours à des solutions de chauffage individualisées (électricité avant la RT 2012, gaz naturel) qui ne sont pas compatibles avec les enjeux de la transition énergétique. Or il est techniquement possible d installer des solutions de chauffage collectif et notamment bois énergie pour les logements intermédiaires : cela nécessite de prévoir un local chaufferie et le passage des réseaux pour desservir tous les logements. C est ce dernier point qui est le plus complexe car les réseaux ne peuvent pas passer uniquement par les parties communes, souvent à l extérieur. Le positionnement de la chaufferie est donc fondamental et doit être prévu dès la phase Esquisse, comme les solutions de passage des réseaux. Chaque projet étant spécifique il convient de trouver la solution la plus adaptée au cas par cas. Concernant le comptage énergétique, il sera de préférence réalisé en gaine palière lorsqu elle existe, dans le cas contraire des compteurs énergétiques avec télé-report en chaufferie récupéreront les données de consommations énergétiques. Exemple : distribution horizontale du chauffage par coffre et sofites isolés (à l extérieur des logements rendant l accès au réseau possible pour toute intervention nécessaire), rapportés en sous-face des dalles des coursives extérieures. En ce qui concerne le statut d occupation des logements : En locatif social, les charges sont mises en commun et répercutées sur les loyers En accession à la propriété, les charges liées à la chaufferie sont intégrées au périmètre d intervention de la copropriété comme dans du logement collectif, au même titre que l éclairage extérieur et l entretien des espaces communs. C est l approche en coût global et l impact environnemental qui doivent être mis en avant pour aboutir à ces solutions. Polenn p27/37

28 VI. LOGEMENT COLLECTIF VI.1. BATIMENT TYPE ETUDIE L étude est réalisée sur un immeuble de logements avec les caractéristiques suivantes : Localisation SHONrt 2152 m² SHAB 2026 m² Ille-et-Vilaine ( > 50 km bord de mer) Zone H2a Type 29 logements (10 types 2, 16 types 3 et 3 types 4) Elévation Performance thermique Ventilation Mur Plancher bas Toiture Fenêtre R+2+Attique U=0.232 W/m².K Par exemple : Mur ossature bois isolation ouate de cellulose 145 mm + isolation extérieure fibre de bois 22 mm U=0.151 W/m².K Par exemple : 100 mm isolation polystyrène sous chape U=0.190 W/m².K Par exemple : 240 mm laine de roche Uw=1.50 W/m².K (double vitrage Argon et faible émissivité menuiserie aluminium avec rupteur de pont thermique) Simple flux hygroréglable B Renouvellement d'air Déperditions Q4 = 0,8 m 3 /(h.m²) valeur seuil maximum : 1 m 3 /(h.m²) Watts Architecte Clenet Brosset Bnr Architectes (35) Polenn p28/37

29 VI.2. EQUIPEMENTS ETUDIES Variante Système de chauffage Système de production d'eau Chaude Sanitaire (ECS) Référence gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Chaudière gaz condensation individuelle (P=21 kw) conduit 3CE radiateurs Chaudière gaz condensation (P=70 kw) ballon de 500 litres réseau bouclé Chaudière granulés condensation (P=72 kw) ballon de 500 litres réseau bouclé Hypothèse de rendement global de production de chauffage (génération, émission, distribution, régulation) Chauffage = 78,9 % ECS = 70,0 % Chauffage = 79,7 % ECS = 80,0 % + pertes liées au bouclage de l installation de production d eau chaude sanitaire (env kwh/an) Chauffage = 74,7 % ECS = 80,0 % + pertes liées au bouclage de l installation de production d eau chaude sanitaire (env kwh/an) Variante Avantages Inconvénients Référence gaz individuelle Charges énergétiques facturées directement à l occupant Régulation optimale Démultiplication des générations et des abonnements Intervention dans les logements pour la maintenance des équipements Gaz collective Un abonnement gaz Pas de gaine palière gaz (sauf si cuisson) Nécessité d une chaufferie Pertes liées au bouclage Granulés collective Energie renouvelable bois Automatisme lié au granulé Nécessité d une chaufferie Emprise liée au stockage Pertes liées au bouclage Polenn p29/37

30 Consommation conventionnelle (kwhep/m²/an) Abibois VI.3. RESULTATS ETUDES THERMIQUES RT 2012 Le tableau ci-dessous présente les résultats obtenus selon les calculs Th-BCE : Variante Bbiomax Bbio Gain Bbio/ CEPmax CEP Gain CEP/ Emissions de gaz à Répartition du CEP par poste Bbiomax CEPmax effet de serre (pts) (%) (kwhep/m²/an) (%) chauffage ecs éclairage auxiliaires kg.eq.co 2 /m²/an Référence gaz individuelle % % Gaz collective % % Granulés collective % % Analyse : La compacité du bâtiment et la performance de l enveloppe permet de respecter les exigences liées au coefficient Bbiomax. Le coefficient CEP max est déterminé pour la référence à 65,2 kwhep/m²/an en intégrant la modulation liée à la localisation géographique du projet (zone climatique H2a) et à la surface moyenne des logements. Par ailleurs, le CEPmax est majoré jusqu au 31 décembre 2014 de 7,5 kwhep/m²/an. Dans la cadre de cette étude, nous observons que seule la solution biomasse respecte déjà les objectifs qui seront en vigueur au 1 er janvier 2015 (date de dépôt du permis de construire) Répartition des consommations d'énergie par poste chauffage ecs éclairage auxiliaires CEPmax Référence gaz indiv. Chaudière gaz collective Chaudière granulés collective Polenn p30/37

31 Emissions en gaz à effet de serre (kg.eqco 2 /m²/an) Abibois VI.4. IMPACT ENVIRONNEMENTAL Le tableau ci-dessous présente l évolution de l impact environnemental pour chaque scénarii : 14 Evolution des émissions de gaz à effet de serre (sur la base des consommations réglementaires) Référence gaz indiv. Chaudière gaz collective Chaudière granulés collective Les solutions biomasses dans ce cas permettent de diminuer les rejets en gaz à effet de serre de l ordre de kg équivalent CO 2 par an. Ces émissions sont équivalentes à celles d une voiture parcourant kilomètres, soit l équivalent de 658 trajets Rennes/Brest. Polenn p31/37

32 VI.5. CONSOMMATION PREVISIONNELLE Le tableau ci-dessous présente une estimation de la consommation prévisionnelle d énergie. Cette consommation est estimée sur la base d un usage réel du bâtiment en intégrant : Les rendements effectifs des équipements (génération, distribution, émission, régulation) Les Degrés-Jours Unifiés sur la période 2000/2012 permettant de caractériser la rigueur climatique moyenne des 12 dernières années La consommation d eau chaude sanitaire sur la base de 56 occupants La consommation prévisionnelle étudiée est celle concernant les usages de : Chauffage Production d eau chaude sanitaire Auxiliaires des équipements de chauffage et production d eau chaude sanitaire Ventilation Les usages d éclairage et équipements spécifiques des logements (bureautique, électro-ménager, etc.) ne font pas l objet de calculs dans le cadre de cette étude. Consommation prévisionnelle d énergie (kwh/an) Consommation par énergie (kwh/an) Finale Gain/ref Primaire Gain/ref Gaz - B1 Gaz B2I- Granulés Electricité Référence - gaz individuelle Gaz collective % % Granulés collective % % = 37 tonnes/an Les écarts constatés entre les résultats de consommations issues du modèle de calcul RT 2012 et du modèle de consommation prévisionnelle sont de l ordre de 26 à 41 % en faveur du calcul thermique RT2012. Polenn p32/37

33 Consommation annuelle (kwhef/an) Abibois Répartition des consommations d'énergie finale prévisionnelle par poste Eclairage Auxiliaires ECS Chauffage Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Répartition des consommations d'énergie finale prévisionnelle par poste Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Eclairage Auxiliaires ECS Chauffage Polenn p33/37

34 VI.6. DEPENSES ENERGETIQUES Sur la base des consommations énergétiques prévisionnelles, nous pouvons déterminer les dépenses énergétiques du logement : Dépense annuelle ( TTC/an) TOTAL Abonnements Energie Maintenance TTC/an Gain/ref Référence - gaz individuelle Gaz collective % Granulés collective % Analyse : La facture d abonnement et de maintenance des équipements représente plus de 50 % de la facture totale d énergie pour la solution de référence. Cette part est réduite pour les solutions ne nécessitant pas d abonnement gaz. Avec des enjeux forts dans le logement social face à la précarité énergétique à laquelle est confrontée de plus en plus de foyer, les solutions de chauffage collectif sont pertinentes et permettent dans cet exemple de réaliser une économie par foyer de plus de 290 par an. 100% 90% Répartition de la facture d'énergie Abonnement Maintenance Energie Les abonnements et prix de l énergie considérés sont les suivants : Consommation d énergie Gaz tarif réglementé B TTC/kWhPCS Gaz tarif réglementé B2I TTC/kWhPCS Electricité - tarif réglementé 6 kva base TTC/kWhPCI Granulés (248 TTC/t) TTC/kWhPCI Abonnement Gaz - tarif réglementé B TTC/an Gaz - tarif réglementé B2I TTC/an Electricité - tarif réglementé 6 kva base TTC/an 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Polenn p34/37

35 VI.7. INVESTISSEMENTS Le tableau ci-dessous présente les investissements pour chaque solution : Coût installation HT Référence gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Chaudières gaz individuelles Alimentation gaz colonne Alimentation gaz logements Fumisterie Emetteurs Modules CIC Chaudière gaz collective Chaudière granulés collective Electricité chaufferie Panoplie chaufferie collective Bouclage+distribution supplémentaire Silo Ballon eau chaude chaufferie Ventilation TOTAL Fluides HT TOTAL Fluides TTC Plus-value par rapport à la référence : L étude s appuie sur des prix moyens fournis/posés pour du matériel performant répondant aux objectifs de logements faiblement consommateurs d énergie (puissance adaptée, rendements, consommation des auxiliaires, etc.). L étude ne tient pas compte des éventuels financements existants. Polenn p35/37

36 dépense cumulée ( TTC) Abibois VI.8. COUTS ACTUALISES SUR 20 ANS Sur la base d hypothèses d évolution du coût des énergies, nous pouvons évaluer le coût de fonctionnement des installations sur 20 ans, en intégrant les investissements, dépenses énergétiques, maintenance et abonnements, ainsi que leurs évolutions. Coût actualisé de fonctionnement sur 20 ans ( TTC) Investissement ( TTC) Coût global sur 20 ans ( TTC) Consommation d'énergie finale sur 20 ans (kwh) Coût moyen énergétique sur 20 ans ( TTC/kWh) Référence - gaz individuelle Gaz collective % Granulés collective % Gain/ref Hypothèses des évolutions annuelles des prix des énergies Gaz tarif réglementé B1 7% Electricité 5% Granulés 4% Bûche 3% Abonnements 4% Maintenance 2% Analyse : La solution biomasse permet de réduire sur 20 ans la part de la dépense liée au fonctionnement des équipements de chauffage et production d eau chaude sanitaire. L économie générée sur 20 ans est de 33 % soit plus de TTC par foyer. Le graphique ci-contre présente la dépense cumulée sur 20 ans des charges liées au fonctionnement des équipements (énergie, abonnement et maintenance) en actualisant leurs tarifs. Après 20 ans, chacun des 29 foyers aura dépensé : TTC en solution de référence ; TTC en solution gaz collective ; TTC en solution granulés collective. Cumul des dépenses de fonctionnement des installations de chauffage, ECS et ventilation Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective Années Polenn p36/37

37 Dépense cumulée (investissement+consommations) en TTC Abibois Le graphique ci-dessous intègre les mêmes dépenses que précédemment mais en y ajoutant à l origine la dépense d équipement. Evolution de la dépense cumulée Référence - gaz individuelle Gaz collective Granulés collective La solution granulés collective est ainsi amortie en : 7 ans par rapport à une solution de chauffage gaz individuel ; 18 ans par rapport à une solution de chauffage gaz collective. Polenn p37/37