CAS D ETUDE Diagnostics de Performance Energétique des Grands Moulins, de la Halle aux Farines et du bâtiment Condorcet

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1 MASTER PRO STEP Génie de l Environnement & Industrie IUP Génie de l Environnement Paris 7 ( ) M2 : UE 39U4GE53 CAS D ETUDE Diagnostics de Performance Energétique des Grands Moulins, de la Halle aux Farines et du bâtiment Condorcet Rapport soutenu le mardi 10 septembre 2008 Par Nicolas CARIOU Tuteur de stage Mr. J.P FRANGI Equipe Géomatériaux et Environnement Institut de Physique du Globe de Paris Maître de cas d étude Mme. Marie-Gabrielle MERY Chef de projet FONDATERRA

2 REMERCIEMENTS Je tiens tout d abord à remercier Jean-Pierre Frangi et Marie-Gabrielle Mery pour m avoir permis de réaliser cette étude de diagnostic de performance énergétique en partenariat avec l université Denis Diderot et l association «Fondaterra». Je remercie plus particulièrement Laurent Arnould, ingénieur au sein de l association «Fondaterra», pour le partage de ses connaissances et le soutient qu il m a apporté tout au long de ce cas d étude. Je remercie également toute l équipe du service technique immobilier de l Université Denis Diderot, dirigé par Olivier Tixador, pour son écoute et le temps qu ils ont bien voulu m accorder. Je souhaite enfin remercier Olivier Camail, thermicien de la société COFATHEC, pour m avoir permis de visiter les installations techniques des bâtiments. Rapport de stage 04/03/2009

3 RESUME L Université Denis Diderot s est engagée dans une politique de développement durable. Ainsi Ma mission, dont l objet est la réalisation des diagnostics de Performance Energétique (DPE) de trois des bâtiments du site PRG de l'université, s inscrit dans le cadre de cette politique. Les bâtiments concernés par l étude sont les Grands Moulins, la Halle aux farines et le bâtiment Condorcet. Dans le but de mener à bien ces objectifs, le travail effectué au cours de ce cas d étude s est décomposé en plusieurs phases. Dans un premier temps, le recueille de données sur les bâtiments et leur consommation énergétiques ont permis faire : la description des bâtiments, la description de leurs installations techniques et le bilan des consommations énergétiques de ceux-ci sur une année de fonctionnement. Ensuite, à partir de la première phase, les diagnostics de performance énergétique ont été effectués pour permettre de mesurer les performances de chacun en terme de consommation et de rejet de gaz à effet de serre. Enfin, avec l analyse de ces diagnostics, des axes d amélioration ont été mis en lumière afin de réaliser des économies d énergie et de préserver davantage l environnement. Mots clés : développement durable, diagnostic de performances énergétique, consommations, amélioration, économies d énergie ABSTRACT Denis Diderot University got involved in a sustainable development policy. So, my mission of whom the intention is the realization of the diagnoses of Energy Performance (DPE) of three of the buildings of PRG s campus. This mission is registers as part of this policy. Buildings concerned by the study are les Grands Moulins, la Halle aux farines and Condorcet. With the aim of bringing to a successful conclusion these objectives, the work made during this case of study decomposed into several part. The first part is the data Collect data on the energy buildings and their energetic consumption to make: the description of buildings, the description of their technical installations and the balance sheet of the energy consumptions of these over one year of functioning. Then, after the first phase, diagnoses of energy performance were made to measure their performances of consumption and discharge of CO 2. Finally, with the analysis of these diagnoses, axes of improvement were revealed to realize energy savings and protect more the environment. Keys words: sustainable development, diagnoses of Energy Performance, consumption, improvement, energy saving Rapport de stage 04/03/2009

4 SOMMAIRE INTRODUCTION... 1 CONTEXTE DE L ETUDE PRESENTATION GENERALE DU SITE Historique de l Université Denis Diderot Le site Paris Rive Gauche (PRG) POLITIQUE DE DEVELOPPEMENT DURABLE Le développement durable L éco-responsabilité La campagne «campus responsable» PRESENTATION DU DIAGNOSTIC DE PERFORMANCE ENERGETIQUE Qu est ce que le DPE Bâtiments concernés par le DPE Points contrôlés lors de la réalisation d un DPE DESCRIPTIONS TECHNIQUES ET BILAN ENERGETIQUE DESCRIPTION DES BATIMENTS Les Grands Moulins La Halles aux Farines Le bâtiment Condorcet DESCRIPTION DES INSTALLATIONS TECHNIQUES ET USAGES ASSOCIES Le chauffage Production de chaleur Fonctionnement et régulation Eau chaude sanitaire (ECS) Refroidissement Ventilation et traitement d air Electricité Eclairage BILAN DES CONSOMMATIONS ET DES DEPENSES ENERGETIQUES Situation actuelle Évolution des consommations au cours de l année Chauffage CPCU Electricité REALISATION DES DPE LE LOGICIEL D EDITION DES DPE RESULTATS OBTENUS Consommations énergétiques Émissions de gaz à effet de serre AMELIORATION ENERGETIQUES AMELIORATION DES INSTALLATIONS TECHNIQUES ET DE LEUR GESTION AMELIORATION DES CARACTERISTIQUES THERMIQUES DES BATIMENTS SENSIBILISATION DES OCCUPANTS Rapport de stage 04/03/2009

5 CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE GLOSSAIRE ANNEXES LISTE DES FIGURES Figure 1 : Vues de la halle aux farines et des moulins en Figure 2 : Vue des quatre premiers bâtiments... 3 Figure 3 : Plan du site de PRG... 4 Figure 4 : Schéma du développement durable... 5 Figure 5 : Exemple d étiquette de DPE... 6 Figure 6 : Tableau récapitulatif des périmètres des batiments... 8 Figure 7 : Photo des Grands Moulins... 8 Figure 8 : Photo de la Halle aux Farines... 9 Figure 9 : Photo du bâtiment Condorcet... 9 Figure 10 : Bilan des consommations énergétiques sur 1 an Figure 11 : Bilan des dépenses énergétiques sur 1 an Figure 12 : Graphiques de l évolution des consommations de chauffages Figure 13 : Graphiques de l évolution des consommations d électrcité Figure 14 : exemple d onglet n 2 et 9 du logiciel Figure 15 : étiquettes réalisés des consommations énergétiques Figure 16 : Etiquettes réalisés des emissions de gaz à effet de serre (GES) LISTE DES ANNEXES ANNEXE 1 : PLAN DES BATIMENTS ANNEXE 2 : «DPE AFFICHAGE» DES BATIMENTS Rapport de stage 04/03/2009

6 INTRODUCTION Aujourd hui, la maîtrise de la demande énergétique répond à plusieurs enjeux interconnectés : la conservation des sources d énergie fossile, la maîtrise des dépenses énergétiques suite à l augmentation du coût de l énergie et la préservation de l environnement via la division par quatre des émissions de gaz à effet de serre de la France à l horizon de Dans ce contexte actuel, l Université Denis Diderot s est engagée dans une démarche de développement durable s inscrivant dans la campagne «Campus responsable» initiée en juin Cette campagne a pour objectif d'inciter les établissements d'enseignements supérieurs à intégrer progressivement le développement durable à l'ensemble des activités administratives et d enseignement des établissements. Ainsi l Université s est engagée à mettre en place des outils spécifiques dédiés à l éco-responsabilité et au développement durable. Parallèlement à cela, depuis le 2 janvier 2008, il est inscrit dans la législation Française que le Diagnostic de Performance Energétique, de certains bâtiments publics, doit être affiché dans le hall d accueil du bâtiment. Cet Outil peut permettre au public, au gestionnaire et aux occupants de connaître la performance énergétique du bâtiment et son impact sur l effet de serre. Mon objectif, durant ce cas d étude, a donc été de réaliser les Diagnostics de Performance Energétique de trois des bâtiments du campus PRG de l Université de Paris Denis Diderot. Les bâtiments concernés sont les plus anciens_en fonctionnement du site PRG, c'est-à-dire Les Grands Moulins, La Halle aux Farines et le bâtiment Condorcet. De plus, à la suite de cette étude, ont pu être mis en lumière certains axes d amélioration pour permettre de réaliser des économies d énergie et donc de : diminuer l impact de l Université Denis Diderot sur l environnement et respecter ainsi la démarche de développement durable, diminuer les dépenses liées à la consommation d énergie. Mon travail s est déroulé sur six semaines, à raison de deux jours par semaine, plus une semaine complète consacrée au projet en novembre. Il a été effectué en partenariat avec l association «Fondaterra» qui est spécialiste dans l étude d efficacité énergétique des campus Universitaires avec à son actif de nombreux campus d îles-de- France comme l Université Dauphine, le site de Cergy-Pontoise de l ESSEC Chronologiquement, cette étude s est décomposée en deux phases : 1 ère phase : la récolte d informations concernant les caractéristiques des bâtiments, les installations techniques et les consommations énergétiques. 2 ème phase : la réalisation des DPE à l aide du logiciel fourni par l association «Fondaterra» et la rédaction du rapport. Ce rapport d étude se décompose en quatre parties. Dans un premier temps, sera exposé le contexte de l étude avec la description du site PRG dans son ensemble, la politique de développent durable et l explication de ce qu est un DPE et de ses objectifs. Ensuite, seront présentés, d une part la description des bâtiments, de leurs locaux techniques et de leurs bilans de consommations énergétiques et d autre part la réalisation des DPE associés. Enfin, certaines pistes d améliorations seront misent en avant, afin de faire des économies d énergie sur les trois bâtiments. Rapport de stage /03/2009

7 CONTEXTE DE L ETUDE 1.1 Présentation générale du site Historique de l Université Denis Diderot L Université Denis Diderot-Paris 7 est une université pluridisciplinaire qui accueille environ étudiants répartis de manière à peu près égale dans les trois secteurs qui la composent, à savoir : Sciences, Lettres et Sciences Humaines et Santé. Elle a été créée en 1970 dans le cadre de la loi Edgar Faure, Sa naissance coïncide avec l édification du gril d Albert sur le campus Jussieu. Le bâtiment d Albert a été construit initialement pour accueillir étudiants et reçoit aujourd'hui plus de usagers. Ce bâtiment constitue un grand ensemble réparti entre l université Paris 6, l université Paris 7 et l Institut de Physique du Globe de Paris. Néanmoins, des difficultés apparaissent rapidement dans l'imbrication peu programmée des laboratoires de recherche, des locaux administratifs, des salles de travaux dirigés et des salles de travaux pratiques de ces trois établissements. Ces difficultés apparaissent clairement au moment du plan Université 2000, dont la partie consacrée au parachèvement du campus Jussieu est un échec. En 1989, l université Paris 7, consciente des difficultés spécifiques du campus Jussieu, met en œuvre la réalisation d un cadastre de ses locaux et de ses activités afin de disposer de bases de données précises et permettant de concevoir une programmation justifiée de ses besoins. En 1989, les trois établissements qui se partagent le campus se voient confier par l'etat la gestion de la grande maintenance des locaux. La complexité des problèmes techniques spécifiques au système constructif du gril d Albert, vient s ajouter à la présence d amiante. Dès le mois de juin 1995, l université Paris 7 s engage donc dans l étude d un déménagement hors du site de Jussieu, convaincue que : le désamiantage du gril d Albert est une nécessité absolue la mise en œuvre de cette opération conduit inévitablement à la mise aux normes de sécurité contemporaines des bâtiments qui, pour ce faire, doivent être complètement «désossés» l enchevêtrement des différents types d activités des trois établissements publics qui se partagent les bâtiments rend extrêmement complexe la programmation du chantier et nécessite une masse de locaux tampons considérable ces travaux risquent de durer au minimum dix ans si l on ne mobilise pas dès le départ une quantité suffisante de locaux de substitution le coût final de location de locaux tampons adaptés aux contraintes ERP sera aussi élevé que le coût de construction de locaux neufs. A partir de novembre 1995, le président de l'université présente aux autorités de tutelle les principes du déménagement. Ce projet est soutenu par la Ville de Paris et la SEMAPA (Société d'économie mixte d'aménagement de Paris) dont le Président a engagé des moyens pour aider l Université à réaliser des études de faisabilité. Fin Octobre 1996, un projet d implantation de l université Paris 7 et de l IPGP sur le site Paris Rive Gauche est présenté à la SEMAPA. Le projet est accompagné de pré-études pour la réhabilitation des bâtiments des Grands Moulins et de la Halle aux Farines. FIGURE 1 : VUES DE LA HALLE AUX FARINES ET DES MOULINS EN 1996 Rapport de stage /03/2009

8 En novembre 1996, après présentation de trois études d avant-projet de déménagement à l ensemble des usagers de l Université, le Conseil d Administration se prononce en faveur du déménagement sur le site Paris Rive Gauche. En 1999, le projet de l université Paris 7 est intégré dans le plan U3M dont il devient le projet phare. Le plan U3M doit favoriser le développement et la modernisation du système d enseignement supérieur et de recherche. Son application relève à la fois du ministère de l Education nationale et du ministère de la Recherche. Les quatre premières opérations, représentant au total m², sont engagées dans le cadre du CPER* en maîtrise d ouvrage Etat. Ces opérations sont la réhabilitation des Grands Moulins et de la Halle aux Farines ainsi que la construction de deux bâtiments sur les parcelles M3C et M3F (respectivement appelés : Bâtiment Condorcet et Buffon). Par la suite, il est décidé de mettre en chantier m² de constructions supplémentaires dont m² en maîtrise d ouvrage État et m² en maîtrise d ouvrage Ville de Paris. Ces quatre réalisations sont les premiers maillons d un ensemble complexe qui trouvera toute sa cohérence lorsque le projet d ensemble sera mené à son terme. La mise en œuvre des opérations non engagées permettra d assurer la libération rapide du campus Jussieu, de mettre fin aux locations diverses de locaux tampons et de donner ainsi à l université Paris 7 les moyens de remplir sa mission d enseignement et de recherche dans le respect des règles du Service Public Le site Paris Rive Gauche (PRG) Le site de Paris Rive Gauche est composé actuellement de 6 bâtiments : Les Grands Moulins regroupent la Bibliothèque Universitaire, le CROUS, les Services Centraux (Présidence, Secrétariat Général, Bureau des Relations Internationales, Service Commun Universitaire d Information, d Orientation et d insertion Professionnelle, Poste Central de Sécurité Incendie, Scolarité, Bureau des Enseignements - Mission APOGEE, Service des Personnels, Service Juridique, Service Système et Réseaux, Bureau des Archives, Service Financier, Formation des Personnels, Service Informatique de Gestion) et certaines UFR. (cf. Annexe 1) La Halle aux Farines comprend des amphithéâtres et salles de TD, le CROUS, le Script, Appariteur SSI Reprographie, le Service Social & Aide aux Etudiants et le Relais Handicap. Le bâtiment Buffon rassemble les locaux de l administration et enseignement du premier cycle des Sciences de la Nature et de la Vie (S.N.V.), l Institut Jacques Monod, l UFR de Biologie et une animalerie. Le bâtiment Condorcet est composé d une partie du laboratoire ITODYS et de l'administration et enseignement de l'ufr de Physique et du département des Sciences Exactes. Le bâtiment Lavoisier est constitué d une autre partie du laboratoire ITODYS, de l UFR de Chimie, des laboratoires d électrochimie moléculaire et de météorologie dynamique et de salles d enseignement au deuxième étage. Le bâtiment Lamarck est occupé par des salles d enseignement, l UFR du Science du Vivant et les laboratoires de biologie moléculaire, épigénétique, BFA et LYSA. FIGURE 2 : VUE DES QUATRE PREMIERS BATIMENTS Rapport de stage /03/2009

9 Le plan ci-dessous présente le site de Paris Rive Gauche avec les premiers bâtiments et les futures implantations. Les bâtiments des Grands Moulins, de la Halle au Farines et Condorcet sont détaillés en Annexe 1. FIGURE 3 : PLAN DU SITE DE PRG 1.2 Politique de développement durable La prise de conscience de l environnement dans le monde actuel, notamment l impact de nos activités sur l environnement devient de plus en plus importante. La France en termes de politique de développement durable s est engagée et a participé à diverses actions : Signataire du Protocole de Kyoto (entré en vigueur le 02/05) qui a pour objectif de stabiliser sur la période de les émissions de GES à leur niveau de o Convention cadre sur le climat : Plan climat ( ) qui prévoit de réduire de 10% les émissions à l horizon 2010, voire atteindre la division par 4 des émissions en Adoption de la Loi POPE du 13 juillet 2005 o Plan "Face sud" o Plan "L énergie pour le développement" o Plan "Terre Énergie". Actions du MEEDDAT* : SNDD, Charte de l environnement,... Ainsi, des notions telles que le développement durable ou l éco-responsabilité ont été définies et commencent à être appliquées. Notre projet s inscrit dans cette politique de développement durable et éco-responsabilité, ainsi que sur les objectifs lancés par Campus Responsable Le développement durable Le «développement durable» (ou développement soutenable) est défini, selon la formule proposée en 1987 par la Commission mondiale sur l environnement et le développement dans le Rapport Brundtland, par «un développement qui répond aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.» L'objectif du développement durable est de définir des schémas viables et conciliant les trois aspects, économique, social, et environnemental des activités humaines : «trois piliers» à prendre en compte, par les collectivités comme par les entreprises (ou université) et les individus : Rapport de stage /03/2009

10 Économique : performance financière «classique», mais aussi capacité à contribuer au développement économique de la zone d'implantation de l'entreprise et à celui de tous ses échelons ; Social : conséquences sociales de l'activité de l'entreprise au niveau de tous ses échelons : employés (conditions de travail, niveau de rémunération ), fournisseurs, clients, communautés locales et société en général ; Environnemental : compatibilité entre l'activité sociale de l'entreprise et le maintien de la biodiversité et des écosystèmes. Il comprend une analyse des impacts du développement social des entreprises et de leurs produits en termes de flux, de consommation de ressources, difficilement ou lentement renouvelables, ainsi qu'en termes de production de déchets et d'émissions polluantes Ce dernier pilier étant nécessaire aux deux autres. FIGURE 4 : SCHEMA DU DEVELOPPEMENT DURABLE L éco-responsabilité Pour être crédible, la dynamique engagée par la Stratégie Nationale du Développement Durable nécessite que l'etat montre l'exemple. Il doit s'appliquer à lui-même les démarches qu'il entend promouvoir auprès des autres acteurs de la société. C'est ce qu'on appelle l'éco-responsabilité. L'Etat doit veiller aux impacts économiques, sociaux et environnementaux de chacune de ses actions. Il doit intégrer le développement durable aux politiques publiques. Il doit aussi le prendre en compte dans son fonctionnement quotidien. A ce titre, les administrations et établissements publics ont l'obligation de : Réduire les consommations, en particulier celles d'eau, d'énergie et de papier ; Améliorer la gestion de leur patrimoine bâti et non bâti ; Rationaliser la gestion de leur flotte de véhicules et organiser des plans de déplacement pour leurs personnels ; mettre en place une politique d'achats favorisant les produits ayant le moins d'impact sur l'environnement La campagne «campus responsable» La campagne "Campus Responsables" qui a été lancée en juin 2006, a pour objectif d'inciter les établissements d'enseignement supérieur à intégrer progressivement le développement durable aux programmes d'enseignement et de recherche mais aussi à l'ensemble des activités administratives des établissements (services généraux, gestion, architecture, relations avec les entreprises, les riverains et les autres publics externes, politiques des stages, etc.). Cela doit permettre aux établissements de rattraper leur retard sur leurs concurrents internationaux et de se différencier pour attirer élèves et enseignants, tout en : Anticipant la demande de la société civile et des Pouvoirs Publics (la période a été baptisée «Décennie de l'education au Développement Durable» par les Nations-Unies) Contribuant à l'objectif de «développement de la prise en compte du développement durable dans la formation professionnelle» figurant dans la Stratégie Nationale de développement durable Anticipant la demande des entreprises en «professionnels» connaissant le sujet (70% des 250 premières entreprises françaises cotées disent avoir entamé une démarche de développement durable) Devançant les attentes des étudiants (dont 70% veulent intégrer des critères éthiques dans leur recherche d'emploi) Anticipant les futurs critères d'accréditation Réalisant des économies (éco-efficacité). Rapport de stage /03/2009

11 Le comité parrainage de la campagne est composé de : Daniel Richard (Président du WWF), Anne-Marie Sacquet (Directrice générale du Comité 21, autre partenaire de la campagne), François Lemarchand (PDG-Fondateur de Nature & découvertes), Daniel Lebègue (Président de Transparency International France, de l IDDRI - Institut du Développement Durable et des Relations Internationales - et de l'institut français des administrateurs) 1.3 Présentation du Diagnostic de Performance Energétique Issu de la directive européenne 2002/91 du 16 décembre 2002 sur la performance énergétique des bâtiments, et instauré en 2006 par Jean-Louis Borloo, alors Ministre du logement (réglementé par les décrets n du 5 septembre 2006 et n du 14 septembre 2006 et décret du 15 septembre 2006), le diagnostic immobilier de performance énergétique (DPE) a pour objectif de dresser un bilan complet de la consommation d'énergie d'un bien immobilier. Les dernières études évaluant le parc immobilier français comme extrêmement énergivore, montre que limiter les déperditions d'énergies des logements devient dès lors une priorité. En ce sens, un diagnostic immobilier DPE s'attachera également à proposer aux propriétaires des solutions adaptées Qu est ce que le DPE Destiné à informer les potentiels acquéreurs ou locataires d'un bien immobilier sur sa consommation énergétique et son taux d'émission de gaz à effet de serre, le diagnostic DPE, accompagnant obligatoirement depuis le 1er novembre 2006 tout acte de vente, devra désormais (depuis le 1er juillet 2007) également être fourni par le propriétaire d'un logement mis en location. Réalisé par un professionnel indépendant, le diagnostic immobilier de performance énergétique prend place au sein du dossier des diagnostics techniques indispensables à chaque transaction d'un bien immobilier. Livrant une estimation de la consommation d'énergie du logement, le diagnostic DPE permet en outre de dresser un classement des biens immobiliers dans ce domaine grâce à une étiquette, semblable à celles déjà en vigueur pour les appareils ménagers, qui affiche le potentiel énergétique du logement. Une autre estimera son impact sur l'effet de serre. CONSOMMATIONS D'ÉNERGIE POUR LES USAGES RECENSÉS ( TTC) Consommations énergétiques (en énergie primaire) Émissions de gaz à effet de serre (GES) pour le pour le chauffage, la production d'eau chaude chauffage, la production d'eau chaude sanitaire et sanitaire et le refroidissement le refroidissement Consommation conventionnelle : kwhep/m².an Estimation des émissions : kg éqco2/m².an FIGURE 5 : EXEMPLE D ETIQUETTE DE DPE Enfin, depuis le 2 janvier 2008, le diagnostic de performance énergétique de certains bâtiments publics doit être affiché dans le hall d accueil du bâtiment. Le public, le gestionnaire et les occupants peuvent ainsi connaître la performance énergétique du bâtiment et son impact sur l effet de serre. Les étiquettes «énergie» et «climat» des bâtiments publics sont légèrement différentes de celles pour les logements. Rapport de stage /03/2009

12 Il en existe trois modèles différents, selon l activité et l occupation du bâtiment (bureaux, enseignement, hôpitaux, gymnase, etc.) Bâtiments concernés par le DPE Un diagnostic immobilier DPE devra être joint au dossier des diagnostics techniques lors de toute vente ou location d'un bâtiment ou partie de bâtiment clos et couvert. Certains biens immobiliers font toutefois exception en ne nécessitant pas de diagnostic DPE. C'est le cas de : constructions provisoires prévues pour une durée d'utilisation égale ou inférieure à 2 ans, bâtiments indépendants dont la surface hors oeuvre brute n'excède pas 50 mètres carrés, bâtiments à usage agricole, artisanal ou industriel ne nécessitant qu'une faible quantité d'énergie pour le chauffage, la production d'eau chaude sanitaire ou le refroidissement (ces derniers ne devront pas servir de lieux d'habitation), les bâtiments historiques et les lieux de cultes Pour finir, lors de la vente ou de la location d'un bien immobilier, le diagnostic de performance énergétique (DPE) fourni ne devra pas dater de plus de 10 ans pour être validé Points contrôlés lors de la réalisation d un DPE Un diagnostic immobilier de performance énergétique doit permettre d évaluer : Les caractéristiques du logement ainsi que le descriptif des équipements techniques. Le bon état des systèmes de chauffage fixes et de climatisation. La valeur isolante du bien immobilier. La consommation d'énergie, l'émission de gaz à effet de serre. Rapport de stage /03/2009

13 2 DESCRIPTIONS TECHNIQUES ET BILAN ENERGETIQUE 2.1 Description des Bâtiments Les trois bâtiments considérés ont les caractéristiques suivantes : Les Grands Moulins La Halle aux Farines Condorcet Surface SHON (m²) Année de livraison Bâtiment R-C + 8 étages RC + 8 étages R-1 + R-C + 8 étages Effectif Surface par personne (m²) 7,9 2,5 11,6 FIGURE 6 : TABLEAU RECAPITULATIF DES PERIMETRES DES BATIMENTS La structure des bâtiments est décrite ci-dessous Les Grands Moulins FIGURE 7 : PHOTO DES GRANDS MOULINS Nous pouvons définir simplement la typologie du bâtiment en décrivant les éléments porteurs de celui-ci et les éléments constitutifs de son enveloppe : Les murs porteurs et les ossatures du bâtiment sont en béton plein à armature métallique épais de 70 cm. Il existe une isolation située du côté intérieur du bâtiment et assurée par de la laine minérale. Cette laine a une épaisseur variable selon les endroits. La toiture est constituée d une charpente en bois et en béton recouverte d ardoises. Il existe une isolation par l extérieur ou l intérieur. Les plafonds sont composés de béton brut doublé de plâtre avec parfois de la peinture vinylique blanche. Ils sont isolés par des panneaux acoustiques (laine de verre + tôle perforée) Les sols sont constitués de dalles de béton recouvert parfois de parquet, de linoléum ou de PVC. Les caractéristiques des fenêtres sont les suivantes : double vitrage avec allèges vitrées en triplex et menuiserie en bois Certains endroits du bâtiment présentent des défauts d isolation thermique et d étanchéité à l air en raison de la présence de ponts thermiques, dû à l absence de jointures efficaces au niveau des fenêtres et des portes donnant sur l extérieur de l immeuble. Rapport de stage /03/2009

14 2.2.2 La Halles aux Farines FIGURE 8 : PHOTO DE LA HALLE AUX FARINES Typologie du bâtiment par les éléments porteurs de celui-ci et les éléments constitutifs de son enveloppe : Les murs sont en béton plein avec une isolation située du côté intérieur du bâtiment et assurée par de la laine minérale. Cette laine a une épaisseur variable selon les endroits. La toiture est constituée d une charpente en béton. Il existe une isolation par l extérieur ou l intérieur. Les plafonds sont constitués de béton brut ou plein avec panneaux acoustiques (laine de verre qui possède des caractéristiques isolantes) Les sols sont composés de dalles de béton recouvertes parfois de parquet, de linoléum ou de PVC. Les caractéristiques des parois translucides sont les suivantes : double vitrage avec menuiserie en bois Le bâtiment Condorcet FIGURE 9 : PHOTO DU BATIMENT CONDORCET Typologie du bâtiment par les éléments porteurs de celui-ci et les éléments constitutifs de son enveloppe : Les murs porteurs et les ossatures du bâtiment sont en béton plein. Il existe une isolation située du côté intérieur du bâtiment et assurée par de la laine minérale. Cette laine a une épaisseur variable selon les endroits. Il existe également une isolation côté extérieur du bâtiment assurée par un bardage en brique Rapport de stage /03/2009

15 La toiture est en béton. Il existe une isolation par l extérieur ou l intérieur. Les plafonds sont composés de béton brut. Ils sont isolés par des panneaux acoustiques (laine de verre + tôle perforée) Les sols sont constitués de dalles de béton recouvertes parfois de linoléum ou de PVC. Les caractéristiques des fenêtres sont les suivantes : double vitrage avec menuiserie en aluminium. Il existe, à l heure actuelle, un grave problème d isolation thermique et d étanchéité à l air mais aussi à l eau au niveau de l ensemble des fenêtres du bâtiment Condorcet (absence une nouvelle fois de jointures efficaces). 2.2 Description des installations techniques et usages associés Le chauffage Production de chaleur Le campus PRG de l Université Denis Diderot est relié au réseau de chauffage urbain CPCU. La CPCU utilise différentes sources de chaleur : - la valorisation énergétique des déchets : 49 % - le gaz : 27 % - le charbon : 17 % - le fioul : 7 % Le réseau CPCU distribue la chaleur produite sous forme de vapeur ou d'eau chaude. Dans le cas du campus PRG, c est de l eau chaude basse température (inférieur à 110 C). Le fluide est acheminé depuis la station d échange située au Sud-Ouest du site par des canalisations (le réseau de distribution) qui desservent les différents bâtiments équipés de sous-stations. Au niveau de ces sous-stations, l'eau chaude du réseau CPCU cède ses calories au fluide calorifique circulant dans les installations de chauffage des bâtiments par le biais d un échangeur à plaques. C est donc un réseau de chaleur qui fonctionne en circuit fermé. Le rendement de distribution du système de boucle d eau chaude est de l ordre de 95 %. Les Grands Moulins Dans les locaux techniques des Grands Moulins se trouvent deux sous-stations : La sous-station notée CPCU* Nord dessert le bâtiment B (réseau nord). La puissance en service est de 418 kw. La sous station notée CPCU* Sud dessert le bâtiment A (réseau ouest et sud) et le bâtiment C (réseau est). La puissance en service est de kw. Le CROUS est géré indépendamment du reste du bâtiment et possède sa propre «bouche de chaleur». La Halle aux farines Deux sous-stations sont présentent dans les locaux techniques situés sous l Amphi 1A présenté en annexe. Elles sont chargées de desservir l ensemble du bâtiment et ont une puissance totale en service de 1450 kw ( 2 x 725 kw). Le CROUS est géré indépendamment du reste du bâtiment. Le bâtiment Condorcet Deux sous-stations sont présentes dans les locaux techniques situés au sous-sol du bâtiment. Elles sont chargées de desservir l ensemble du bâtiment et ont une puissance totale en service de 1520 kw ( 2 x 760 kw). Rapport de stage /03/2009

16 Fonctionnement et régulation La période de chauffe réglementaire s étend du 15 octobre au 15 mars mais est fréquemment prolongée au-delà de ces dates pour permettre un meilleur confort dans les bâtiments. Chaque réseau relié aux différentes sous-stations est équilibré par une vanne TA, et la régulation de la température à l intérieur des bâtiments se fait à l aide d un régulateur qui détermine une courbe de chauffe à partir de sondes extérieures. En règle générale, la température de consigne à l intérieur des locaux se situe entre 18 et 19 C. Il existe également la possibilité d un réglage automatique du chauffage en fonction de la période de la journée afin d effectuer un réduit de la température la nuit lorsque les salles sont inoccupées. Pour le moment cette régulation n a pas été mise en service. La chaleur est distribuée par des Centrales de Traitement d Air associées à des unités terminales (cassettes ) et par des radiateurs placés à des endroits où l air circule. Certains sont placés au niveau des murs extérieurs ou sous les fenêtres. Ces radiateurs sont équipés de robinets non thermostatiques qui permettent d ouvrir ou non le chauffage mais qui ne peuvent être utilisés pour un réglage précis de la température Eau chaude sanitaire (ECS) Dans chaque groupe de sanitaires des trois bâtiments (homme et femme), l eau chaude des lavabos est chauffée par un ballon électrique de contenance 50 L et par endroit des ballons électriques plus petits «instantanés». Les robinets sont à boutons poussoirs dans l ensemble des bâtiments, excepté à la présidence où il y a des mitigeurs. Les CROUS Les CROUS situés aux Grands Moulins et à La Halle aux Farine sont alimentés en ECS par des ballons d eau chauffée par le réseau de chauffage urbain CPCU. Le CROUS des Grands Moulins est alimenté par un ballon d une contenance voisine des 200 L alors que le CROUS de la Halle aux Farines plus important compte sur 4 ballons de 750 L pour le fournir en ECS Refroidissement Les salles de serveurs informatiques et de reprographie des bâtiments Grands Moulins et Condorcet sont équipées de ventilo-convecteurs électriques alimentés en eau glacée et thermostaté à partir de l aéroréfrigérant Europa 2 de CIAT placé sur les toits. Leurs puissances de refroidissement sont comprises entre 50 et kw. Il n existe pas de groupe froid sur le bâtiment de la Halle aux Farines. Le reste des locaux des trois bâtiments est refroidit par la ventilation créée par les centrales de traitement d air. Il est à noter que ces CTA ne sont pas reliées aux «groupes froids», et elles ne peuvent refroidir les locaux qu avec de l air à température extérieure. La CTA du bâtiment Condorcet ne fonctionne pas à l heure actuelle. Elle nécessite une réparation en raison de nombreux disfonctionnements. Elle doit donc subir trois semaines de remise en état et devrait être réactivée en début d année Ventilation et traitement d air Les sanitaires des trois bâtiments sont équipés de VMC classique simple flux afin d extraire l air pollué et de le renouveler par de l air venu de l extérieur. Le reste des locaux est ventilé par le fonctionnement des centrales de traitement d air ou par une ventilation naturelle faite avec l ouverture des fenêtres. Rapport de stage /03/2009

17 2.2.5 Electricité Le site PRG est fourni en électricité haute tension par EDF. L électricité est convertie en basse tension au niveau d un poste électrique situé sur le site. Afin de réduire la consommation en électricité (énergie réactive), il y a un déphasage phi de 0,8. L électricité est facturée au tarif vert A5 à la puissance atteinte : - base LU (longue utilisation) : h kw < P raccordement < kw 5 périodes tarifaires (Heure Pleine d Hiver, Heure Creuse d Hiver, Heure Pleine d Eté, Heure Creuse d Eté et Pointe). Les puissances souscrites pour les trois bâtiments de l étude sont les suivantes : les Grands Moulins : 379,0 KW la Halles aux Farines : 259,0 KW le bâtiment Condorcet : 300,0 KW Pour le campus, les usages liés à l électricité couvrent les besoins suivants : éclairage équipement du CROUS (cuisine, distributeurs ) matériel de bureautique : ordinateur, imprimantes, serveur, groupes de refroidissement traitement de l air et ventilation (CTA et VMC) appareils électriques divers Eclairage Les 3 bâtiments étudiés sont éclairés dans leur totalité par des tubes fluorescents (néons) notamment dans les couloirs, les halls, les bureaux et la bibliothèque des Grands Moulins. Les sanitaires sont tous dotés de dispositifs d éclairage automatique. Il y a une gestion centralisée du système d éclairage des parties communes (couloirs, bibliothèques,...) avec une extinction automatique entre 6h et 21h30. L éclairage naturel est optimisé par la présence de nombreuses fenêtres dans le bâtiment des Grands Moulins et la Halle aux Farines. 2.3 Bilan des consommations et des dépenses énergétiques Les bilans présentés ci-après ont été élaborés à partir de factures de consommation électrique et de CPCU émises par les fournisseurs d énergie et recueillies au service technique immobilier de l Université. Les factures recueilles couvrent une partie de l année universitaire 2006/2007 et l ensemble de l année universitaire 2007/2008. Les Grands Moulins Electricité : EDF, factures mensuelles de mars 2007 à octobre Un compteur est utilisé pour l ensemble du bâtiment. Réseau de chauffage urbain : CPCU, factures mensuelles de décembre 2006 à septembre Les consommations du CROUS sont gérées indépendamment du reste du bâtiment et n ont pas été récupérer récupérées. La Halle aux Farines Electricité : EDF, facture récapitulative de 11 mois de fonctionnement entre février 2007 et décembre 2007, factures mensuelles de janvier 2008 à octobre Un compteur est utilisé pour l ensemble du bâtiment. Réseau de chauffage urbain : CPCU, factures mensuelles de décembre 2006 à septembre Les consommations du CROUS sont gérées indépendamment du reste du bâtiment et n ont pas été récupérées. Le bâtiment Condorcet Rapport de stage /03/2009

18 Electricité : EDF, factures mensuelles de février 2007 à octobre Un compteur est utilisé pour l ensemble du bâtiment. Réseau de chauffage urbain : CPCU, factures mensuelles d'octobre 2006 à septembre 2008 avec une facture manquante pour le mois de février Les consommations du CROUS sont gérées indépendamment du reste du bâtiment et n ont pas été récupérer récupérées Situation actuelle La figure 10 présente le bilan annuel de la consommation énergétique des trois bâtiments en détaillant la part revenant à la consommation d électricité et celle revenant à l utilisation du réseau de chauffage urbain. Répartition des consommations énergétiques sur 1 an Conso (MWH) Consommations totales 4000 oct07-sept08 fev07-janv08 oct07-sept CPCU 40% 1250 CPCU 66% CPCU 36% EDF 60% EDF 64% EDF 34% Grands Moulins Halle aux Condorcet Farines - 3,1 GWh/an - 2,7 GWh/an - 2,4 GWh/an KWh/m²/an KWh/m²/an KWh/m²/an FIGURE 10 : BILAN DES CONSOMMATIONS ENERGETIQUES SUR 1 AN Répartition des dépenses énergétiques sur 1 an Dépenses (KEuros) oct07-sept08 CPCU 98 EDF 124 Grands Moulins 44% 56% fev07-janv08 CPCU 107 EDF 63 Halle aux Farines oct07-sept08 CPCU 69 63% 40% 37% EDF 102 Condorcet 60% Dépenses totales K /an /m²/an K /an /m²/an K /an /m²/an FIGURE 11 : BILAN DES DEPENSES ENERGETIQUES SUR 1 AN Nous avons décidé de prendre la période la période d octobre 2007 à septembre 2008 pour établir le bilan des consommations énergétiques des trois bâtiments sur une année entière. Seul, le bilan de la Halle aux farines a été réalisé sur la période de février 2007 à janvier 2008 car le détail des consommations d électricité n était pas disponible, pour l ensemble de la période choisie. Rapport de stage /03/2009

19 Sur le bâtiment Condorcet une approximation de la consommation en chauffage a été réalisée pour le mois de février 2008 en raison de l absence de facture. Nous avons donc reporté la valeur du mois de février 2007 en majorant ce chiffre de 10% afin de surtout ne pas sous-estimer cette consommation. On remarque que l électricité représente la majorité des dépenses énergétiques pour les Grands Moulins et le bâtiment Condorcet alors que c est l utilisation du réseau de chauffage urbain qui est la plus importante sur la Halle aux farines. Ceci peut s expliquer par le fait que les deux premiers bâtiments accueillent en leur sein de nombreux bureaux et laboratoires qui possèdent des équipements à forte consommation (sorbonnes, équipement de pointe ) amenés à fonctionner continuellement (jour et nuit). La halle aux Farines, qui est un bâtiment essentiellement dédié à l enseignement, ne dispose pas de tels équipements et a une répartition des consommations énergétiques très classique pour ce type de bâtiment, c'est-à-dire une consommation électrique inférieure à 40% de la consommation totale Évolution des consommations au cours de l année Chauffage CPCU La production de chaleur pour le chauffage des bâtiments dépend de la température extérieure et des saisons (figures ci-dessous). Consommations mensuelles de chauffage La halle aux farines Consommations mensuelles de chauffage Les Grands Moulins conso (MKH) conso (MWH) oct-07 nov-07 déc-07 janv-08 févr-08 mars-08 avr-08 mai-08 juin-08 juil-08 Consommations mensuelles de chauffage Condorcet août-08 sept-08 oct-07 nov-07 déc-07 janv-08 févr-08 mars-08 avr-08 mai-08 juin-08 juil-08 août-08 sept-08 Conso (MWH) oct-07 nov-07 déc-07 janv-08 févr-08 mars-08 avr-08 mai-08 juin-08 juil-08 août-08 sept-08 FIGURE 12 : GRAPHIQUES DE L EVOLUTION DES CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGES Les consommations reflètent bien la période de chauffe qui s étend d'octobre à mai avec un maximum atteint en période hivernale. Rapport de stage /03/2009

20 Electricité Les graphiques ci-dessous présentent l évolution des consommations en électricité au cours de l année. Consommations mensuelles électrique La Halle aux farines ,0 Consommations mensuelles électriques Les Grands Moulins Conso (KWH) , , , , , ,0 Conso (KWH) , , , , , , , , ,0 oct-07 nov-07 déc-07 janv-08 févr-08 mars-08 avr-08 mai-08 juin-08 juil-08 août-08 sept-08 Conso (KWH) , , , , ,0 janv-08 févr-08 mars-08 avr-08 mai-08 juin-08 juil-08 Consommations mensuelles électrique Condorcet août-08 sept ,0 oct-07 nov-07 déc-07 janv-08 févr-08 mars-08 avr-08 mai-08 juin-08 juil-08 août-08 sept-08 FIGURE 13 : GRAPHIQUES DE L EVOLUTION DES CONSOMMATIONS D ELECTRCITE L évolution des consommations électriques de la Halle aux Farines ne porte que sur la période de Janvier 2008 à septembre 2008 car le détail, par mois, des factures n était pas disponible d'octobre 2007 à janvier Les variations saisonnières sont liées aux taux d occupation des locaux et à la luminosité naturelle disponible. Les valeurs maximales sont atteintes pendant l automne et la période hivernale (octobre à mars), conséquence des besoins important en éclairage et de la forte activité au sein du campus. A partir du printemps la demande en électricité diminue progressivement au fur et à mesure que la fréquentation baisse. Rapport de stage /03/2009

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