JCE TOULOUSE 20 OCTOBRE 2016

Transcription

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2 Atelier 1 De la RT 2012 à la RE 2020

3 En route vers la RE 2018 et les nouveaux labels Nathalie TCHANG

4 Les réglementations thermiques applicables actuellement

5 Champs d application

6 Etat des lieux des labels de performance énergétique des bâtiments 4 grands labels sont disponibles sur la performance énergétique des bâtiments BEPOS Effinergie + Passivhaus Effinergie MinergieP

7 Etat des lieux des certifications environnementales

8 Les nouveaux labels -Label bâtiments biosourcés -Label Well -Label BBCA -Label Biodiversity

9 Les enjeux autour de la prochaine réglementation Un poids équivalent entre les usages RT, les usages mobiliers et l énergie grise dans neuf sont équivalentes à celles des usages les bâtiments neufs Les consommations des usages RT dans le «mobiliers»et de l énergie grise Energie grise Usages RT Usages «mobiliers» qui poussent les pouvoirs publics à élargir l analyse à d autres postes et d autres indicateurs sur le cycle de vie Vers une évaluation multi critères des performances d un bâtiment sur l ensemble de son cycle de vie

10 En route vers 2020 Europe Directive Performance Energétique des Bâtiments (2010/31/UE) Donne une définition du nzeb (art.1) «Un bâtiment qui a des performances très élevées [ ]. La quantité quasi nulle ou très basse d énergie requise devrait être couverte dans une très large mesure par de l énergie produite à partir de sources renouvelables, notamment l énergie produite à partir de sources renouvelables sur place ou à proximité» Mentionne 2 échéances clés pour la construction de nzeb (art.9) Après 2018 pour les bâtiments publics : «Les États membres veillent à ce qu après le 31 décembre 2018, les nouveaux bâtiments occupés et possédés par les autorités publiques soient à consommation d énergie quasi nulle.» D ici à fin 2020 pour tous les bâtiments : «Les États membres veillent à ce que d ici au 31 décembre 2020, tous les nouveaux bâtiments soient à consommation d énergie quasi nulle»

11 En route vers 2020 France Loi Grenelle I (août 2009) Introduit un objectif de bâtiment à énergie positive pour la fin 2020 (art. 4) «Tous les constructions neuves faisant l objet d une demande de permis de construire à compter de la fin 2020, présentent sauf exception, une consommation d énergie primaire inférieure à la quantité d énergie renouvelable produite dans ces constructions, notamment le bois énergie»

12 En route vers 2020 France Loi de Transition Energétique (septembre 2015) Introduit la notion d énergie positive et de haute performance environnementale pour les bâtiments publics «Toutes les nouvelles constructions sous maîtrise d ouvrage de l État, de ses établissements publics ou des collectivités territoriales font preuve d exemplarité énergétique et environnementale et sont, chaque fois que possible, à énergie positive et à haute performance environnementale» Impose de définir l exemplarité énergétique et environnementale et les bâtiments à énergie positive «Un décret en Conseil d État définit les exigences auxquelles doit satisfaire un bâtiment à énergie positive, d une part, et un bâtiment à haute performance environnementale, d autre part.» Propose une bonification de gabarit pour les bâtiments faisant preuve d exemplarité énergétique ou environnementale ou qui sont à énergie positive

13 En route vers 2020 France Code de la construction (modifié par la Loi Grenelle II) Introduit l obligation d exigences multi critères sur l ensemble du cycle de vie «Un décret en Conseil d'etat détermine : pour les constructions nouvelles, en fonction des différentes catégories de bâtiments, leurs caractéristiques et leur performance énergétiques et environnementales, notamment au regard des émissions de gaz à effet de serre, de la consommation d'eau ainsi que de la production de déchets liées à leur édification, leur entretien, leur réhabilitation et leur démolition ( )» France Loi de Transition Energétique (septembre 2015) Avance à 2018 la prise en compte des GES dans la performance énergétique au périmètre du cycle de vie du bâtiment «Un décret en Conseil d'etat détermine, à partir de 2018, pour les constructions nouvelles, le niveau d'émissions de gaz à effet de serre pris en considération dans la définition de leur performance énergétique et une méthode de calcul de ces émissions sur l'ensemble du cycle de vie du bâtiment, adaptée à ces constructions nouvelles»

14 En route vers A court terme Textes réglementaires définissant l exemplarité énergétique, l exemplarité environnementale et le BEPOS Un plan d actions en 3 temps 2 A moyen terme Réglementation sur le cycle de vie sur les consommations d énergie, les émissions de GES et le BEPOS RT A plus long terme Evaluation multi-critères (énergie, GES, eau, déchets, etc ) des performances des bâtiments sur leur cycle de vie Etiquette environnementale Bonus de constructibilité Décret et arrêté : publication courant de l été

15 Orientation : vers le bâtiment à énergie positive et à faible empreinte carbone Les nouvelles constructions doivent favoriser : - l efficacité énergétique, - la réduction des émissions de gaz à effet de serre, - le déploiement des énergies renouvelables en lien avec les politiques locales énergétiques. Impulser une dynamique territoriale et décentralisée de l énergie Développer le bâtiment à faible empreinte carbone dans un modèle de développement local et d économie circulaire

16 Préparer la future réglementation par une expérimentation A terme, une future réglementation renforcée par deux indicateurs, en plus de la RT Bilan BEPOS - Emissions de gaz à effet de serre Pour la préparer, - Définition d un socle «Energie Carbone» par le ministère - Expérimentation du référentiel «Energie Carbone» pour évaluer la faisabilité technique et économique des exigences nouvelles - Soutenir la dynamique et les initiatives privées qui permettent de valoriser l innovation (quartier, recyclage, stockage carbone, indicateurs environnementaux, effacement via gestion active, etc.)

17 Plusieurs niveaux pour le BEPOS Un indicateur BEPOS unique : Unique, simple d approche pour les acteurs Qui permet de valoriser les efforts en matière de sobriété et d efficacité énergétique, d utilisation des ENRetR, en dissociant ce qui est utile au bâtiment de la production exporté Elargi à l ensemble des consommations du bâtiment, dans un souci de pédagogie La fixation d exigences graduées avec : des niveaux de recours aux ENR échelonnés un(des) premier(s) niveau(s) accessible(s) à tous les systèmes énergétiques sans recours systématique au PV, un (des) niveau(x) faisant appel à une production d électricité renouvelable

18 Principes Respect de la RT2012 : Cep < Cepmax Bbio < Bbiomax Tic < Ticref Garde-fous Exigence complémentaire : Bilan BEPOS Bilan global énergie Énergie primaire Tous usages Indicateurs complémentaires Consommations en énergie primaire non renouvelables Production d électricité exportée Taux de recours aux énergies renouvelables et de récupération Indicateur de confort d été (DIES)

19 L indicateur BEPOS

20 Bilan BEPOS Définition L indicateur Bilan BEPOS est défini par la différence, exprimée en énergie primaire, entre la quantité d énergie ni renouvelable ni de récupération consommée par le bâtiment et la quantité d énergie renouvelable ou de récupération produite et exportée par le bâtiment et ses espaces attenants (échelle du permis de construire). Le bilan énergétique poste sur l ensemble des usages énergétiques dans le bâtiment. Les énergies renouvelables ou de récupération sont celles définies par l article R du code de l énergie. Objectifs : Valoriser le recours aux ENR (chaleur et électricité) et récupération d énergie Valoriser une meilleure gestion de l énergie Valoriser la production d ENR exportée / mix énergétique Valoriser l amélioration de l EE en plus de la RT2012

21 Méthode de calcul Pour la production d électricité, déduite des consommations : X 2,58 la part «autoconsommable» X1 la part «exportée»

22 ON AFFECTE A CHAQUE CONSOMMATION ET PRODUCTION POUR CHAQUE VECTEUR ENERGETIQUE UN FACTEUR DE CONVERSION On calcul la somme pour les consommations (Cepnr) et la production d énergie renouvelable ou de récupération exportée Pep,rex Cep,nr = i (Cef,i *fp,nr,i ) Vecteur énergétique Électricité du réseau national Gaz, produits pétroliers Chaleur et froid d un réseau local Biomasse Fp,π 2.58π 1π 1-taux-ENRπ 0π Tableau 1 : Facteurs d énergie primaire ni renouvelable ni de récupération Pour les productions d origine renouvelable ou de récupération : Pep,rex = i Pef,rex,j * 1

23 Un indicateur des émissions de GES sur l ensemble du cycle de vie Calcul ACV multicritère du bâtiment selon référentiel Tous les indicateurs sont calculés et capitalisés Les exigences portent uniquement sur l indicateur GES Durée de vie du bâtiment : 50ans

24 Contributeurs aux impacts environnementaux «Produits de construction et équipement» : prend en compte l ensemble des composants du bâtiments de sa parcelle «consommation d énergie» : couvre tous les usages de l énergie dans le bâtiment «consommation et rejets d eau» : couvre tous les usages de l éeau à l échelle du bâtiment et de sa parcelle «chantier» : couvre les consommations d énergie du chantier, les consommations et rejets d eau du chantier, l évacuation et le traitement des déchets de terrassement

25 Principes de calcul des impacts environnementaux Calcul des impacts environnementaux d un produit de construction ou d un équipement Quantité 18 m² Impact env. FDES Fenêtre PVC Indicateur d impact m² Potentiel de réchauffement climatique Utilisation totale d énergie non renouvelable Déchets non dangereux éliminés 54.6 kg eq CO MJ 54.1 kg Taux de renouvel lement 2 Durée d étude ( 50 ans ) Durée de vie ( 25 ans ) Impact du produit Impacts des fenêtres PVC Fenêtre PVC kg eq C MJ kg 25

26 Les déclarations environnementales ACV bâtiment

27 Illustration sur un immeuble kgco2/m² sur 50ans

28 Principes de la fixation des seuils Consolider la mise en œuvre de la RT et préparer les acteurs avec une phase d observation/capitalisation et de communication Renforcer les exigences là où il y a des gisements à coûts maitrisés Progresser sur la réduction de l impact environnemental, en particulier sur le CO2 Viser un déploiement des ENR efficient qui tienne compte des spécificités typologiques (résidentiel, tertiaire, etc.) et territoriales (présence de réseaux de chaleur, TEP(OS)CV )

29 L organisation de la démarche Référentiel L ETAT fixe : SOCLE ENERGIE - CARBONE Une méthode de calcul BEPOS Faible empreinte CARBONE Associations et certificateurs utilisent : SOCLE ENERGIE - CARBONE fixent des options QUARTIER STOCKAGE CO2 RECYCLAGE Des données Des seuils INDICATEURS ENVIRONNEMENTAUX

30 Améliorations BEPOS et CABRONE Principe de l expérimentation PEBN Niveaux d ambition renforcée Socle ENERGIE CARBONE préfigurant la réglementation BEPOS 4 ou BEPOS 3 BEPOS 2 ou BEPOS 1 CARBONE 1 CARBONE 2 + socle CARBONE + socle BEPOS

31 Energie

32 Progressivité de l approche BEPOS : les principes BEPOS niveau 1 et 2 : Ambitieux, à coût maitrisé et accessible à tous, dans une optique de massification Préfiguration de la future réglementation Les niveaux sont fixés selon le principe d une réduction de la consommation non renouvelable exprimée sous la forme «RT x%» Les niveaux sont différenciés par type de bâtiment pour tenir compte des marges de progrès existantes à coût maîtrisé -> Efficacité énergétique ou chaleur renouvelable ou PV (autoconsommation majoritaire) BEPOS niveaux 3 et 4 : Expérimentation d un BEPOS encore plus ambitieux, réalisable dans les situations favorables Entrainement des maitres d ouvrage et des territoires les plus dynamiques dans le déploiement des énergies renouvelables Les niveaux sont fixés pour viser la couverture et la compensation d une partie ou de l intégralité des consommations non renouvelables -> Efficacité énergétique, chaleur renouvelable et électricité renouvelable (dans la majorité des cas)

33 Formulation de l exigence BILAN BEPOS (i) < BILAN BEPOS MAX (i), pour i allant de 1 à 4 où Bilan BEPOS MAX (i) = BILAN BEPOS MAX BEPOS 1 50 *Mctype*(Mcgeo+Mcsurf+Mcalt) *X + Conso Autres usages BEPOS 2 50 *Mctype*(Mcgeo+Mcsurf+Mcalt) *Y + Conso Autres usages BEPOS 3 Conso Autres usages BEPOS 4 0 ConsAu : consommations des autres usages, prises forfaitairement

34 Les seuils proposés Bilan max Respect de la RT 2012 Maison individuelle Immeuble collectif Bureaux Autres bâtiments BEPOS 1 oui 50* AU BEPOS 2 oui 50*0,9 + AU 55 + AU (~57.5*0.95) 50 + AU (~57.5*0.85) BEPOS 3 oui 50*0,8 + AU *0,8 + AU *0,6 + AU *0,85 + AU 50*0,9 + AU 50*0,7 + A9 50*0,8 + AU 50*0,8 + AU - 20 BEPOS 4 oui ** L exigence d atteinte du bilan est néanmoins modulée par un coefficient dépendant du potentiel de production PV en toiture.

35 Carbone

36 Les fourchettes de seuils proposées pour l expérimentation - principes Niveau 1 = approche ambitieuse sur le CO2 couplée au BEPOS Objectif = assurer une appréciation prudente du poids CO2 Les leviers de réduction de l empreinte carbone sont à répartir, au choix du maître d ouvrage entre les consommations énergétiques et le choix des matériaux Ce niveau constitue le socle ENERGIE - CARBONE de l expérimentation préfigurant la réglementation

37 Les fourchettes de seuils proposées pour l expérimentation - principes Niveau 2 = ambition renforcée sur le CO2 avec le respect a minima du socle ENERGIE CARBONE Objectif = proposer un niveau renforcé dont les leviers d actions peuvent être répartis entre l exploitation et la construction Pour atteindre ce niveau il faudra renforcer le travail de réduction de l empreinte carbone du bâtiment en améliorant les consommations énergétiques et le choix des matériaux Le seuil global et le sous-seuil construction sont renforcés par rapport au niveau 1

38 Les fourchettes de seuils proposées pour l expérimentation - principes Carbone niveau 2 Contributeur Energie: Modélisations GT applicateur BEPOS 2 vecteur énergétique peu carboné Contributeur Eau Contributeur Produits: 9 e décile HQE Perf.: lots 1, 2 Médianes HQE Perf. : lots 8, 10, 11, 12 + modélisations du GT «applicateurs» Contributeur Chantier: HQE Perf. Seuil global Seuil construction Seuil construction niveau 1 10%

39 Les fourchettes de seuils proposées pour l expérimentation - principes Carbone niveau 1 Contributeur Energie: Modélisations GT applicateur BEPOS 1 gaz Contributeur Eau Contributeur Produits: 9 e décile HQE performance +10% Seuil global Seuil construction Contributeur Chantier: HQE Perf.

40 Les fourchettes de seuils proposées pour l expérimentation «CO2» GES kgco2/m²sdp Carbone2 Global Carbone 2 Construction Carbone 1 Global Carbone 1 Construction Maison individuelle Immeuble collectif Tertiaire Des modulations de ces seuils seront possibles en fonction des contraintes extérieures (obligations de parking )

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42 Bilans énergétiques, environnementaux des bâtiments de LOGEMENTS Christian CARDONNEL

43 AUJOURD HUI Tout concourt à des solutions efficientes de confort, à faible impact environnemental et au développement durable.

44 Consommation d énergie totale Importance de la consommation d énergie primaire pour le chauffage & ECS dans le résidentiel Charbon 500 g CO 2 /kwh Fioul 274 g CO 2 /kwh Électricité 0 à 800 g CO 2 /kwh Gaz 234 g CO 2 /kwh EnR & Gaz Energies Fatales Biomasse, Solaire, Nouveaux Concepts g CO 2 /kwh

45 Quelques indicateurs par kwh Énergie kwh ep CO 2 g/kwh DRA g/kwh c TTC/kW h Fioul Électrique Usage courant Électrique Chauffage Gaz Propane Gaz Naturel Bois Solaire Thermique / PV 1 ou

46 Méthode CUBE Les Besoins BBio & BECS Gestion des Apports Internes & Solaires Les Systèmes & Energies La Synthèse Site Climat & Ressources Ventilation Q A I Typologie & Usages du Bâtiment Enveloppe Isolation & Inertie

47 Focus sur l énergie consommée dans le bâtiment résidentiel Les déperditions par les parois opaques, les baies vitrées et la ventilation Les apports internes et solaires récupérés Le besoin de chauffage Le besoin Eau Chaude Sanitaire Les pertes des systèmes La génération de chaleur Les auxiliaires électriques et autres usages Le bilan global Les EnR «passives» et «actives»

48 Consommation Cep Les étapes du bilan énergétique kwh/m².an Les étapes de calcul Étapes du bilan énergétique

49 Consommation Cep Les étapes du bilan énergétique kwh/m².an Le bilan va être estimé par étapes : Les déperditions et le besoin de chauffage Le besoin ECS Les pertes des systèmes et de la génération L éclairage et les auxiliaires électriques Les usages domestiques (à voir!) Bilan global annuel s exprime soit : En énergie (kwh/m².an), En coût ( /m².an) En environnement rejet de CO2 (kg/m².an) Réduire la consommation conduit à améliorer l isolation thermique, optimiser son confort, améliorer la performance des équipements et intégrer des EnR Les étapes de calcul Étapes du bilan énergétique

50 Le climat extérieur..

51 Le confort souhaité par les usagers La température ambiante : En hiver, Mi-saison, L été La Qualité de l Air Intérieur Les besoins en EFS et ECS Niveau sonore et lumineux ambiant..

52 Déperditions par les parois opaques kwh/m².an Parois Opaques Étapes du bilan énergétique

53 Déperditions par les baies vitrées kwh/m².an Baies Vitrées Parois Opaques Étapes du bilan énergétique

54 Déperditions par la ventilation kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Parois Opaques Étapes du bilan énergétique

55 Déperditions Déperditions au global kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation 3 grands postes en W/K : Les Parois Opaques Les Baies Vitrées La Ventilation et l Air Neuf Parois Opaques Étapes du bilan énergétique

56 Le BBio Bilan global de confort d une zone Modèle de calcul au pas horaire Insufflation DOUBLE FLUX Extraction Ei (W) V vent (m/s) e C HR % Hes Q 4Pa + Hei Apports solaires i Apports internes s m Hem Qv Inf - Plancher chauffant / rafraîchissant

57 Modèle RC de la méthode ThBCE Approche du bilan et équilibre thermique Air neuf ei Baies es Parois Opaques Hei i His Hes s Hms Hem m Ai + As op Ai + As P Convec P rayonnante t i ve OU Emetteur P (W) em Cm

58 Bilan déperditions / apports gratuits Plus de 50 % des déperditions sont compensées par les apports gratuits

59 Les apports internes et solaires récupérés kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Les apports internes et solaires des baies vitrées Ces apports sont récupérés et compensent activement les déperditions. La récupération dépend de l inertie thermique de la Construction et du système de régulation. Besoin Chauffage = Déperditions Apports récupérés - Apports Internes - Apports Solaires Parois Opaques Étapes du bilan énergétique

60 Le besoin de chauffage kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Le besoin de chauffage dépend : Du niveau de confort souhaité et rigueur du climat Du niveau d isolation thermique Des apports internes et solaires récupérés En améliorant l isolation on réduit le besoin - Apports Internes - Apports Solaires Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

61 Le besoin d Eau Chaude Sanitaire kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Le besoin devient essentiel 40 à 60 litres par jour et occupants d ECS à 40 C 85 % pour un usage corporel - Apports Internes - Apports Solaires Besoin ECS Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

62 Principe de calcul système Ch & ECS Du besoin à la consommation ENERGIE PRIMAIRE Rejet de CO2 Conversion Combustible Electricité Génération Pertes récupérables Stockage Distribution Emission Besoin Chaleur Electricité Auxiliaires

63 Les pertes des systèmes kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Les besoins de chauffage et ECS s additionnent Il faut y ajouter les pertes des systèmes : émission et gestion de la chaleur et ECS pertes de distribution pertes du stockage - Apports Internes - Apports Solaires Besoin ECS Pertes Systèmes Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

64 Les pertes de la génération de chaleur kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Le bilan global, intégration des pertes de la génération Apport éventuel d EnR : Solaire/PAC/Biomasse. - Apports Internes - Apports Solaires Besoin ECS Pertes Systèmes +/- Pertes Génération Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

65 Consommation Ch & ECS La consommation d énergie chauffage & ECS kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Le bilan global, intégration des pertes de génération Consommation d énergie finale ou d'énergie fossile Apport éventuel d EnR : Solaire/PAC/Biomasse. - Apports Internes - Apports Solaires Besoin ECS Pertes Systèmes +/- Pertes Génération Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

66 Consommation Ch & ECS L éclairage, les auxiliaires électriques kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation Les différentes consommations sont des kwh électriques x Apports Internes - Apports Solaires Besoin ECS Pertes Systèmes +/- Pertes Génération Eclairage & Aux. Elec. Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

67 Consommation Ch & ECS Consommation Cep La synthèse du bilan énergétique kwh/m².an Baies Vitrées Ventilation - Apports Internes - Apports Solaires Besoin ECS Pertes Systèmes +/- Pertes Génération Eclairage & Aux. Elec. Parois Opaques Besoin chauffage Étapes du bilan énergétique

68 Réduire la consommation d énergie Réduire les besoins : Chauffage : isolation thermique et ventilation, contrôler plus précis du niveau de confort Eau Chaude Sanitaire Eclairage et autres usages Améliorer les systèmes et/ou la génération Intégrer des EnR Changer de source d énergie Commissionner les équipements La méthode à rebrousse-poil (on part de l état initial pour aboutir à un niveau souhaité)

69 L efficience? Moyens Optimiser les moyens mis en œuvre pour obtenir le meilleur résultat possible Je suis Performant Je suis Efficient Résultats

70 Pertinence & Efficience Plus le rapport est faible, mieux c est, C est l EFFICIENCE Co Pertinence Ce Plus le rapport est FORT, moins c est, Il faut mieux EVITER

71 Pertinence Économique des solutions & investissements Solution A B delta Investissement HT/m² Cep kwhep/m².an B-A 30 A B 20 Pertinence Économique HT/(kWhep/an) 1.5

72 Calcul de la pertinence d une solution énergétique Chauffe eau solaire + gaz condensation en remplacement chaudière vétuste Etat Initial Futur Delta % Investissement Pertinence Energie consommée kwh/an % 0.87 /kwh/an Energie primaire kwhep /an % 0.87 /kwhep/an CO2 rejeté kg CO2/an % 3.70 /kg CO2/an Coût exploitation /an % 7.22 / /an

73 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b Gaz Naturel Collectif

74 Cep Obt 38.4 Bilan en kwh/m².an Cep Max 57.5 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b Gaz Naturel + ECS Solaire Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch B Ch Pert. ECS 3.6 EnR.15 B ECS 18.4 Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep E. Nat EnR Sys. 15 EnR BBio 26.4

75 Cep Obt 50.2 Bilan en kwh/m².an Cep Max 57.5 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b PAC Air-Eau Collective Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch 5.5 Pert. ECS 3.6 B ECS 18.4EnR B Ch Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep E. Nat EnR Sys. 27 EnR BBio 26.4

76 Cep Obt 40.2 Bilan en kwh/m².an Cep Max 57.5 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b PAC Air-Eau Col. + PV Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch 5.5 Pert. ECS 3.6 B ECS 18.4EnR B Ch Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep E. Nat EnR Sys. 37 EnR BBio 26.4

77 Cep Obt 52.4 Bilan en kwh/m².an Cep Max 74.8 Exemple de bilan RT 2012 Rés. Collectif zone H2b Biomasse + Gaz (appoint) Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch B Ch Pert. ECS 3.6 Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep B ECS 18.4 EnR E. Nat EnR Sys. 32 EnR BBio 26.4

78 Economies d énergie et financière trouver le bon équilibre Ne pas oublier les redevances et l entretienmaintenance des équipements L économie financière n est pas proportionnelle à l économie d énergie.

79 Vers la RE 2018 Réglementation Efficiente : optimiser les moyens pour obtenir le meilleur résultat possible Réglementation Energie : Energie primaire et intégration des EnR et fatales, analyse et suivi du confort et de la performance : garantie de résultat Réglementation Environnementale : Energie Grise et CO2 à la construction et durant la vie du bâtiment, les matériaux, analyse du Cycle de Vie, ACV Réglementation Economie : pertinence économique

80 Un travail d équipe indispensable Maitrise d œuvre et ingénierie = Produits Industriels + Entreprises = Conception et Conseils Construction de Qualité Mise au point et en mains, réglages, entretien = Commissionnement ou Econfort Usagers plus vertueux et plus sobres en confort = Comportement Citoyen

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82 Bilans énergétiques, environnementaux des bâtiments TERTIAIRES Nathalie TCHANG

83 Evolutions des consommations dans un immeuble de bureaux 84

84 Paroi vitrée : trouver le meilleur équilibre 85

85 Bâtiments : catégorie CE1 / CE2 Catégorie CE2 : local muni d un système de refroidissement et : Les autres locaux sont de catégorie CE1 Tableau valable pour une altitude < 400 m Maîtriser le développement de la climatisation

86 Approche du Bbio bureaux H1 non climatisé bureaux H3 climatisé Bch Bfr Becl Bch Bfr Becl

87 RT & conception Ne surtout pas utiliser la RT comme outil de conception car : - RT = calcul conventionnel (climat ; T consigne ; horaires d occupation ; apports internes ) - RT ne concerne qu une petite part des consommations énergétiques surtout dans les bâtiments tertiaires 88

88 Besoins de chauffage et en refroidissement (kwh/m².an) Influence de la surface et de l orientation des vitrages En bureaux zone H Besoins totales en chauffage et en refroidissement en fonction du pourcentage de surface vitrée selon l'orientation Equirépartie N/E S/O % 50% 75% 100% Vitrage (% de murs)

89 Consommation d'énergie primaire (kwhep/m².an) Choix en amont seulement choix sur le bâti? Répartition de la consommation en fonction du taux de vitrage en zone H1 avec production de chaud/froid PAC + VCV 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 25% 50% 75% 100% Taux de vitrage (%) Caux Cvent Cecl Cref Cch

90 Consommation d'énergie primaire (kwhep/m².an) Choix en amont seulement choix sur le bâti? Répartition de la consommation en fonction du taux de vitrage en zone H3 avec production de chaud/froid PAC + VCV 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 25% 50% 75% 100% Taux de vitrage (%) Caux Cvent Cecl Cref Cch

91 Nombre d'heures Puissance & consommations Occurence de puissances appelées pour le chauffage Puissance chaud appelée en kw

92 Rafraichissement actif ou passif? Réduction des apports et : Free-cooling Night-cooling Géo-cooling

93 Commissionnement des installations techniques Quel que soit le degré de précision voulu, les actions suivantes sont indispensables:. Vérifier le débit d air à chaque bouche de soufflage /extraction: Équilibrage de l installation Nombre potentiellement important de bouches sous-ventilées! A contrario, +10% de débit entraîne +30% de consommation des ventilateurs des CTA. Vérifier les horaires de programmation de chacune des CTA. Equilibrage des réseaux hydrauliques: débits et températures (lois d eau, retours, ). Niveau de calorifuge des réseaux (ECS et chauffage), y compris vannes, robinets, échangeurs. Si comptage, retour effectif de l information à la centrale d acquisition prévue (y compris emplacement correct des sondes de température). Temporisation des systèmes d éclairage (sous détection de présence notamment). Formation de l exploitant par les entreprises

94 Commissionnement des installations techniques Mise en place d essais performantiels, décrits dans les CCTP et suivis par le manager et l agent du commissionnement: Exemple : robinetterie et économies d eau Critères initiaux à respecter: - Temporisation entre 13 et 17 secondes - Volume soutiré < 0,8 L - Débit entre 2,7 et 3,3 L/min - 90% de conformité nécessaires pour validation

95 L importance de l usager

96 Les usages «RT» calculés en STD Chauffage Climatisation Eclairage Ventilation Auxiliaires ECS Total Production EnR -30 Bilan des consommations énergétiques «base» (kwhef/m²)

97 La maitrise des autres usages Bilan des consommations énergétiques «autres usages» (kwhef/m²)

98 Les enjeux environnementaux

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100 Maintien de la performance Quels outils utiliser? Christian CARDONNEL

101 Un travail d équipe indispensable Maitrise d œuvre et ingénierie = Produits Industriels + Entreprises = Conception et Conseils Construction de Qualité Mise au point et en mains, réglages, entretien = Commissionnement ou Econfort Usagers plus vertueux et plus sobres en confort = Comportement Citoyen

102 Les points impactant le bilan énergétique et économique : Le bilan initial des besoins et des consommations Les défauts de réalisation des travaux Les aléas climatiques (température et soleil) Le comportement confort des usagers Le commissionnement, la maintenance et le suivi des équipements mal réalisés L évolution du tarif des énergies et ressources

103 Les énergies renouvelables du bâtiment Les apports internes (occupants, usages domestiques, éclairage, ) 3 à 10 W/m², environ 15 à 20 kwh/m².an Les baies vitrées, apports solaires et de lumière naturelle de 15 à 30 kwh/m².an L air extrait de la ventilation 15 à 25 kwh/m².an Les eaux grises 10 à 20 kwh/m².an La biomasse L énergie solaire des capteurs solaires thermiques, PV et hybrides de 300 à 600 kwh/m².an L air extérieur, nappe phréatique, PAC.

104 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b Gaz Naturel Collectif

105 Cep Obt 38.4 Bilan en kwh/m².an Cep Max 57.5 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b Gaz Naturel + ECS Solaire Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch B Ch Pert. ECS 3.6 EnR.15 B ECS 18.4 Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep E. Nat EnR Sys. 15 EnR BBio 26.4

106 Cep Obt 50.2 Bilan en kwh/m².an Cep Max 57.5 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b PAC Air-Eau Collective Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch 5.5 Pert. ECS 3.6 B ECS 18.4EnR B Ch Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep E. Nat EnR Sys. 27 EnR BBio 26.4

107 Cep Obt 40.2 Bilan en kwh/m².an Cep Max 57.5 Exemple de bilan RT 2012 Résidentiel collectif zone H2b PAC Air-Eau Col. + PV Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch 5.5 Pert. ECS 3.6 B ECS 18.4EnR B Ch Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep E. Nat EnR Sys. 37 EnR BBio 26.4

108 Cep Obt 52.4 Bilan en kwh/m².an Cep Max 74.8 Exemple de bilan RT 2012 Rés. Collectif zone H2b Biomasse + Gaz (appoint) Déperditions BBio et TiC A Int A Sol Pert. Ch B Ch Pert. ECS 3.6 Chauffage + ECS + Aux & Ecl - PV = Cep B ECS 18.4 EnR E. Nat EnR Sys. 32 EnR BBio 26.4

109 Parois Opaques Isolation

110 Inertie de la structure

111 Perméabilité et système de VMC

112 Bilan chauffage à rebrousse poil Bilan Chauffage résidentiel Collectif En kwh et kwhep/m².an CARDONNEL Ingénierie De l objectif de consommation aux déperditions

113 Bilan ECS à rebrousse poil Efficacité globale du système ECS est relativement faible, attention aux pertes Bilan ECS résidentiel Collectif En kwh et kwhep/m².an CARDONNEL Ingénierie De l objectif de consommation aux besoins

114 Solution ballon électrique par logement

115 Solution solaire collectif appoint gaz

116 Solution solaire collectif appoint gaz (hiver)

117 Solution solaire collectif appoint gaz (été)

118 Solution SOLAR PUMP (collectif + PAC + solaire avec appoint électrique)

119 La Rénovation du Résidentiel Etude Fedene

120 Etude Fedene de 2012 Les 3 typologies de bâtiment Avant 1948 Haussmannien Glorieuses Années 80

121 Bâtiment 1, d'avant 1948 type Haussmannien Surface : 2364 m 2 (SHON) 24 logements (98 m²/logt) Pas d isolation thermique intérieure Baies vitrées simple vitrage menuiserie bois (rénovation ponctuelle) Isolation thermique moyenne Ventilation Naturelle Forte inertie thermique Valeur architecturale des façades extérieures (notamment côté rue) Chaudière datant des années 1980 Consommation énergétique du bâtiment de référence : 253 kwh/m 2.an en zone H1b

122 Bâtiment 2, datant des 30 Glorieuses Surface : 1422 m2 (SHON) 20 logements (71 m²/logt) Surfaces vitrées importantes Faible étanchéité à l air Ventilation mécanique Simple Flux Légère isolation des pignons et de la toiture Niveau global d isolation thermique médiocre Chaudière datant des années 1980 Consommation énergétique du bâtiment de référence : 398 kwh/m².an en zone H1b

123 Bâtiment 3, des années 80 Surface : 2123 m2 (SHON) 27 logements (79 m²/logt) Isolation par l intérieur (modérée) Isolation de la toiture terrasse Importants ponts thermiques Ventilation Mécanique Simple Flux Compacité moyenne des bâtiments Chauffage par radiateurs avec RTh. Chaudière d origine (années 1980) Consommation énergétique du bâtiment de référence : 230 kwh/m².an en zone H1b

124 Données climatiques des zones H D après Météo-France Et données horaires RT 2012 Moyenne sur 30 ans Zone climatique H H1b H2b H3 Ville de référence NANCY La ROCHELLE NICE Type de climat Continental Océanique Méditerranéen Température ext. minimum C Durée de chauffage par an heures DJU unifié base 18 C DJU Flux Solaire Sud Vertical kwh/m².an

125 Schéma de principe Chauffage & ECS

126 Bilan Thermique de base Chauffage et ECS avec pilotage et maintenance «PARFAIT» * * Consommation d énergie primaire

127 Diagnostic énergétique Un diagnostic permet de décrire l état initial du bâtiment L état initial de chacun des 3 bâtiments a été calculé dans les 3 zones, comme le montre l exemple ci-dessous pour la zone H1b d avant 1948 :

128 Bilan Thermique de base Chauffage et ECS impact du manque de pilotage et de maintenance Etat de référence conventionnel avec maintenance «parfaite» * * Consommation d énergie primaire

129 Bilan Thermique de base Chauffage et ECS impact du manque de pilotage et de maintenance Manque de pilotage et de maintenance = Près de 20 % de surconsommation d énergie Manque d équité thermique De nombreux aléas. * * Consommation d énergie primaire

130 Optimiser le bilan énergétique du bâtiment Des actions simples et immédiates : Améliorer le pilotage et la maintenance des équipements collectifs (contrat de maintenance et pilotage) 55 % des logements collectifs avec chauffage collectif disposent d un contrat de pilotage et de maintenance avec garantie de performance Rendre l équité thermique entre les usagers (équilibrage, adaptation loi de chauffe, réglage température ECS, ) Des actions sur les équipements collectifs Des actions sur le bâtiment (isolation thermique enveloppe) Des actions combinées pour trouver le juste équilibre

131 Vers la pertinence énergétique Consommation kwh/m².an Etat Initial Etat Futur Investissement HT/m²

132 Vers la pertinence énergétique Consommation kwh/m².an Etat Initial Etape 1 Etape 1 : Un bon pilotage et une bonne maintenance Des travaux simples = Bonne Pertinence et Equité Etat Futur Investissement HT/m²

133 Vers la pertinence énergétique Consommation kwh/m².an Etat Initial Etape 1 Etape 2 Etape 2 : Des travaux sur les équipements : Génération Condensation Equilibrage hydraulique, isolation réseaux Optimisation de la gestion Etat Futur Investissement HT/m²

134 Vers la pertinence énergétique Consommation kwh/m².an Etat Initial Etape 1 Etape 2 Etape 3 : Des travaux sur le bâtiment : Isolation thermique façade Isolation thermique planchers Remplacement des baies vitrées Ventilation et Perméa du bâti Etat Futur Etape 3 Investissement HT/m²

135 Vers la pertinence énergétique Consommation kwh/m².an Etat Initial Etape 1 Etape 2 Etape 3 Etat Futur La combinaison des 3 étapes améliore la pertinence globale Investissement HT/m²

136 Des bouquets de solutions performants Pour chaque bâtiment et chaque zone, il est possible de calculer l impact de chaque action d amélioration et donc le potentiel des combinaisons les plus performantes Ceci est illustré par le tableau ci-dessous, par exemple pour la zone H1b: Bâtiment Haussmannien 30 Glorieuses Années 80 Combinaison Coût : /logement Coût : /logement d actions sur les Economie d énergie : 34% Economie d énergie : 40 % équipements thermiques TRB* : 6 ans TRB* : 5 ans TRB* : 10 ans Combinaison Coût : /logement Coût : /logement d actions sur Economie d énergie : 45 % Economie d énergie : 40 % l enveloppe TRB* : 24 ans TRB* : 27 ans TRB* : 28 ans Rénovation Coût : /logement Coût : /logement globale Economie d énergie : 69% Economie d énergie : 73 % (équipements + enveloppe) TRB* : 19 ans TRB* : 18 ans TRB* : 25 ans * Temps de Retour Brut Une diversité de feuilles de route Coût : /logement Economie d énergie : 26% Coût : /logement Economie d énergie : 50 % Coût : /logement Economie d énergie : 64%

137 Influence de la zone géographique Les besoins de chauffages sont plus ou moins importants selon la zone géographique, d où une part de l eau chaude sanitaire plus ou moins importante Ceci se constate déjà à l état initial calculé comme le montrent les graphes suivants pour les zones H1b et H3 : Dans les zones les plus chaudes, la mise en place d une chaudière performante est à privilégier Part de l ECS de l ordre de 20 % Part de l ECS de l ordre de 30 %

138 Pilotage et maintenance : des solutions performantes dans le temps Après avoir réalisé les bouquets d actions adaptés au bâtiment à traiter, il est important de garantir la performance énergétique dans le temps Une solution existe : les contrats de pilotage et de maintenance des installations thermiques avec garantie de performance énergétique Maintien du rendement du brûleur Equilibrage du réseau de distribution Maintien de la température du réseau de distribution Réglage de la température d eau chaude sanitaire

139 Gain Surconsommation éventuelle sans pilotage et maintenance Un bâtiment muni d une chaudière récente peut subir une surconsommation en l absence d un pilotage et d une maintenance efficace -9% en 5ans -15% en 7ans -24% en 10ans Sans pilotage et maintenance Avec pilotage et maintenance, GRE sur la durée Avoir un bon pilotage et procéder à la maintenance de vieilles installations peuvent aussi apporter un gain important (plus de 20 % au bout de 10 ans)

140 Conclusions de l étude Fedene L étude montre qu il est possible d atteindre les objectif fixés par le gouvernement à travers : Un choix judicieux de feuilles de routes constituées de bouquets d actions adaptés à chaque bâtiment suite à un diagnostic énergétique Avec la prise en compte du pilotage et de la maintenance efficaces des installations thermiques Objectif global BBC existant en 2050 (80 kwh/m 2.an) Elle s inscrit dans une logique de gestion du patrimoine : Intérêt du propriétaire : facilité à louer et à garder le locataire, valeur verte du bâtiment Intérêt des locataires et plus généralement des utilisateurs : maitrise des charges, confort Comportement des utilisateurs plus efficient grâce aux conseils et solutions adaptées apportées par les opérateurs d efficacité énergétique (confort équivalent avec optimisation de la consommation d énergie Jusqu à plus de 20% d économie d énergie

141 Évolution du bilan énergétique en kwh ep/m²an

142 Évolution du bilan énergie en kwhep /m²an

143 Évolution du coût d exploitation en TTC /m²an

144 Évolution du besoin (kwh/m².an) en fonction du niveau de température

145 Impact température distribuée ECS - de coût - d énergie + de m3 facturés

146 Impacts sur l énergie & le coût ECS +12 % en facturation - 15 % en énergie

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