L intégration de l efficacité énergétique et du développement urbain durable dans les études de faisabilité

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1 MEMOIRE Présenté à l Université de Marne-la-Vallée, UFR Sciences Humaines, Département Ville, Territoire et Environnement, pôle Ville En vue d obtenir le grade de Master Génie Urbain (2 ème année) Spécialité : Ingénierie de la Maîtrise d œuvre (IMO) Par Romain MORILLON L intégration de l efficacité énergétique et du développement urbain durable dans les études de faisabilité Mémoire soutenu le novembre 2005 : Directeurs de mémoire : M. Youssef Diab, Professeur des Universités, responsable du Master Génie Urbain M. Denis Morand, Maître de conférences, responsable de la spécialité IMO UMLV

2 A quoi sert une maison si nous n avons pas de Terre vivable où la poser? Henry David Thoreau, philosophe 2

3 Je tiens à adresser toute ma reconnaissance : A l Université de Marne-la-Vallée : Remerciements à mes Professeurs : M. Youssef Diab, Professeur des Universités, responsable du Master Génie Urbain M. Denis Morand, Maître de conférences, responsable de la spécialité IMO qui m ont proposé ce sujet qui s est avéré au cours des recherches beaucoup plus pionnier qu il n y paraissait au premier abord, qui m ont guidé tout au long de ce parcours avec diligence et discernement et qui m ont permis de mener à bien ce mémoire A Euro Disney Associés SCA : Le stage que j ai effectué au sein de Euro Disney Associés SCA entre février et novembre 2005 m a permis de découvrir l exigence du travail au sein d une entreprise multinationale et d acquérir nombre de connaissances dans le domaine théorique et pratique. Je tiens à remercier toutes les personnes qui m ont reçu pour partager leurs points de vue sur la conception d une ville à travers le développement durable, celles qui m ont soutenu et m ont communiqué leur enthousiasme et leur expérience. Je tiens à exprimer ma gratitude tout particulièrement à : M. Gérard Couturier, Directeur Projets spéciaux au Développement Immobilier de Euro Disney Associés SCA, qui m a accompagné tout le long de mon stage et son assistante Mme Danièle Moroni, M. Dominique Cocquet, Directeur Général Adjoint et Vice-président des Relations extérieures de Euro Disney M Francis Borezée, Vice-président du Développement Immobilier de Euro Disney Au service Recherche et Innovations de Pierre & Vacances : à Mme Maria Outters, Directrice Recherche et Innovation et Mlle Marie Balmain, Chargée du Développement Durable de m avoir ouvert les portes de leur activité professionnelle sur l essor immobilier, qui m ont permis d associer recherche et développement d expérimentations en m intégrant au cœur de leur entreprise A mes parents, mon frère Laurent, à Marie pour leur soutien sans faille, leurs conseils prodigués et leur aide positive 3

4 Résumé 5 Introduction 6 1 Définition du cadre de réglementation de l énergie L apparition du concept de développement durable Définition du développement durable Historique du développement durable Les enjeux développement durable pour l énergie Les réglementations énergétiques Les réglementations thermiques dans les bâtiments Les démarches environnementales dans les bâtiments L insertion de ces normes au cœur des politiques nationales 16 2 Les différentes alternatives pour réaliser les objectifs en terme de performance énergétique Le recours aux énergies renouvelables Les sources d énergie renouvelable La position des énergies renouvelables dans le bilan énergétique global _ Les différentes utilisations des EnR Le choix des matériaux et de l isolation Les «matériaux durables» L isolation «durable» L architecture bioclimatique Les principes de l'architecture climatique : Retour d expériences et application des notions du «développement urbain durable» 35 3 L application de l efficacité énergétique dans les phases de faisabilité Le projet Villages Nature Présentation générale du Projet Applications concrètes en terme de développement durable dans les études de faisabilité Les différentes opportunités d intégrer l efficacité énergétique Le Bilan Carbone Le principe One Planet Living (OPL) Les orientations et propositions pour la mise en place d une prise en compte de l efficacité énergétique dans les études de faisabilité L approche bâtiment L approche quartier 52 Conclusion 54 Webgraphie 55 Bibliographie 57 Table des figures 60 Annexes 61 4

5 Résumé Il serait vain d essayer de définir une entreprise humaine totalement respectueuse de l environnement bien que certains établissements ou activités économiques cherchent les moyens d en limiter l impact. Certains principes permettent d envisager, de manière globale, les interactions entre une opération créative et l environnement. En deçà des Systèmes de Management Environnemental (SME), il existe d autres méthodes dans le domaine de la construction pour limiter les conséquences sur l environnement. Pour les opérations d aménagement, les SME ou autres concepts d organismes publics et les associations permettent de structurer la réflexion environnementale issue d une volonté politique et de lui donner une application rigoureuse et concrète dans l espace et dans le temps. Outre les définitions et les exemples de rigueur, ce mémoire s attache à identifier l application de l efficacité énergétique et celle du développement urbain durable dans les phases de conception d opérations d aménagement, tant au niveau produit qu au niveau territorial. La réflexion s attarde tout particulièrement sur les obstacles probables ou constatés de l application de ces concepts sensés anticiper les évolutions techniques, législatives et environnementales liées à l aménagement du territoire et aux bâtiments. Mots-clés : Développement urbain durable ; Efficacité énergétique ; Management environnemental ; Energies renouvelables ; Etudes de faisabilité. 5

6 Introduction Concilier l essor économique avec les aspirations sociales et la prise en compte de l'environnement, c'est s'engager dans une démarche de développement durable. Si beaucoup adhèrent à ses principes et souhaitent inscrire leurs initiatives dans cette logique, il est souvent difficile d'évaluer l'impact de chacune de nos décisions, de chacun de nos gestes quotidiens sur le développement durable et leurs conséquences environnementales. Nos modes de consommation ont un effet sur l'environnement et modifient les conditions sociales de fabrication des biens. Le chef d'entreprise tout en recherchant la rentabilité de son activité, a souvent le choix entre différentes alternatives qui n'auront pas les mêmes répercussions sur l'environnement. Euro Disney s est associé dans une démarche partenariale à Pierre & Vacances afin de travailler sur un quartier intégrant les préoccupations environnementales de «développement durable». Ce futur quartier touristique, baptisé «Villages Nature», vise des objectifs de consommations énergétiques et d intégration dans ce site ambitieux. Mais aujourd hui, comment intégrer concrètement les principes du développement durable, et plus particulièrement ceux de l efficacité énergétique dans les études de faisabilité d un tel projet? Comment réduire les consommations énergétiques et réduire la consommation de nos ressources? Ces questions, assez globales sont de plus en plus souvent prises en compte dans la notion de quartier mais aussi des bâtiments. Le secteur du bâtiment, avec 41 % de la demande finale en énergie au niveau européen, présente l'un des plus grands potentiels d'efficacité énergétique et de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Un travail sur l énergie dans le site apparaît comme un enjeu majeur de réussite de l opération. L efficacité énergétique étant un pilier fondamental du développement durable, il convient de réfléchir, dans la phase de conception aux différentes possibilités de réduction des postes énergétiques ainsi qu aux diverses sources d énergies renouvelables disponibles sur le marché tout en conciliant un souci de rentabilité économique et de confort pour les futurs clients du site. La dimension internationale des entreprises Euro Disney et Pierre & Vacances permet aussi de jouer un rôle de vitrine et de «locomotive» des bonnes pratiques du développement durable. Plus largement, ce projet s intègre dans un contexte global de développement urbain durable, notion qui se développe à travers de multiples exemples à travers le monde. Ces différents point seront développés à travers ce mémoire en définissant dans un premier temps ces diverses notions et l inscription de l énergie dans le contexte du développement durable. Dans un second temps, nous nous interrogerons sur les différentes alternatives pour concilier consommations énergétiques et environnement. Enfin, nous en verrons l application concrète et les difficultés qui peuvent en résulter. 6

7 1 Définition du cadre de réglementation de l énergie 1.1 L apparition du concept de développement durable Définition du développement durable Le développement durable se veut un processus de développement qui concilie l'écologique, l'économique et le social établit un cercle vertueux entre ces trois pôles : c'est un développement, économiquement efficace, socialement équitable et écologiquement soutenable. Il est respectueux des ressources naturelles et des écosystèmes, support de vie sur Terre qui garantit l'efficacité économique sans perdre de vue les finalités sociales du développement que sont la lutte contre la pauvreté, contre les inégalités, contre l'exclusion et la recherche de l'équité. Figure 1 : Les trois composantes du développement durable Source : Une stratégie de développement durable doit être gagnante de ce triple point de vue, économique, social et écologique. Le développement durable suppose que les décisions et comportements humains parviennent à concilier ce qui semble pour beaucoup inconciliable, parviennent à élargir leur vision : il impose d ouvrir notre horizon temporel sur le long terme, celui des générations futures, et notre horizon spatial, en prenant en compte le bien-être de chacun, qu'il soit habitant d'un pays du Sud ou du Nord, d'une région proche, de la ville ou du quartier voisin. Le développement durable se fonde sur la recherche d intégration et de mise en cohérence des politiques sectorielles et impose un traitement conjoint des effets économiques, sociaux et environnementaux de toute politique ou action humaine. Une telle approche d intégration impose des démarches multipartenariales et interdisciplinaires. Son succès repose sur le partenariat et la coopération entre acteurs de disciplines différentes (économie, sociologie, écologie, etc.), de secteurs différents comme les transports, l eau, les déchets, le milieu naturel ou le développement social, de milieux différents (entrepreunarial, associatif, institutionnel, administratif, commercial, syndical), agissant à des échelons territoriaux multiples, du niveau international au niveau local. 7

8 Le développement durable repose en fait sur une nouvelle forme de gouvernance où la mobilisation et la participation de tous les acteurs de la société civile aux processus de décision doivent prendre le pas sur le simple échange d informations. Le développement durable entend promouvoir la démocratie participative et rénover l'approche citoyenne. L'accès à l'information et la transparence en sont les pré-requis. Le monde prend conscience de la menace d'un réchauffement climatique qui serait dû à la croissance des émissions de gaz à effet de serre. À mesure que nous bâtissons un groupe mondial, nous développons à la fois notre responsabilité face à ce problème planétaire et nos moyens d'apporter des solutions pour concilier croissance économique, respect de l'environnement et progrès social. Si l on en croit les données démographiques, il y a de fortes chances pour que la Terre soit peuplée de 10 milliards d êtres humains avant le milieu du siècle Historique du développement durable Le développement durable est une notion qui vient de l extérieur, de l international. Tout commence véritablement dans les années 1960 avec les premières critiques du mode de croissance productiviste. Le Club de Rome, club d industriels fondé en 1968, est à la tête de ce mouvement. En 1971, les 24 pays membres de l Organisation de Coopération et de Développement Economique (OCDE) proclament le principe de pollueur-payeur. En 1972, ils commandent une étude à une équipe du Massachusetts Institute of Technologie (M.I.T.) dirigée par Dennis Meadows. Ces chercheurs publient alors un ouvrage désormais célèbre qui a pour titre Halte à la croissance. Face à la surexploitation des ressources naturelles liée à la croissance économique et démographique, cette association, prône la croissance zéro : seule croissance capable de concilier évolution démographique exponentielle et quantité limitée de ressources naturelles. En clair, le développement économique est alors présenté comme incompatible avec la protection de la planète à long terme. En parallèle, face à la montée des mouvements sociaux qui intègrent largement les préoccupations environnementales, les premiers ministères de l environnement sont créés au sein de différents gouvernements nationaux (1969 pour les Etats-Unis ; 1971 pour la France). C est dans ce climat de confrontation et non de conciliation entre l écologie et l économie que se tient la Conférence des Nations Unies sur l'environnement en 1972, à Stockholm, en Suède. Les thèmes centraux de la Conférence étaient : l 'interdépendance entre les êtres humains et l'environnement naturel les liens entre le développement économique et social et la protection de l'environnement la nécessité d'une vision mondiale et de principes communs Des personnalités comme Maurice Strong, organisateur de la Conférence, puis le professeur René Dubos, Barbara Ward et Ignacy Sachs, insistent sur la nécessité d intégrer l équité sociale et la prudence écologique dans les modèles de développement économique 8

9 du Nord et du Sud. Il en découlera la création du Programme des Nations Unies pour l Environnement (PNUE) ainsi que le Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD). Le concept d éco-développement est alors mis en avant. Mais plus le temps passe, plus la société civile prend conscience de l urgence de mettre en place une solidarité planétaire pour faire face aux grands bouleversements des équilibres naturels. Ainsi, au cours des années 1980, le grand public découvre les pluies acides, le trou dans la couche d ozone, l effet de serre, la déforestation et la catastrophe de Tchernobyl! L ensemble de l opinion publique a été sensibilisé au «problème du climat» en particulier par le risque de destruction de la couche d ozone. Ce mouvement a été lancé à la conférence de Montréal en bannissant les Chlorofluorocarbures (CFCs). Ce fut une victoire symbolique majeure. Le problème de la couche d ozone est présenté comme un mythe fondateur. Même si la preuve totale n a jamais été faite, l ensemble de la population mondiale y croit. D autres phénomènes se développent comme la biodiversité et le principe de précaution. Dès 1980, l union mondiale pour la nature (UICN) parle pour la première fois de Sustainable Development (traduit à l époque par développement soutenable). Mais le terme passe presque inaperçu. En 1983, l Organisation des Nations Unies (ONU) demande à Mme Gro Harlem Bruntland (ex-chef du gouvernement de Norvège) de présider une commission indépendante chargée d enquêter sur la question de l environnement global et le développement. En 1987, cette commission remet le rapport dit «rapport Brundtland», qui a pour titre Our common future (Notre avenir à tous). Ce rapport introduit une rupture fondatrice dans la conception des gouvernements sur les relations entre l environnement et les politiques publiques et prône le concept de «sustainable development», développement soutenable ou durable. Reprenant ces thèmes, la Commission mondiale sur l'environnement et le développement (la Commission Brundtland) a rendu public, en 1987, un rapport demandant un développement qui permet de : ''répondre aux besoins du présent sans compromettre la possibilité pour les générations futures de satisfaire les leurs''. La définition fait partie des modifications apportées à la Loi sur le vérificateur général qui ont permis de faire créer le poste de commissaire. La Commission Brundtland a poursuivi en déclarant que ''... le développement durable n'est pas un état fixe de l'harmonie, mais plutôt un processus d'évolution durant lequel l'exploitation des ressources, l'orientation des investissements, l'avancement du développement technologique et les transformations institutionnelles sont conformes à nos besoins aussi bien futurs que présents''. Depuis cette date, le concept de développement durable a été adopté dans le monde entier. C'est en juin 1992, au premier ''Sommet de la Terre'' organisé par les Nations Unies qu'est consacré le terme de ''développement durable''. 170 chefs d'etats et de gouvernements signent un programme d'actions pour le XXIème siècle : l'agenda 21 qui en dresse les objectifs 1. 1 Cf. Annexe 9

10 1.2 Les enjeux développement durable pour l énergie Les réglementations énergétiques Texte relatif à la performance énergétique des bâtiments Cette directive a pour objectif d'établir un cadre commun destiné à promouvoir l'amélioration de la performance énergétique globale des bâtiments. La directive traite des énergies renouvelables d'une manière marginale : seul l'article 5 mentionne que pour les bâtiments neufs d'une superficie supérieure à 1000 m², les Etats membres doivent veiller à ce que des mesures comme l'approvisionnement en énergies décentralisées faisant appel aux énergies renouvelables, fassent l'objet d'une étude de faisabilité et qu'il en soit tenu compte avant le début de la construction. Toutes les dispositions de la directive s'articulent toutefois autour de l'amélioration de la performance énergétique des bâtiments. La définition de cette dernière, précisée dans l'article 2, cite l'auto-production d'énergie comme une composante permettant de la calculer. Projet de loi d'orientation sur l'énergie (juin 2004) Ce texte vise d'une part à définir les objectifs et les grandes orientations de la politique énergétique de la France et d'autre part à compléter la législation actuelle par des mesures dans les domaines de la maîtrise de l'énergie, des énergies renouvelables et de la qualité du réseau de transport et de distribution d'électricité. Il comporte notamment des objectifs en terme de progression d'utilisation des énergies renouvelables thermiques et de diversification des moyens de production d'électricité, ainsi que des nouveaux outils incitatifs (crédit d'impôt majoré à 40 % et certificats d'économie d'énergie). La loi a été promulguée le 13 juillet 2005, elle a été publiée au Journal officiel du 14 juillet La loi vise à donner une réponse à deux défis majeurs : la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre et une probable augmentation à moyen terme des prix du pétrole et du gaz. Quatre objectifs sont dans ce cadre assignés à la politique énergétique : garantir la sécurité de l approvisionnement mieux préserver l environnement et en particulier lutter contre l effet de serre garantir un prix compétitif de l énergie tant pour les particuliers que pour les industries garantir l accès pour tous à l énergie. Le texte donne notamment le feu vert au lancement du réacteur nucléaire de 3ème génération, l European Pressurised Reactor (EPR) et met par ailleurs l accent sur la promotion des énergies renouvelables. Des "certificats d énergie" sont créés qui seront délivrés aux fournisseurs de fioul domestique, d électricité et de gaz réalisant des économies d énergie, faute de quoi ils devront payer des pénalités ou acheter des certificats. Plus aucun plafond n a été fixé pour la taille des parcs d éoliennes, seules les collectivités locales décideront d autoriser leur installation. 10

11 A la demande du gouvernement un amendement a été voté plafonnant la taxe sur l électricité payée par les grandes entreprises (CSPE : Contribution au service public de l électricité) à 0,5% de la valeur ajoutée produite par l entreprise Les réglementations thermiques dans les bâtiments Les Réglementations Thermiques de 2000 et 2005 Après plusieurs années de travail et de concertation avec les professionnels, la Réglementation Thermique 2000 est entrée en vigueur en 2001 pour tous les permis de construire déposés à partir du 2 juin. Les décret et arrêté ont été publiés au journal officiel du 30 novembre La Réglementation Thermique porte à la fois sur les bâtiments neufs résidentiels et tertiaires. Elle vise à réduire les consommations d'énergie de 20% dans les logements et de 40% dans le tertiaire, à limiter l'inconfort d'été dans les locaux non climatisés. Elle s'exprime sous forme de performances à atteindre pour laisser toute liberté de conception aux architectes et aux bureaux d'études afin de favoriser l'innovation technologique et l'optimisation de leurs projets. Elle impose trois exigences à satisfaire : la consommation d'énergie doit être inférieure à une consommation de référence la température atteinte en été doit être inférieure à une température de référence des performances minimales sont requises pour une série de composants (isolation, ventilation, système de chauffage ) Elle prend en compte de manière plus globale qu'auparavant les consommations d'énergie. Elle envisage de manière détaillée les consommations pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire, la ventilation, l'éclairage du tertiaire et bientôt la climatisation. Et, nouveauté, elle intègre des exigences destinées à améliorer le confort d'été. Les orientations qui sont déclinées dans la RT2005 et qui ont été précisées dans le plan climat Il y est notamment souligné que l objectif d amélioration de 15% de la performance énergétique des constructions neuves ne pourra être atteint qu en incitant résolument les maîtres d œuvre et maîtres d ouvrage à exploiter toutes les possibilités d amélioration de cette efficacité énergétique. Cet objectif se développe dans la RT2005 avec les priorités suivantes : en premier lieu, introduire une limite de consommation en kwh/m2/an et une évaluation des émissions de CO2 mieux valoriser le recours aux énergies renouvelables (EnR) et la conception bioclimatique limiter le recours à la climatisation en lien avec le renforcement des exigences sur le confort d été ainsi que le calcul des éventuelles consommations de génération de froid renforcer les exigences sur certains équipements et composants. De plus, en ce qui concerne plus particulièrement la climatisation des bâtiments, le plan climat adopte le principe suivant : 11

12 Il sera demandé au concepteur d optimiser la conception de son bâtiment à l égard du confort d été [ ]. Cette démarche, qui est celle de l architecture bioclimatique, devra limiter le recours à la climatisation. Pour les bâtiments qui, en raison de contraintes particulières, doivent garantir des températures très basses en été, la climatisation pourra être admise sous réserve que la performance énergétique du bâtiment soit améliorée pour tenir compte de la consommation des installations de climatisation, et sous réserve des performances de celles-ci Les démarches environnementales dans les bâtiments La Haute Qualité Environnementale Le bâtiment est au cœur des préoccupations de développement durable, dont il est un enjeu majeur. D abord pour l économie : le secteur pèse près du cinquième du PIB, avec les consommations qui lui sont associées en particulier l eau et l énergie et les services nécessaires au fonctionnement habituel des bâtiments. En matière d environnement, les bâtiments ont des effets considérables : prélèvement de ressources, transformation des milieux naturels et des paysages, rejets d eaux usées, pollution de l air, production de déchets de chantier équivalente en quantité à celle des déchets ménagers. Le bâtiment interfère sur le confort et la santé des usagers : nous passons 90% de notre temps dans un univers clos. Les chercheurs commencent aujourd hui à établir le lien entre certaines maladies respiratoires et l air intérieur des constructions. Enfin, la maîtrise des charges d habitation est déterminante pour nombre d usagers, en particulier les ménages les plus modestes. Les bâtiments que nous construisons aujourd hui, du fait de leur longévité 50 ans et plus se doivent d intégrer les contraintes de demain dans tous ces domaines. Pour inscrire le bâtiment dans une logique concrète de développement durable, l ensemble des professionnels du secteur public et privé ont mis en oeuvre depuis plusieurs années une démarche de Haute Qualité Environnementale (HQE), qui concerne la conception, la construction, la gestion et l usage. La HQE s affirme comme la recherche du meilleur résultat possible dans l adéquation, à un moment donné, d un bâtiment à son environnement. Pragmatique, elle ne dicte pas les règles strictes d un process qui deviendrait obsolète en quelques années, mais elle propose une méthode de travail et des objectifs pour intégrer l environnement à toutes les étapes de la vie du bâtiment. La HQE nous concerne tous et dans tous les aspects de notre quotidien : dans un immeuble de bureaux, un local industriel, une résidence hôtelière, un espace de loisirs et, bientôt, dans une logique d aménagement du territoire et d aménagement urbain. Le défi est aujourd hui de faire de cette démarche expérimentale un vrai réflexe et une préoccupation quotidienne. Du concepteur à l usager, de l aménageur au maître d œuvre, chacun doit désormais faire le choix de la recherche de la HQE. L État a d ores et déjà inscrit dans la stratégie nationale du développement durable le choix de la HQE pour ses bâtiments. L objectif est double : assurer une meilleure gestion de son parc immobilier et encourager les acteurs à choisir la HQE. Le développement durable doit se réaliser dans les actes et les décisions politiques. La Haute Qualité Environnementale, qui en est la traduction opérationnelle rapportée au bâtiment, implique une vraie ambition : pour la collectivité comme pour les acteurs économiques et les citoyens. 12

13 Les autres labels mondiaux : D autres pays européens ont aussi des labels écologiques pour la construction. Nous pouvons citer notamment MINERGIE en Suisse, LEED aux Etats-Unis ou encore Passive Haus en Allemagne. - Le label MINERGIE : Mis en place en 1996, le label est exploité par l association Minergie (AMI) sous mandat de l Agence Fédérale du Bâtiment. Créée dans le cadre du plan de réduction de 10% des émissions de CO2 d ici à 2010 de la Confédération helvétique, Minergie porte exclusivement sur la réduction de la consommation d énergies non-renouvelables dans les opérations de construction ou de réhabilitation. Les exigences d efficacité énergétique du label concernent un grand nombre d aspects allant de l enveloppe du bâtiment à la dépense d énergie thermique (avec des valeurs limites), en passant par le renouvellement de l air (devant se faire au moyen d une installation mécanique), l éclairage et la production de froid ou de chaleur (en fonction du type de bâtiment). Les bâtiments certifiés Minergie ne consomment en moyenne que 35% de l énergie utilisée dans des constructions traditionnelles. Notons que Minergie se différencie des autres référentiels notamment par le fait intéressant qu il s accompagne d exigences liées à la maîtrise des coûts. Ainsi le label Minergie ne peut être délivré si l atteinte des objectifs d efficacité énergétique engendre un surinvestissement de plus de 10% (parallèlement, des prêts à taux préférentiels ont été mis en place pour soutenir les maîtres d ouvrage dans leurs efforts). Ainsi, pour atteindre les niveaux de performances requis dans la limite des surinvestissements autorisés, les maîtres d ouvrage sont incités à optimiser les gains en énergie passive (par exemple grâce à une meilleure orientation du bâtiment), à minimiser les déperditions thermiques, à utiliser l énergie de manière rationnelle (par exemple en privilégiant l installation d une ventilation mécanique contrôlée et équipée d un échangeur de chaleur ou en réduisant la longueur des réseaux d eau chaude) et à utiliser les énergies renouvelables (avec par exemple des panneaux solaires pour le chauffage de l eau chaude sanitaire, une pompe à chaleur ou un chauffage au bois pour la production de chaleur) bâtiments étaient certifiés Minergie fin 2004, parmi lesquels le siège de la grande enseigne de distribution Migros à Zurich, l usine de STS à Sirnach ou l hôtel Riderspalace à Laax. MINERGIE définit cinq exigences de base pour un bâtiment. Ces exigences primaires requises pour l'enveloppe utilisée pour assurer une technique de construction durable sont : les valeurs limites MINERGIE selon l'indice de dépense d'énergie thermique le renouvellement d'air au moyen d'une installation mécanique les exigences supplémentaires, en fonction de la catégorie du bâtiment, concernant l'éclairage et les productions de froid et de chaleur industrielles L'investissement supplémentaire par rapport aux objets conventionnels comparables peut être de 10% au maximum. Comme procédure de vérification, les architectes et les planificateurs ont le choix entre la justification individuelle du système et les solutions standard, faciles à utiliser. 13

14 - Le label LEED : Ce label a été créé aux Etats-Unis en 1999 par un petit groupe d entreprises réunies au sein du US Green Building Council (une association à but non lucratif qui compte aujourd hui environ 4000 organisations membres) afin d établir un standard commun d évaluation de la performance environnementale des bâtiments, de promouvoir la démarche et de développer le marché en stimulant l innovation et la concurrence des entreprises sur ce thème. Le label relève d une approche «produit» portée exclusivement sur le résultat final - l ouvrage - et concerne les bâtiments commerciaux et de bureaux, les logements, les rénovations de quartiers, les opérations de rénovation. Il peut également être appliqué à différentes parties d un même bâtiment comme l enveloppe ou l aménagement intérieur. Les bâtiments sont notés selon 4 niveaux de performance (platine, or, argent et bronze) suivant le nombre de crédits donnés à 34 cibles rassemblées en 5 grands thèmes : durabilité du site, gestion de l eau, énergie et rejets atmosphériques, matériaux et ressources, qualité environnementale de l environnement intérieur, innovation et conception. La grille de notation comporte 69 crédits au total et l accréditation est décernée à partir du moment où le bâtiment reçoit 26 points au moins. Le système est revu régulièrement pour être perfectionné et a récemment été adapté pour les établissements de santé et pour les bâtiments militaires. Le développement de LEED s appuie sur une stratégie marketing internationale et l US GBC est à l origine du World Green Building Council 91, une association créée en 1998 qui fédère des organismes de différents pays (USA, Mexique, Brésil, Japon, Italie, Espagne, Emirats arabes unis, Australie, Chine et Corée) dédiés à promouvoir l utilisation du standard localement. Fin 2004, on comptait aux Etats-Unis 137 immeubles certifiés LEED et projets de construction candidats à la certification. Un petit nombre de bâtiments certifiés existent également hors Etats-Unis : c est notamment le cas du siège de la Confederation of Indian Industry, à Hyderabad en Inde. Achevé en 2004, ce bâtiment a reçu le certificat «platine» de LEED avec 56 points sur 69. Ses caractéristiques environnementales les plus remarquables sont : l utilisation de l énergie passive la mise en place d une station pour les véhicules électriques un système de surveillance de la qualité de l air intérieur L optimisation de l éclairage naturel a permis une diminution de 40% de la consommation d électricité et 60% des eaux utilisées proviennent du système de récupération des eaux de pluies. En outre, depuis sa rénovation, la fréquentation du bâtiment a augmenté de 19%. - Le label Passive Haus Le label allemand «Habitat Passif» développé par l institut «Wohnenund Umwelt» de Darmstadt (Allemagne) a été créé en vue de réduire la consommation d énergie des immeubles d habitation. Les objectifs fixés dans le cadre de ce référentiel sont les suivants : assurer l apport en énergie solaire passive (le solaire doit contribuer au minimum de 40% des besoins de chauffage), renforcer l isolation (le coefficient de déperdition thermique de l enveloppe doit être d environ 0,1 kwh/m2) 14

15 utiliser les énergies renouvelables favoriser la récupération de chaleur Grâce à ces mesures, les consommations annuelles de chauffage pour les immeubles d habitation ne devraient pas dépasser les 15 kwh/m²/an et 42 kwh/m²/an pour les consommations globales de chauffage, eau chaude sanitaire et électroménagers soit 25% des consommations moyennes européennes actuelles. Accompagnant la certification, une «carte d identité énergétique» du bâtiment doit désormais être accessible lors de la mise en vente ou de la location. Les coûts de mise aux normes des bâtiments pour répondre aux exigences du label PassivHauss diminuent d année en année avec l expérience et aujourd hui en moyenne reviennent à 900 euros/m2. Notons que les critères énergétiques du label PassivHaus ont servi de référence à la Réglementation Thermique revue en 2002 pour intégrer la consommation d énergie liée à la climatisation. - Le label Total Quality Cette certification a été développée en 2000 en Autriche de manière conjointe par les Ministères du Transport, du Logement et de l Innovation. Assez récente et encore peu utilisée, cette certification concerne tous types de bâtiments et s avère innovante par sa volonté d être la plus exhaustive possible. Concrètement, les critères pris en compte vont de la préservation des ressources au confort des utilisateurs, la flexibilité de la construction, l entretien mais aussi la protection contre les actions criminelles, l adaptation aux handicapés et aux personnes âgées, la garantie de la qualité lors de la construction, sans oublier les critères de coûts. - Les autres labels La liste des référentiels présentés n est pas exhaustive et d autres méthodes existent, comme par exemple le Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency (CASBEE) au Japon qui s inspire du référentiel LEED. Pour toutes ces méthodes, on ne sait généralement pas comment les données et les informations sur les bâtiments sont traitées : ce manque de transparence rend les comparaisons très difficiles mais celles-ci restent possibles si l on considère de manière séparée des critères bien précis (par exemple : les cibles énergétiques). Par ailleurs, la plupart de ces méthodes sont fondées sur des systèmes de référence qui leur sont propres (par exemple : méthode de construction courante dans le pays, réglementation en vigueur, etc.) et pour les comparer, il faudrait pouvoir se référer à des critères communs. A cet effet, une initiative a été lancée en 1996, le Green Building Challenge93, en vue de créer un référentiel commun qui devait servir de base à une approche plus internationale. Cependant les résultats à ce jour ne sont pas totalement probants car même si un accord a finalement été trouvé pour comparer les différents référentiels existants, il ne s est pas avéré possible de mettre au point une méthode absolue à cause des disparités dans les modes de calcul. L expérience de l Europe, où il est difficile de s accorder sur un système de référence comparable pour les questions d efficacité énergétique, illustre bien la difficulté d établir une norme commune à plusieurs pays. Pour conclure, il est important de signaler que si l uniformisation est difficile à établir, elle n est pas le premier objectif de ces démarches volontaires qui visent davantage à créer une dynamique d engagement dans la construction durable des différents acteurs locaux, sur chaque marché. Cependant LEED semble s imposer dans les pays Anglo-saxons comme une référence. 15

16 1.2.4 L insertion de ces normes au cœur des politiques nationales La Stratégie Nationale de Développement Durable Depuis mars 2005, l environnement a fait son entrée dans la Constitution. L article 6 de la Charte de l environnement stipule que «les politiques publiques doivent promouvoir un développement durable. A cet effet, elles concilient la protection et la mise en valeur de l environnement, le développement économique et le progrès social.» C est dans cette logique que s est inscrite la Stratégie Nationale de Développement Durable (SNDD). Arrêtée en 2003, elle se déroule jusqu en Elle est découpée en 10 programmes d action qui visent une centaine d objectifs sur près de 500 actions. Elle implique l Etat, mais aussi les collectivités, les entreprises et les simples citoyens. Ne se limitant pas à une liste d actions, la SNDD constitue un véritable processus, où l apprentissage et l amélioration permanente tiennent une grande place. C est pourquoi un second séminaire, réunissant le 23 mars 2005 l ensemble du gouvernement, a décidé 29 mesures nouvelles qui s intègrent à celles de Une des mesures phares concernant l efficacité énergétique est le débat national sur l énergie qui s est déroulé entre octobre 2003 et juillet 2005, avec l adoption d une loi de programme sur les énergies. La loi de programme sur l énergie 2 Disposer de ressources énergétiques suffisantes et à un coût compétitif est une condition nécessaire au progrès social et à la vitalité économique d un pays. La France qui acquitte chaque année une facture énergétique extérieure de 23 milliards d euros et reste dépendante du pétrole à hauteur de 40%, se doit de trouver les moyens de compenser ses faibles ressources énergétiques fossiles. Depuis 1970, la préoccupation des gouvernements a été de mener une politique énergétique capable d offrir à nos concitoyens un approvisionnement énergétique sûr, compétitif et de plus en plus respectueux de l environnement. Cette politique énergétique française a conduit à la mise en œuvre d une certaine maîtrise des consommations et au développement de filières de productions nationales, notamment un important parc nucléaire et hydraulique, une filière de biocarburants et une expérience importante en géothermie. En devenant le premier producteur d énergie nucléaire en Europe, mais aussi le premier producteur d énergies renouvelables (principalement hydraulique), la France a pu réduire son taux de dépendance en matière de production d électricité. La dépendance en ressources énergétiques fossiles importées pour le secteur des transports s'est en revanche accentuée. Si cette politique a donc été globalement couronnée de succès, elle doit aujourd hui faire face à de nouveaux enjeux : des défis environnementaux devenus majeurs, une libéralisation progressive des marchés et une instabilité géopolitique accrue. Elle doit surtout permettre de préparer les 30 ans à venir et à ce titre s inscrire dans une politique globale de développement durable. 2 Loi n du 13 Juillet

17 La pollution locale, les émissions de gaz à effet de serre et les évolutions préoccupantes du climat qui en découlent, confirment en effet l impérieuse nécessité de réduire, au niveau mondial, de moitié les émissions de gaz à effet de serre avant 2050 (cf. 3ème rapport du Groupe Intergouvernemental d Experts sur le Climat). Pour les pays développés, cela implique de diviser par quatre leurs émissions. A cet égard, les choix faits par la France lui permettent déjà de présenter un niveau d émission de gaz carbonique, parmi les plus bas de l OCDE, puisqu elle est seulement le 23ème émetteur par habitant. Les engagements pris par la France dans le cadre du protocole de Kyoto sont néanmoins très ambitieux et supposent notamment de trouver des solutions pour enrayer la croissance de la consommation d énergie liée aux usages quotidiens comme les transports ou le chauffage. Le débat sur l énergie et l habitat. On a souligné l augmentation significative de la consommation d énergie dans l habitat des Français. Cette augmentation, qui survient après deux décennies de réduction des consommations énergétiques par habitant, et en dépit des progrès techniques accomplis, montre bien le désinvestissement d un grand nombre de Français vis-à-vis de ce que l on a longtemps appelé «les économies d énergie». Deux facteurs principaux sont avancés pour expliquer l augmentation des besoins d énergie destinés au chauffage : la proportion croissante de l habitat individuel, habitat dont le chauffage est gourmand en énergie, par rapport à l habitat collectif. Corollaire de cette évolution, l augmentation moyenne des surfaces par foyer, qui entraîne elle aussi, malgré les progrès réalisés, une augmentation des besoins de chauffage; la montée de la «température de confort» des foyers français a progressé de 3 degrés en moyenne depuis les années 1980, passant de 19 à 22 degrés. Les besoins nouveaux de climatisation laissent entrevoir d autres besoins. A l inverse, l essentiel des économies réalisées provient de la mise en service de logements neufs, construits selon les nouvelles normes d efficacité énergétique, qui porteront leurs fruits à long terme. Il faut souligner le rôle des architectes, des urbanistes et des corps de métier disséminés, que la fixation d un objectif national ambitieux devra mobiliser. Une action à mener sur les logements anciens Tous les intervenants de ce débat ont donc insisté sur la nécessité d étendre aux logements anciens les actions qui ont été entreprises depuis plusieurs années sur les logements neufs. Les techniques sont, en ce domaine, très en avance sur les habitudes. Un logement ancien, après isolation et optimisation de son système de chauffage, peut voir sa consommation d énergie divisée par deux! Il faut toutefois souligner les limites d une politique trop contraignante en la matière : ainsi, l obligation éventuelle faite au bailleur d isoler le logement qu il propose à la location le conduirait souvent à retirer son bien du marché locatif. Mais, il a également été noté que les propriétaires occupants évitent souvent d entreprendre de tels travaux. La perspective d un trop lointain retour sur investissement n est pas, pour eux, un motif suffisant pour entreprendre des dépenses immédiates. Quant au propriétaire d un logement locatif, il ne peut espérer un retour sur investissement de 17

18 tels travaux, ceux-ci ne bénéficiant qu aux locataires. Le débat n a pas permis de trancher entre partisans de réglementations plus contraignantes et tenants d une politique incitative. Au crédit des premiers, on notera cependant le succès des normes appliquées dans le logement neuf, bien que d autres souligneront que des lois votées, dans ce domaine il y a 25 ans, attendent toujours leurs décrets d application 3. Plus que la mise en place de réglementations contraignantes sur l habitat ancien, des intervenants ont milité, lors du débat, pour la mise en place de programmes volontaristes de rénovation de cet habitat ancien. Une politique basée prioritairement sur une meilleure information Avant même la mise en place de ces actions de rénovation, les acteurs ont été nombreux à évoquer l utilité d une information accrue des propriétaires et des locataires : mise en place d une information obligatoire sur le coût du chauffage de l habitation que l on s apprête à louer ou meilleure information sur les possibilités techniques d optimisation de son installation de chauffage ou de son isolation. La reprise de campagnes d information sur la température réglementaire des intérieurs en hiver (19 degrés) permettrait également, outre des économies substantielles d énergie, de faire reprendre conscience aux Français, petit à petit, de l impact de leur consommation individuelle d énergie. Le choix d un mode de chauffage ou de refroidissement adapté Ce souci d information et de transparence doit également se retrouver dans le choix de telle ou telle énergie pour l eau chaude et le chauffage. Lors du débat de Strasbourg, la politique active menée ces dernières décennies en faveur du chauffage électrique a été critiquée par un grand nombre d intervenants et par le public. Le représentant de l opérateur national a d ailleurs reconnu lui-même que le chauffage électrique s adressait aujourd hui, idéalement, à une cible restreinte : celle de logements très bien isolés, initialement conçus pour ce mode de chauffage. On sait que la réalité du chauffage électrique est aujourd hui bien différente. Aujourd hui encore, les conditions d une vraie concurrence entre électricité, gaz et fioul pour le chauffage, ne sont pas toujours réunies. Dans l habitat collectif, de nombreux logements sont encore construits sans chaufferie ou conduit de cheminée, ce qui revient pratiquement à empêcher les occupants de changer de système de chauffage. Le solaire thermique, les pompes à chaleur font partie des solutions à promouvoir. La consommation des appareils électriques Les dernières années ont également été marquées par une explosion de la consommation d électricité par les appareils électroménagers et l éclairage. Certes, les fabricants ont fait de grands progrès dans la mise au point d appareils moins gourmands en énergie. Mais ces efforts ont été annihilés par la très forte augmentation du parc et le choix par les consommateurs d appareils peu sobres, car il semble que l étiquetage imposé par l Union Européenne sur la plupart des appareils électroménagers ne soit pas suffisant pour sensibiliser le consommateur français. 3 par exemple la loi n du 15 juillet

19 Aussi, la plupart des intervenants au débat de Strasbourg se sont-ils prononcés en faveur d un étiquetage plus lisible, et étendu à d autres produits, de manière à favoriser plus encore les appareils économes. Des initiatives étrangères, comme la distribution d ampoules basse consommation (Pays-Bas), la mise à disponibilité de compteurs permettant de «voir» sa consommation en temps réel (Danemark), ont été citées. On a retrouvé, là encore, la nécessité d une information générale sur les comportements vertueux en matière de maîtrise de l énergie comme le fait d éteindre complètement ses appareils électriques plutôt que de les laisser en veille qui permettrait déjà de réduire de manière notable les factures d électricité. Ces objectifs de réduction des consommations énergétiques s insèrent dans un cadre plus large qu est celui du Plan Climat. Le Plan climat Le Plan Climat est le plan d actions du Gouvernement pour être à la hauteur du défi majeur que constitue le changement climatique, dès 2010 en respectant l objectif du protocole de Kyoto, voire en le dépassant légèrement 4. Les prévisions font état d émissions en France qui excéderaient tendanciellement de 10% l objectif de Kyoto en 2010, notamment du fait de leur croissance dans les domaines de la vie quotidienne (bâtiments, transports...). C est pourquoi le Plan Climat regroupe des mesures dans tous les secteurs de l économie et de la vie quotidienne des Français en vue d économiser 54 millions de tonnes d équivalent CO2 par an à l horizon 2010, ce qui infléchirait significativement la tendance. Comme dans tous les autres domaines, l habitat offre des possibilités d actions dans la vie quotidienne mais aussi en amont, avec une conception adaptée lors des constructions et la mise en œuvre d équipements performants lors de rénovations. C est pourquoi, le gouvernement a largement décidé à conduire des actions sur les émissions directes : elles représentent 23% de l ensemble des efforts du Plan Climat (11,7 MteCO2) et concernent aussi bien l ancien que le neuf. Les émissions indirectes sont intégrées dans le volet Energie du Plan Climat. On retiendra tout particulièrement : des mesures fiscales, comme le crédit d impôt renforcé ciblant les équipements performants qui est porté à un maximum de 25% et de 40% pour les équipements utilisant les énergies renouvelables, dont le marché est en phase de décollage un diagnostic de performance énergétique, intégrant l Etiquette Energie du bâtiment, sera rendu obligatoire à partir de Janvier 2006 afin d identifier les investissements énergétiques à réaliser une réglementation thermique mise en place pour la première fois sur les rénovations les plus importantes de tous les bâtiments existants Ces différentes définitions ont longtemps été théoriques. Aujourd hui, des applications concrètes existent afin d appliquer le développement durable au sein des quartiers et des bâtiments. L efficacité énergétique est de mieux prise en compte notamment à travers les Réglementations Thermiques et l intégration des énergies renouvelables. Le développement urbain durable est par contre encore trop théorisé et difficilement applicable sorti de l approche «Produit», c'est-à-dire à une échelle plus globale que le bâtiment. 4 Décision 2002/358/CE du Conseil de la Communauté Européenne du 25 avril

20 2 Les différentes alternatives pour réaliser les objectifs en terme de performance énergétique Il existe deux grands leviers qui améliorent l efficacité énergétique dans le quartier et les bâtiments : Le recours aux énergies renouvelables L efficacité énergétique des bâtiments Nous allons expliquer les différentes solutions et voir que les applications dépendent de l échelle de la prise en compte de l énergie. 2.1 Le recours aux énergies renouvelables Les sources d énergie renouvelable L énergie renouvelable appelée communément «énergie verte» est une source d énergie qui est régénérée ou renouvelée naturellement selon un cycle relativement court à l échelle humaine. Les six sources d énergie renouvelables (EnR) sont : le soleil énergie solaire thermique et photovoltaïque (dégagée par les rayonnements solaires) le vent énergie éolienne (utilisation de la force du vent) l eau énergie hydraulique (issue des cours d eau, des barrages et des marées) la biomasse bois énergie (résultant de l exploitation forestière et agricole) les déchets énergie thermique et biogaz (issu de la fermentation des déchets ménagers et industriels) la terre énergie géothermique Les technologies associées A ces énergies renouvelables, peuvent être associées des technologies performantes, notamment : la pile à combustible énergie produite par la réaction chimique de l hydrogène avec l oxygène la cogénération production combinée d électricité et de chaleur, par combustion directe du gaz la pompe à chaleur système de transfert thermodynamique de chaleur 20