Une démarche expérimentale initiée en 2004 sur l agglomération de Mulhouse dans le cadre du programme Energivie (ADEME / Région Alsace)

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1 Rénovations «basse énergie» à Mulhouse Retour d expérience Une démarche expérimentale initiée en 4 sur l agglomération de Mulhouse dans le cadre du programme Energivie (ADEME / Région Alsace) Objectif : faire émerger des bâtiments à faible consommation d énergie en milieu urbain Mise en place d un partenariat avec la SERM Réalisation des rénovations Evaluation et amélioration Etat des lieux dans 4 pays européens : étude réalisée en 4 Réalisation d une étude par Enertech Objectif : 5 kwh/m 2.an Suivi des immeubles 1

2 Objectifs généraux fixés aux équipes en 5 Consommations avant rénovation Chauffage kwh ep /m² Shab /an 41 (simul.dynamique) ECS kwh ep /m² Shab /an Électricité spécifique kwh ef /m² Shab /an 35 à 4? 35 à 4 Objectifs après rénovation 5 3 (pas imposé) (pas imposé) N.B. : Pour l électricité spécifique, il s agit des parties privatives Solutions techniques mises en œuvre Début : Juin murs et planchers bas : + 4,3 m² C/W 2 toiture : + 7,5 m² C/W 3 menuiseries bois avec triple vitrage peu émissif et lames d argon 4 ventilation double flux avec échangeur 5 système de chauffage au choix : - gaz à condensation - ou tout autre système permettant d atteindre C ep (chauffage) 5 kwh/m 2.an 2

3 Les enseignements des premiers chantiers Manque d information et de formation des acteurs : architectes, bureau d études fluides, artisans Manque de coordination entre architecte et BE fluides, à mettre en place dès le démarrage, avec présence accrue du BE Coordination/interactions sur le chantier entre les différents lots à mettre en place et/ou améliorer Qualité de mise en œuvre des différents composants, maîtriser le «turn-over» sur le chantier, disposer de savoir-faire, ou mettre en place un encadrement renforcé Etanchéité à l air : à introduire dès les 1ères esquisses, les solutions à trouver au cas par cas Les enseignements des premiers chantiers Les premiers bâtiments ont été livrés en août 7 : 1 Pas de problèmes techniques majeurs 2 Test d étanchéité porte soufflante : 5 vol/h sous 5 Pa. bonne étanchéité autour des fenêtres, mais gaines catastrophiques! 3 Campagne de mesure achevée en 1 Dernières livraisons : Décembre 12 3

4 La campagne de mesures : Matériel installé Type de mesureur Lecteur optique Compteur impulsions Suivi Comptage d impulsions des compteurs d énergie électrique de tableau (compteur individuel et des parties communes) Comptage d impulsions des compteurs de chaleur de chauffage, ECS et solaire Thermomètre Mesure de la température des logements (minimum 2 par logement) + une sonde de température extérieure Au total, 54 mesureurs ont été posés Les résultats de la 1ere campagne de mesure : un bilan très constructif Des résultats contrastés selon les bâtiments : Dans certains cas, des dérives sur le chauffage liées : - au déficit d étanchéité à l air de l enveloppe, - à des rendements de production de chaleur mauvais (surdimensionnement), lien 1 - à des dépassements de températures de consigne (comportement des usagers), lien 2 - à un mauvais réglage des installations (programmation / arrêt été) lien 3 - à de faibles apports électriques lien 4. Une bonne couverture des installations solaires (5%), lien 5. De fortes consommations pour l électricité des services généraux lien 6 De très bons résultats sur l électricité privative lien 4 4

5 Bilan Chauffage 14 1 CONSOMMATIONS SPECIFIQUES ENERGIE FINALE ET PRIMAIRE (gaz)pour chauffage Plus la charge est faible, plus le rendement se dégrade ADEME ALME Consommation (kwh/an/m²) Moyenne énergie primaire : 84 kwh/an/m² Moyenne énergie finale : 71,5 kwh/an/m² Objectif : 5 kwh/an/m² 53 Runtz Maçons 13 Consommation de gaz (énergie primaire) Estimation des rendements Deux rendements ont été calculés : un rendement estival (Appoint ECS uniquement) un rendement hivernal (Appoint ECS + Chauffage) Calcul du rendement en divisant les besoins (compteurs chaleur) par les consommations de gaz sur des relèves en été et en hiver 33 Maçons Runtz Rendement été (%) Rendement hiver (%)

6 TEMPERATURES : en Hiver Température ( C) Rue des Maçons Courbe de charge journalière des températures en hiver : 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: : 21: 22: 23: Heure Logement 1 Logement 2 Logement 3 Logement 4 Logement 5 ADEME ALME 33 maçons : moyenne 18,6 C 31 : moyenne,3 C 13 : moyenne 21,9 C Conclusion : - des comportements contrastés - bcp de températures > 19 C - qq utilisateurs peu frileux qui abaissent le niveau général de consommation - en moyenne des températures un peu trop élevées Rue des Courbe de charge journalière des températures en hiver ADEME ALME Rue des Courbe de charge journalière des températures en hiver ADEME ALME Température ( C) Température ( C) : 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: : 21: 22: 23: Heure Logement 2 Logement 1 15 : 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: : 21: 22: 23: Heure Logement 3 Logement 2 Logement 1 CHAUFFAGE Fonctionnement même en été Des besoins très différents en hiver Évolution des consommations de chauffage au cours de l année ENERGIE THERMIQUE - CHAUFFAGE Evolution de la consommation surfacique journalière cours de l'année ADEME ALME Consommation journalière (Wh/m²/jour) /11/8 3/12/8 17/12/ Maçons Même en été le chauffage marche! 31/12/8 14/1/9 28/1/9 11/2/9 25/2/9 11/3/9 25/3/9 8/4/9 22/4/9 6/5/9 /5/9 3/6/9 17/6/9 1/7/9 15/7/9 29/7/9 12/8/9 26/8/9 9/9/9 23/9/9 7/1/9 21/1/9 4/11/9 18/11/9 6

7 Consommations électriques des logements La moyenne nationale est de 26 kwh el /logt Consommation d électricité spécifique par logement CONSOMMATIONS ELECTRIQUES DES LOGEMENTS Histogramme des consommations électriques annuelles des logements ADEME ALME Consommation annuelle (kwh/an/logement) Maçons log 1 Consommations très inférieures à la moyenne nationale 31 log 1 13 log 2 33 Maçons log 5 31 log 3 Moyenne : 1 98 kwh/an/logement 13 log 1 33 Maçons log 4 31 log 2 33 Maçons log 2 33 Maçons log 3 BILAN CHAUFFAGE Énergie primaire pour le chauffage : explication des surconsommations Les causes de la dégradation des performances attendues Consommation de chauffage en énergie primaire [kwh/m²/an] Consommation réelle Correction à 19 C Correction de la perméabilité Correction des apports internes Chauffage à 19 C au lieu de 19,9 C Perméabilité n5=1vol/h au lieu de 5vol/h Apports internes inférieurs aux prévisions Chauffage à 19 C au lieu de 18,3 C 31 vosges 33 maçons Perméabilité n5=1vol/h au lieu de 5vol/h Apports internes inférieurs aux prévisions

8 Eau Chaude Sanitaire : l appoint Objectif visé : 3 kwh/m² Shab /an Consommation pour la production d eau chaude sanitaire (énergie primaire - gaz) 3 APPOINT ECS ( Energie primaire - gaz) Consommation énergie primaire annuelle spécifique Bâtiments ayant fait l'objet d'un suivi ADEME ALME Consommation (kwh/an/m²) Moyenne : 21,4 kwh/an/m² 5 33 Maçons Runtz 31 Eau Chaude Sanitaire : le Solaire En vert : productivité des panneaux Production spécifique utile d ECS Solaire ADEME ECS SOLAIRE Production solaire utile spécifique (m²shab) annuelle ALME 25 Consommation (kwh/an/m²) kwh/m 2 37 kwh/m 2 Moyenne : 15 kwh/an/m² 5 25 kwh/m 2 33 maçons 53 Runtz 31 C est surtout le chauffe eau solaire qui permet la réduction des consommations, pas les modifications de l usage 8

9 Consommations électriques des services généraux Consommation totale par m²shab ADEME ALME Consommation (kwh/an/m²) Consommations électriques des parties communes Consommation surfacique Résultat médicocre : même avec la VMC double flux, on vise en général 1 à 12 kwh el /m² Shab Moyenne : 17,7 kwh/an/m² 5 33 Maçons Runtz 53 Runtz Taux de charge des chaudières Les dégâts du surdimensionnement 12 CHAUDIERES Courbes de fréquences cumulées de la puissance founie par les chaudières du 31 et du 33 Maçons au cours de l'année ADEME ALME 1 Puissance (kw) Puissance chaudière 35 kw Puissance moyenne appelée 4,2 kw Puissance maximale appelée 12 kw 2 Puissance chaudière 15 kw Puissance moyenne appelée 3 kw Puissance maximale appelée 12 kw % 1% % 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 1% Occurence Maçons 9

10 Approche économique ANALYSE ECONOMIQUE Coût total des rénovations (travaux seuls) 1 Répartition du coût total de la rénovation (Valeur 6) 1 Coût HT au logement rue des Maçons 31 rue des 53 rue du Runtz 19 rue des 13 rue des 45 rue des 43 rue des Coût lié à la STU Autre coût lié à l'énergie Rénovation non énergétique 1

11 La Solution Technique Universelle Structure des coûts Opération au coût moyen 4 Ventilation des coûts liés à la STU 45 rue des 9 75 Coût total STU : 35 /m² SHAB Murs Plancher bas Toiture Menuiseries Ventilation Chaudière Régulation La Solution Technique Universelle Evolution des coûts dans le temps (euros courants) Evolution des coûts bruts (sans correction de date) associés à la STU 35 3 Coût HT au m² SHAB Moyenne Mulhouse lgts Nuits St Georges (71) Mulhouse 43 rue des Maison Louhans (71) Bagnolet (93) Régulation Chaudière Ventilation Menuiseries Toiture Plancher Murs 11

12 Zoom sur l étanchéité à l air Diagnostic systématique préalable de l état du bâtiment, en particulier les problématiques d humidité Premières rénovations : étanchéité à l air peu traitée (laine minérale + pare vapeur) Sur les dernières rénovations : mise en place d une membrane d étanchéité hygro-variable + cellulose insufflée Simulation dynamique de la migration d humidité dans les murs : pas de point de rosée. Travail important réalisé sur l étanchéité : lot étanchéité à l air, ouverture des planchers pour passage continu de l isolant et de la membrane entre niveaux, soin apporté à la continuité de l étanchéité à l air et traitement particulier des solives pour éviter un transfert de vapeur d eau de l intérieur vers les têtes de poutres Simulation dynamique de l évolution de l humidité dans les murs Ex interface isolant interne/freine-vapeur HR (%) 5 Bois Laine 4 Enertech Temps (h) 12

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14 Les éléments clés de la réussite BBC en rénovation De nombreux logements fortement dégradés en centre urbain où la solution mise en œuvre est reproductible Architectes et bureaux d études doivent penser le projet ensemble Privilégier les professionnels ayant suivi des formations, ou ayant des expériences BBC, ou privilégiant la qualité de mise en œuvre. Formation des différents acteurs indispensable, (ex: Le surdimensionnement récurrent des chaudières; Le manque de coordination et l interaction entre les différents corps de métier sur le chantier) Une des grandes leçons, c est le rôle déterminant des systèmes thermiques : surdimensionnés, calculés de façon approximative, ils peuvent ruiner les performances attendues avec une enveloppe de grande qualité. À ceci s ajoute les déficits de réglage des installations qui ne fonctionnent pas comme elles devraient. Très difficile de faire du BBC ou de la rénovation thermique de qualité en prenant le moins-disant ou en tirant les coûts vers le bas : pb ultérieurs de qualité, de délais et d avenants de chantier (csq : surcoûts) Traitement de l étanchéité à l air : nouvelle approche sur les bâtiments, nécessité de fixer un objectif, d une mise en œuvre de qualité et de ventiler de façon adéquate le bâtiment. Sensibilisation et implication des occupants : apprendre à vivre dans un logement BBC 14

15 Merci de votre attention Pour plus d informations : 15