PHÉNIX Évolution CSTB EDF R&D Armines. "Outil d aide à la Décision pour des Maisons Individuelles Réhabilitées facteur 4" VOLUME 3 L OUTIL ODMIR4

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1 PHÉNIX Évolution CSTB EDF R&D Armines "Outil d aide à la Décision pour des Maisons Individuelles Réhabilitées facteur 4" VOLUME 3 L OUTIL ODMIR4

2 "Outil d aide à la Décision pour des Maisons Individuelles Réhabilitées facteur 4" AVANT-PROPOS Le présent document est le premier volume du rapport final du projet "ODMIR 4 : Outil d aide à la Décision pour des Maisons Individuelles Réhabilitées facteur 4". Ce document a été rédigé conjointement par : Phénix Evolution (mandataire du projet) : filiale de GEOXIA, Le Centre énergétique et Procédés de l école des Mines de Paris (ARMINES), Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment : Département Développement Durable (coordinateur du projet) et le département Technologie de l Information et Diffusion du Savoir, Electricité de France EDF : Centre de recherche des Renardières, Département Services Energies et Espace de Vie. Coordinateur du projet :

3 2/120 VOLUME 3 INTRODUCTION GENERALE L appel d offre de la fondation se donne comme objectif un renforcement des performances énergétiques centré sur l existant. L enjeu de la maison individuelle, qui représente logements et 57% du parc existant de logements, est important. Parmi les maisons individuelles existantes 81% ont été construites avant la première réglementation thermique et sont donc peu performantes. 65% des maisons individuelles sont des maisons non mitoyennes c'est-à-dire «isolées». C est dire l enjeu du gisement des économies énergétiques potentielles des maisons individuelles isolées. La question énergétique est clairement liée à celle des travaux et des modifications que pourraient connaître ces maisons. Phénix évolution souhaite disposer d un panel d outils facilitant son rôle d améliorateur de logements lui permettant d une part de disposer d un ensemble de solutions techniques cohérentes pour la réhabilitation du parc de maisons individuelles du groupe Géoxia et d autre part d un outil d aide à la décision permettant de convaincre les propriétaires de maison individuelle de l'intérêt d actions de réhabilitation énergétique. Il s'agit ici de valoriser l'intérêt de ces actions en montrant leur impact sur la facture énergétique et ses conséquences environnementales, le confort global et la valorisation du patrimoine mais aussi les temps de retour sur investissement. A lui seul, le parc de Maisons Phénix, représente environ maisons avec clients identifiés, complété par possesseurs de maison traditionnelle. Le marché visé est celui du logement existant pour lequel on souhaite voir se mettre en place des actions de réhabilitation permettant d améliorer les performances énergétiques. Ce parc est dispersé sur tout le territoire national et comprend une large typologie de maisons individuelles : maisons phénix de différentes générations, maisons traditionnelles avec différents modes de construction et de différentes époques. En travaillant en étroite collaboration avec un des leaders du marché de la réhabilitation de maison individuelle et plus particulièrement sur l ensemble du parc de maisons issues des marques du groupe GEOXIA, le consortium cherche à pousser ce marché vers des solutions de réhabilitation innovante à très haute performance énergétique et à provoquer une réaction d'émulation sur le thème d'actions de réhabilitation prenant en compte fortement les aspects énergétiques. L objectif de ce projet de recherche est de définir des axes de réhabilitation permettant d aller dans le sens d une réduction d un facteur 4 des dépenses énergétiques pour les maisons existantes. Il s agit donc de dégager des solutions de réhabilitation industrialisables pouvant être proposées par l améliorateur aux propriétaires de maisons individuelles dans le cadre de demande d amélioration.

4 3/120 VOLUME 3 L ensemble des travaux réalisés dans le cadre du projet ODMIR4 est synthétisé sous la forme d un rapport final décliné en 5 volumes : VOLUME 1 : Retour d expérience : le parc de maisons Phénix et les acteurs Dans ce volume sont répertoriés les premiers travaux réalisés dans le cadre du projet ODMIR4 visant à mettre en place une typologie du parc de maisons Phénix et à identifier les modes de fonctionnement, les besoins et attentes des différents acteurs que sont l améliorateur de logement Phénix Evolution et les propriétaires de maisons individuelles Phénix. VOLUME 2 : Briques technologiques et packs de solutions Dans ce volume sont proposés l ensemble des travaux ayant permis la mise en place d une base de données de solutions technologiques et leur évaluation. Ce document restitue de plus la méthodologie élaborée par le consortium pour l assemblage des solutions techniques et la mise en place d une bibliothèque de packs de solutions adaptés, cohérents et industrialisables. Des éléments de spécification pour l industrialisation des packs des solutions sont de plus précisés. VOLUME 3 : Outil ODMIR4 Ce volume décrit l ensemble des éléments du développement informatique de l interface de l outil ODMIR4. Il propose de plus notamment un descriptif du cœur de calcul des performances énergétique embarqué basé sur une méthode calcul 3CL améliorée. Les améliorations apportées à la méthode 3CL sont explicitées dans cette partie. La méthode d évaluation de l outil OMDIR4 ainsi que les résultats de ces évaluations sont de plus proposés. VOLUME 4 : Opération de Réhabilitation de Saint Fargeau Ponthierry Ce document présente l ensemble des actions menées autour de la réhabilitation d une maison Phénix de Saint Fargeau Ponthierry : bouquet de travaux de réhabilitation, performances attendues, les contraintes et difficultés de mise en œuvre rencontrées, les essais réalisés à la livraison et la mise en place d un suivi des consommations. VOLUME 5 : Généralisation Ce document vise à expliciter de quelle manière les résultats issus de ce programme sont extrapolables au parc de maisons individuelles dans sa diversité de modes constructifs.

5 4/120 VOLUME 3 SOMMAIRE 1. DEVELOPPEMENT INFORMATIQUE DE L OUTIL ODMIR Description des ecrans de l étape 1 : Panneaux de definition de l existant Panneau de definition du projet de rehabilitation Description des différents panneaux de l étape 2 : ZONE 1 : Carte d identité de la maison ZONE 2 : Etiquette énergétique de la maison ZONE 3 : Présentation des Solutions de renovation energetique Maquette de St Fargeau Phase 1 : Analyse de l existant Phase 2 : La réalisation d une surélévation Phase 3 : mise en œuvre de pack de rénovation ODMIR DEVELOPPEMENT DU COEUR DE CALCUL DES PERFORMANCES ENERGETIQUES La méthode 3CL Propositions d améliorations pour la méthode 3CL Améliorer la lecture de l Algorithme Mieux valoriser les apports solaires Intégrer des systèmes performants Mieux prendre en compte les déperditions par le plancher bas Valoriser les automatismes : programmation Corriger les donnees meteo Adaptation de la méthode 3CL au parc Phénix Traitement des ponts thermiques Du coeur vers l outil final CONFORT EN HIVER ET CONFORT D ETE L amélioration du confort : les fiches d information Etude confort d été INDICATEURS ECONOMIQUES, AIDES PUBLIQUES ET SUBVENTIONS Indicateur economique : Effort d investissement Indicateur economique : Economies sur la facture énergétique Aides publiques : recensement et developpement d un outil de calcul Aides publiques : réalisation d une base de donnees Aides publiques : développement d un outil de calcul Conclusion EVALUATION DE L OUTIL ODMIR Intérêt pour les VRP de Phénix Evolution Intérêt pour les clients de Phénix Evolution Application de l outil sur des cas concrets en clientèle Cas n Cas n Conclusion

6 5/120 VOLUME 3 INTRODUCTION VOLUME 3 L outil final ODMIR 4 est destiné à l aide à la prescription pour les commerciaux Phénix et à l aide à la décision pour les propriétaires des maisons individuelles. Ce document restitue l ensemble des travaux qui ont permis son développement, y sont par conséquent décrits : Les développement informatique de l interface du prototype de l outil ODMIR4 ainsi que de la maquette de l opération de réhabilitation de Saint Fargeau Ponthierry. Les développements du cœur de calcul des performances énergétiques embarqué. Ce cœur de calcul est basé sur une méthode 3CL améliorée par les organismes de recherche du consortium. Les améliorations de la méthode 3CL proposées sont présentées dans ce document. Les éléments proposés pour l amélioration du confort Les indicateurs économiques embarqués dans l outil OMDIR4 Les résultats des évaluations par les propriétaires de maisons Phénix et les technico commerciaux Phénix évolution des versions intermédiaires du prototype de l outil ODMIR4

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8 7/120 VOLUME 3 1. DEVELOPPEMENT INFORMATIQUE DE L OUTIL ODMIR4 Pour replacer ce qui suit dans son contexte, rappelons les objectifs lies au développement de l outil informatique : L objectif particulier de cette tâche est de réaliser un prototype de l outil informatique devant permettre d aider à la prescription d actions de réhabilitation. Cet outil a pour objet d être un support pour l améliorateur et un outil de conviction pour le propriétaire de maison individuelle. Il devra notamment comprendre une dimension pédagogique visant à sensibiliser le propriétaire de maison individuelle aux enjeux du facteur 4. L'interface utilisateur devra être conviviale et attrayante, pour l améliorateur (i.e. l opérateur de Phénix Évolution) qui devra pouvoir définir la solution existante et proposer les solutions de réhabilitation et pour son interlocuteur (client) qui devra comprendre les choix qui lui sont proposés, les améliorations qui en découlent par rapport à ses attentes (confort, gain de surface, économies, ) et les incidences en termes de coût (investissement et fonctionnement) et de gains énergétiques. Ces objectifs sont traduits aux travers d un ensemble de besoins et de recommandations tels que : Définir le logement existant (caractéristiques générales, date construction, situation). Lancer un 1 er calcul mettant en évidence les points faibles de la situation actuelle. Choisir de manière interactive les packs de réhabilitation envisageables et de voir immédiatement l impact de leurs incidences en termes de performance, confort et coût. Proposer automatiquement une sélection des packs de réhabilitation à partir de critères définis par le client (fonction, budget, consommation, confort ). Etablir un rapport détaillé de la solution de réhabilitation finale choisie.

9 8/120 VOLUME 3 La maquette réalisée permet de mettre en évidence les deux grandes étapes de l outil. Etape 1 : définitions de l existant et du projet de rénovation du propriétaire de la maison Il s agit d une succession de sept panneaux. Les six premiers permettent une définition précise de l existant, le dernier panneau permet de décrire le projet d agrandissement du client. Etape 2 : visualisation de l étiquette énergétique et des packs proposés pour l amélioration des performances énergétique de la maison La zone 1 est la carte d identité de la maison La zone 2 fournit une étiquette énergétique de la maison telle qu on peut la trouver dans un diagnostique de performance énergétique. La zone 3 propose une liste de solutions de rénovation énergétiques. ci-après. Ces différents étapes seront détaillées

10 9/120 VOLUME DESCRIPTION DES ECRANS DE L ETAPE 1 : PANNEAUX DE DEFINITION DE L EXISTANT - Le panneau Identification permet de préciser les éléments suivants : Le département L altitude (nouveau) L année de construction La date d acquisition La surface totale habitable L orientation Les coordonnées du propriétaire occupant sont demandées à des fin de personnalisation (appropriation) mais n ont bien évidement aucune utilité dans le déroulé de l outil. - Le panneau Forme de l habitation permet de préciser les éléments suivants : La forme de la maison. les trois formes de maisons sont aujourd hui implémentées et prises en compte dans le calcul. La présence de combles aménagés Le type de plancher La présence d un vitrage orienté sud dégagé Le «?» permet d obtenir une aide pédagogique immédiate pour compléter des termes techniques (ici l explication de l expression «vitrage dégagé») La ventilation et le chauffage faisaient l objet d un seul panneau dans la version précédente et ont été largement complétés dans cette nouvelle version et répartis dans 2 panneaux distincts.

11 10/120 VOLUME 3 - Le panneau Systèmes 1 : ventilation et production d ECS permet de préciser les éléments suivants : Le type de ventilation Le type de production d eau chaude sanitaire Il est possible de préciser : la présence d une veilleuse si la production est instantanée (et non par accumulation) la présence éventuelle d un chauffe-eau solaire individuel Les entrées proposées dans les menus déroulant font référence aux systèmes effectivement mis en œuvre par Phénix et il ne devrait pas y avoir de cas où le système installé n est pas sélectionnable. - Le panneau Systèmes 2 : chauffage donne la possibilité de choisir deux types de système de chauffage. Ce panneau permet de préciser les éléments suivants : Le type d énergie utilisée Le type de chauffage Radiateurs munis de robinets thermostatiques Pour le cas facultatif d un deuxième système de chauffage, il est demandé de préciser la surface ainsi chauffée. Les entrées proposées dans les menus déroulants font référence aux systèmes effectivement mis en œuvre par Phénix et il ne doit pas y avoir de cas où le système installé n est pas sélectionnable. - Le panneau Travaux d agrandissement déjà réalisés permet de préciser :

12 11/120 VOLUME 3 La nature de l agrandissement Sa surface L année des travaux (pour la prise en compte des techniques constructives du moment dans le calcul de l étiquette énergétique) Si aucun agrandissement n a été réalisé, l outil sélectionne automatiquement «Aucun agrandissement de surface». Par rapport à la version précédente qui ne prenait en compte qu un agrandissement en prolongement de la forme rectangulaire, cette nouvelle version implémente l ensemble des configurations d agrandissement possible. - Le panneau Autres travaux déjà réalisés permet de préciser si : Il y a eu des travaux d isolation des murs. Il y a eu un changement de fenêtres. Il y a eu des travaux d isolation de combles.

13 12/120 VOLUME PANNEAU DE DEFINITION DU PROJET DE REHABILITATION Ce panneau permet de préciser le type de travaux d agrandissement souhaité par le propriétaire de la maison. Il peut s agir : D un agrandissement horizontal ou en L. D une surélévation ou la création d un étage (nouveau) D un aménagement de combles. Il se peut également que le projet du client ne soit pas un projet d agrandissement mais de réhabilitation énergétique. Dans ce cas, il faut cliquer sur le bouton prévu à cet effet. Une fois tous ces éléments renseignés, un 1 er calcul est lancé, conduisant à l écran de l étape 2.

14 13/120 VOLUME DESCRIPTION DES DIFFERENTS PANNEAUX DE L ETAPE 2 : L écran final qui est la partie «conviction» de l outil se divise en trois zones ZONE 1 : CARTE D IDENTITE DE LA MAISON La carte d identité de la maison est un rappel des principales caractéristiques de la maison. Elle comporte les éléments suivants : L emplacement La forme de la maison L orientation L année de construction La surface habitable Les systèmes de ventilation et de chauffage ZONE 2 : ETIQUETTE ENERGETIQUE DE LA MAISON L étiquette énergétique permet d afficher à la manière d un Diagnostique de Performance Energétique (DPE), la consommation estimée de la maison et sa masse d émission de gaz à effet de serre, sur une échelle de valeur comprise entre A et G (A étant le plus performant). La flèche rouge permet de visualiser l étiquette énergétique de la maison existante. La flèche noire permet de visualiser celle après travaux d agrandissement et après d éventuels travaux de réhabilitation énergétique. Les chiffres dans les flèches, donnent les valeurs calculées par le module de calcul des performances énergétiques. Les chiffres au dessus des flèches représentent le gain obtenu grâce aux travaux d agrandissement et de réhabilitation.

15 14/120 VOLUME ZONE 3 : PRESENTATION DES SOLUTIONS DE RENOVATION ENERGETIQUE Packs de solution ODMIR4 Ce panneau permet de proposer au propriétaire de la maison différentes solutions de rénovation énergétique organisées en packs cohérents et utilisant : Des «briques technologiques» relatives à des travaux sur le bâti Des «briques technologiques» relatives à l installation ou au changement des systèmes de ventilation, chauffage et ECS. Les équipements sont proposés en cinq grands postes de rénovations : L isolation des parois Le changement de menuiseries Le système de ventilation Le système de chauffage Le système de production d eau chaude sanitaire Un indicateur de la facture énergétique permet de visualiser les économies liées à la réhabilitation de la maison individuelle. Pour chaque configuration de maison, 2 voire 3 «packs de réhabilitation ODMIR4» sont proposés Hiérarchisation des travaux Un mode de consultation «à la carte» est aussi proposé pour permettre de dégrader les packs de solutions techniques proposés de manière cohérente. Cette interface donne notamment des conseils sur l ordre dans lequel effectuer les travaux si l on souhaite les séquencer dans le temps : des numéros accolés aux briques technologiques de réhabilitation du bâti permettent de visualiser rapidement cette hiérarchisation.

16 15/120 VOLUME 3 Dans ce mode, il est possible de sélectionner ou désélectionner chaque équipement séparément et de visualiser ainsi, de manière immédiate, leur incidence sur l étiquette énergétique de la maison, ainsi que son impact sur la facture énergétique. Lorsque la cohérence du pack est en péril des messages d alertes apparaissent : «Vous devez impérativement installer un système de ventilation pour votre bien être, votre santé et celle de votre maison»

17 16/120 VOLUME 3 L écran principal contient également des informations liées aux différentes aides au financement ainsi que des fiches d information complémentaires sur l amélioration du confort en hiver et du confort d été Des éléments pédagogiques sont aussi disponibles afin de faciliter la compréhension du fonctionnement de tel système et de son impact sur la performance de l habitation. Ces éléments sont présentés sous formes de fiches que l on ouvre en cliquant sur Ces fiches apportent une information à caractère pédagogique supplémentaire qui peut être utile pour la prescription des solutions techniques.

18 17/120 VOLUME 3 Une mince couche transparente à base d argent est déposée sur la vitre intérieure du double vitrage. Cette couche retient la chaleur à l intérieur de la maison tout en faisant pénétrer les rayons du soleil, l efficacité isolante du double vitrage est ainsi améliorée de 40%. L utilisation du gaz argon (gaz isolant) dans la zone contenue entre les 2 vitres permet encore d améliorer les performances Simple vitrage standard Double vitrage avec couche faiblement émissive et gaz argon argon Exemple de fiche 1.3 MAQUETTE DE ST FARGEAU Lors du démarrage du projet de réhabilitation de la maison de St Fargeau devant s appuyer sur les travaux et études menées dans le cadre du projet ODMIR, il a été jugé pertinent de développer un outil à caractère pédagogique illustrant l intérêt des améliorations qui devaient effectuées sur cette maison. Les principes graphiques et les développements informatiques réalisés dans le cadre de cette maquette ont permis de mieux définir les spécifications de l outil final et ont pour la plupart été réutilisés dans celui-ci. La maquette proposée met en œuvre 3 zones distinctes d information : La zone 1 est la carte d identité de la maison La zone 2 fournit une étiquette énergétique de la maison telle qu on peut la trouver dans un diagnostique de performance énergétique. La zone 3 décrit schématiquement la maison, ses composants et équipements

19 18/120 VOLUME 3 Ces trois zones évoluent lors des 3 étapes du projet de réhabilitation qui sont : L analyse de l existant La réalisation d une surélévation La mise en œuvre de pack de rénovation ODMIR 4 L outil propose dans chacune des zones et au fil de chaque étape des ressources informatives ou explicatives additionnelles. Il permet également de passer facilement d une phase à l autre et met clairement en évidence les gains obtenus entre chaque étape PHASE 1 : ANALYSE DE L EXISTANT Cette phase a pour objectif de décrire la maison de St Fargeau avant la réalisation des travaux. Elle propose une représentation graphique des données qui ont été fournies ou calculées par les partenaires Carte d identité de la maison La carte d identité de la maison reprend les éléments suivants : Le département dans lequel est située la maison : 77, Seine et Marne Le type (forme) de la maison : forme en L L orientation : Sud Est La surface : 85 m2 L année de construction : 1971 Le système de ventilation : aucun Le système de chauffage : convecteurs électriques De plus, la carte d identité donne accès à quelques photos de la maison avant travaux.

20 19/120 VOLUME Etiquette énergétique de la maison L étiquette énergétique permet d afficher à la manière d un Diagnostique de Performance Energétique (DPE), la consommation estimée de la maison et sa masse d émission de gaz à effet de serre, sur une échelle de valeur comprise entre A et G (A étant le plus performant). Avant travaux la maison a une consommation estimée de 287 kwh/m².an (E) et une masse d émission de GES de 24 kg/m².an (D) Description schématique de la maison et des équipements La description schématique de la maison reprend à une échelle réduite, la forme et les proportions de la maison. Elle indique, situe et commente les points à renforcer. Dans le cas de la maison de St Fargeau, ces points sont les suivants : Isolation de la toiture Isolation de l enveloppe et notamment le pignon Nord Les menuiseries extérieures (simple vitrage) Le système de chauffage (convecteurs électriques)

21 20/120 VOLUME PHASE 2 : LA REALISATION D UNE SURELEVATION Cette phase concerne principalement la réalisation d une surélévation, mais également le remplacement d une porte-fenêtre, le ravalement de la façade et la modification d une partie de l enveloppe. Ces modifications, bien que ne faisant pas partie des packs d amélioration ODMIR, ont bien évidement un effet sur la performance de la maison dans la mesure ou elles sont réalisées dans le même esprit que les maisons neuves construites aujourd hui par Phénix en respect de la réglementation thermique en vigueur (RT2005) Carte d identité de la maison La carte d identité de la maison est modifiée comme suit : Le type (forme) de la maison : forme en L avec surélévation La surface : 135 m2 L année de construction : 1971, on ajoute l année de rénovation (2007) Cette fois, la carte d identité donne accès à quelques photos de la maison pendant les travaux Etiquette énergétique de la maison L étiquette énergétique permet d afficher simultanément la consommation estimée de la maison et sa masse d émission de gaz à effet de serre avant les travaux et après la réalisation de la surélévation. Pour ces 2 indicateurs, on s aperçoit que la surélévation permet de gagner une classe.

22 21/120 VOLUME 3 On estime la consommation de la maison a 209 kwh/m².an (D) et la masse d émission de GES de 18 kg/m².an (C) Description schématique de la maison et des équipements La description schématique de la maison reprend également à une échelle réduite, la forme et les proportions de la maison. Elle met clairement en évidence la surélévation. Elle indique, situe et commente les points ayant été renforcés et ceux pouvant être encore améliorés. Dans ce cas, ces points sont les suivants : Isolation de l enveloppe et notamment le pignon Nord Les menuiseries extérieures (simple vitrage) Le système de chauffage (convecteurs électriques) Pour certains éléments comme les puits de lumière par exemple, un bouton «en savoir plus» permet d afficher une information complémentaire, illustrant le principe et l intérêt de cette amélioration PHASE 3 : MISE EN ŒUVRE DE PACK DE RENOVATION ODMIR 4 Cette phase concerne principalement la mise en œuvre de packs ODMIR, particulièrement adaptés à la maison de St Fargeau Carte d identité de la maison La carte d identité de la maison est modifiée comme suit : Système de ventilation : Système de ventilation Ribo Système de chauffage : Chauffage thermodynamique Ribo Etiquette énergétique de la maison L étiquette énergétique permet d afficher simultanément la consommation estimée de la maison et sa masse d émission de gaz à effet de serre, avant les travaux et

23 22/120 VOLUME 3 après la mise en œuvre des packs ODMIR. Pour ces 2 indicateurs, le gain obtenu est significatif. En effet, on estime la consommation de la maison après réhabilitation à 71 kwh/m².an (B) et la masse d émission de GES de 6 kg/m².an (A). Pour chacune des trois phases, il est possible de réafficher l étiquette énergétique correspondante Description schématique de la maison et des équipements La description schématique de la maison reprend également à une échelle réduite, la forme et les proportions de la maison. Elle met en évidence, lorsque c est possible, les packs d amélioration qui ont été mis en œuvre. Elle indique, situe et commente les points ayant été renforcés dans le cadre de la phase 2 (surélévation) et dans le cadre de la phase 3 (packs de rénovation). Pour l ensemble des packs, un bouton «en savoir plus» permet d afficher une information complémentaire, illustrant le principe et l intérêt de ce pack. Cela concerne : Le chauffe-eau solaire Les menuiseries PVC double vitrage Le chauffage thermodynamique L isolation du pignon nord Le récupérateur d eau de pluie

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25 24/120 VOLUME 3 2. DEVELOPPEMENT DU COEUR DE CALCUL DES PERFORMANCES ENERGETIQUES Dans le cadre du développement de l outil d aide à la décision ODMIR4, le consortium s est accordé sur le développement d un cœur de calcul de l outil ODMIR4 basé sur la méthode 3CL Il s agit plus précisément d utiliser la méthode 3CL ouverte et adaptable et d y intégrer des briques innovantes développées dans le cadre du projet ODMIR4. L objectif est notamment de proposer des voies d amélioration de la méthode 3CL et de permettre d intégrer des solutions techniques innovantes au sein d un nouveau cœur de calcul. Pour réaliser les calculs de diagnostic de performance énergétique et valoriser les briques et packs énergétiques, nous avons décidé de nous baser sur la version actuellement utilisée (version 15c) de la méthode «3CL : Calcul des consommations conventionnelles des logements». En s appuyant sur cette méthode et en la complétant sur certains points, nous avons pu réaliser le cœur de calcul de l outil ODMIR4. Cette partie a pour objectif de décrire les différentes phases de développement du cœur de calcul de l outil ODMIR4. Nous verrons tout d abord l intérêt d étudier 3CL en profondeur, et les quelques propositions apparues au fur et à mesure de l étude pour améliorer cette méthode. Puis, en s appuyant sur des règles précises de nommage des variables, nous montrerons comment nous avons établi le cœur de calcul de la méthode ODMIR4. Le travail réalisé a donc consisté dans premier temps à redéfinir les variables d entrée/sortie, les variables intermédiaires, puis à réécrire les équations de la méthode 3CL pour une adaptation aux objectifs visés par le projet et pour permettre une éventuelle évolution de la méthode conventionnelle. 2.1 LA METHODE 3CL Nous avons consacré une grande part de notre travail à l étude de la méthode 3CL : ouverte et gratuitement mise à disposition par les Pouvoirs Publics, elle a servi de base au cœur de calcul de la méthode ODMIR4. Nous nous sommes concentrés tout d abord sur l étude des équations de la méthode 3CL telles qu elles sont données dans l arrêté du 6 novembre 2006 relatif à l approbation de trois méthodes de calcul pour le diagnostic de performance énergétique des bâtiments. L étude complète de la méthode et de son adaptation à la démarche ODMIR4 est disponible en annexe 1. Cette méthode est basée sur le calcul réglementaire Th-BV datant de Elle n est que l application de la méthode classique du calcul réglementaire des besoins de chauffage qu il est possible d expliciter ainsi : ηa B= D ηa= D.(1 ) = D.(1 F) D où B sont les besoins de chauffage du logement, D sont les déperditions de l enveloppe du bâtiment considéré, A désigne les apports gratuits bruts et η leur taux de récupération, F est le coefficient d apports gratuits : il dépend de l inertie thermique du bâtiment et du Apports_gratuits_bruts rapport X = D A =. Déperditions Les déperditions D et le coefficient F sont calculés selon le calcul réglementaire défini dans les règles Th-BV 88 : D = GV DH

26 25/120 VOLUME 3 où : GV est le coefficient de déperditions thermiques du logement, calculé selon les règles Th-G, DH est le nombre de degré heures sur la période de chauffage (somme des différences de température entre l intérieur et l extérieur sur la période de chauffage). Cette étude a permis de comprendre le fonctionnement de 3CL, ainsi que les équations et grandeurs utilisées. Nous avons ensuite pu pleinement envisager la prise en compte de la spécificité de la technologie constructive des maisons Phénix dans la méthode ODMIR4. En plus des quelques équations et grandeurs que nous avons décidé de redéfinir, nous avons établi les tableaux des divers paramètres à adapter aux maisons visées : ces paramètres qui existent déjà pour des solutions classiques, seront par la suite évalués à l aide de méthodes dynamiques pour des solutions techniques innovantes que l on souhaite encourager, et viendront compléter les tableaux d entrées de l outil. Figure 1 Organigramme fonctionnel du module de calcul des performances énergétiques 2.2 PROPOSITIONS D AMELIORATIONS POUR LA METHODE 3CL Lors de cette étude, nous avons donc constaté que la méthode 3CL comportait quelques points à améliorer. Nous proposons ici des pistes d améliorations AMELIORER LA LECTURE DE L ALGORITHME Nous avons souhaité rendre certaines équations de la méthode 3CL plus lisibles : pour le calcul des besoins, certaines variables sont détachées de l équation logique à laquelle elles devraient appartenir et sont isolées sans raison apparente. Si le résultat reste bien entendu correct, la compréhension et le sens physique global s en voient affectés. Nous avons donc proposé des corrections de ces équations dans la méthode ODMIR4 pour donner plus de sens physiques à celles-ci MIEUX VALORISER LES APPORTS SOLAIRES Modifications proposées Dans la méthode 3CL, les apports solaires se basent sur l ensoleillement reçu par une fenêtre orientée au sud, de surface proportionnelle à la surface habitable. Un coefficient permet simplement ensuite de les augmenter s il s agit d un vitrage sud «dégagé». Pour affiner la prise en compte des apports solaires et mieux valoriser le choix de placer une large baie au sud plutôt qu au nord par exemple, voire une permutation fenêtre/porte-fenêtre en ce sens, nous avons choisi de détailler le calcul de ces apports. La méthode 3CL ne propose