Mesure de performance énergétique Retour d'expérience

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1 Philippe MARECHAL 20/03/2012 Mesure de performance énergétique Retour d'expérience Atelier ALE Villeurbanne

2 L'INES Institut National de l'energie Solaire Basé sur le campus de Technolac, au Bourget du Lac, à côté de Chambéry 400 personnes, 7 laboratoires 4 laboratoires sur la chaîne de production du photovoltaïque 1 laboratoire sur le stockage de l'électricité 1 laboratoire sur les systèmes thermiques dans l'habitat et l'industrie 1 laboratoire sur l'énergie dans le bâtiment : LEB (Laboratoire d'energétique du Bâtiment) 20/03/2012 2

3 Le LEB 25 personnes ~20 permanents (ingénieurs et docteurs) ~5 doctorants Thématiques principales Composants d'enveloppe multifonctionnels Intégration du solaire photovoltaïque au bâti Qualité des Environnements Intérieurs Mesure & diagnostic de la performance énergétique Optimisation du pilotage des systèmes actifs dans le bâtiment 20/03/2012 3

4 La plateforme expérimentale INCAS 20/03/2012 4

5 Les mesures en bâtiments expérimentaux Différents objectifs Tester les différences de comportement de bâtiments très performants selon les techniques constructives mises en œuvre Tester des systèmes ou des stratégies de pilotage innovants avec les partenaires industriels de l'ines Valider et améliorer les modèles thermiques/aérauliques/ énergétiques utilisés en simulation numérique Peu représentatifs cependant d'une utilisation réelle (l'habitant est simulé) Quelques résultats Conditions "vacances" : Consigne chauffage à 12 C Débit VMC DF réduit Volets fermés Conditions "occupation" : Consigne chauffage à 19 C Débit VMC nominal Volets ouverts en journée 20/03/2012 5

6 La mesure de la performance énergétique Besoin de connaître les performances réelles des bâtiments RT, HPE, THPE, BBC et passifs construits récemment Pertinence des (sur)investissements réalisés En logement social : la justification des investissements liés à la rénovation des bâtiments auprès des locataires (3 ème ligne de quittance) Nouveauté de la RT2012 Mesurabilité des consommations énergétiques imposée par la réglementation 20/03/2012 6

7 Les approches actuelles Suivi "lourd" et ponctuel : de type "Prebat" ou "Ademe" Une période de collecte des données limitée dans le temps (12 à 24 mois) Les données sont enregistrées à l'aide de dataloggers Une analyse très complète est faite a posteriori et un rapport est délivré 6 à 12 mois après le retrait des capteurs Des opérations coûteuses (30 à 50 k par bâtiment) Suivi "léger" mais long terme Une instrumentation installée à demeure, d'un coût limité Des analyses "au fil de l'eau", supposant une télérelève des données La compétence d'analyse est déplacée vers l'outil et les algorithmes d'analyse mis en œuvre : le travail des utilisateurs finaux doit être facilité Une réponse : le projet GOSPELS 20/03/2012 7

8 Le projet GOSPELS Objectifs du projet Définir une méthodologie adaptée au suivi des performances énergétiques des bâtiments de logements sociaux instrumentation en fonction des caractéristiques principales des bâtiments étudiés traitement statistique des données de monitoring : définition de bilans, état de fonctionnement des systèmes, détection de dérives simples, corrélations entre consommation énergétique et variables explicatives Réaliser un prototype opérationnel d'une solution (logicielle) de suivi des performances énergétiques. Accompagner les bailleurs sociaux dans l'appropriation et la mise en place du prototype Organisation 4 Partenaires techniques : CEA INES, COSTIC, INES Education, CETE Lyon Client : ARRA HLM (Association Régionale Rhône-Alpes des bailleurs sociaux) Bailleurs "pilotes" : OPAC 73, OPAC du Rhône, Chambéry Alpes Habitat, ACTIS, PLURALIS, Grand Lyon Habitat Co-financeurs ADEME et Région Rhône-Alpes Durée et planning 29 mois, de février 2011 à juin /03/2012 8

9 L'analyse du besoin Les besoins exprimés par les bailleurs La maîtrise des charges pour les locataires La comparaison des consommations énergétiques aux objectifs fixés à la conception (neuf ou rénovation) Le suivi du fonctionnement des équipements en "temps réel" La compréhension fine de la performance énergétique de leurs bâtiments, mais accessible aux services exploitation des bailleurs sociaux Différents niveaux d'analyse selon la performance visée des bâtiments étudiés L'analyse des partenaires techniques du projet La mesure des 5 usages de la RT : chauffage / ECS / auxiliaires / éclairage (des communs) / (climatisation) De la télérelève pour un accès aux données et une analyse en "temps réel" La mise au point d'indicateurs synthétiques pertinents permettant la visualisation des consommations et des paramètres associés et une analyse/explication de la performance énergétique 20/03/2012 9

10 La chaîne de mesure (1/3) Le matériel de mesure Réseaux hydrauliques : Comptage de débit/volume de fluide (ultrasons, compteurs volumétriques?) Sondes de température (doigt de gant, applique?) Réseaux aérauliques Débits (ultrasons, fil chaud?) Températures Comptages électriques Conditions extérieures Température, humidité Ensoleillement Conditions intérieures Température, humidité Les manques L'identification des technologies de mesure adaptées et de leurs contraintes de pose selon des critères coût / précision / fiabilité 20/03/

11 La chaîne de mesure (2/3) Le matériel d'acquisition Communication avec l'ensemble des éléments Filaire : Impulsions / Analogique (0-10V, 0-20mA) / Bus (ModBus, M- Bus) Sans fil : Zigbee / EnOcean / Wifi / autres Communication vers l'extérieur : Transmission des données acquises Solutions GSM/3G (réseau téléphonique cellulaire) Solutions RTC / ADSL : ligne téléphonique dédiée ou connexion internet partagée Les manques Une lisibilité claire des capacités de communication et d'interopérabilité entre l'ensemble des éléments de la chaîne d'acquisition Des entreprises qui possèdent les compétences et connaissances nécessaires pour installer et configurer ce type de matériel 20/03/

12 La chaîne de mesure (3/3) Le traitement des mesures Intégré dans l'automate d'acquisition ou déporté sur un serveur distant La gestion des mesures et des indicateurs sur le long terme Pas forcément dans l'automate, ou alors modèle doté de capacités de stockage étendues Si plusieurs sites à gérer, nécessairement solution déportée Les manques Les entreprises capable de répondre au besoin, selon le niveau d'analyse attendu 20/03/

13 Les offres commerciales existantes Une offre commerciale diversifiée Des sociétés de services qui se positionnent directement sur le marché de la mesure et de la visualisation des consommations énergétiques, avec une offre plus ou moins intégrée Beaucoup de petites entreprises dynamiques, plus ou moins innovantes, avec plus ou moins d'expérience, parfois adossées à des acteurs de poids Exemples : Vizelia, Edelia, QOS Energy, RTOne, Terra Nova Energy, Azimut Monitoring, IDBat, etc Des vendeurs historiques de matériel, qui se développent dans le service énergétique Spécialistes de la mesure (Enerdis (Chauvin-Arnoux), Lacroix- Sofrel, etc.) D'autres spécialistes se positionnent, mais plutôt sur l'électricité seulement (Legrand) ou sur la "GTB déportée" (Deltadore) Mais ces offres vont-elles au-delà de la seule visualisation des consommations, de la remontée des alertes, et du calcul de ratios standard (kwh/m², kwh/dju)? 20/03/

14 Exemples d'offres commerciales identifiées Vizelia (Schneider) Visualisation des consommations eau / énergie Source Vizelia - Projet SAVE@Work4Homes Source Azimut Monitoring Azimut Monitoring Visualisation des paramètres énergie / confort Calculs de ratios standard 20/03/

15 Exemples d'offres commerciales identifiées IDBat Visualisation et analyses des consommations d'énergie Gestion de parc immobilier Source IDBat plaquette commerciale Deltadore Exemple de supervision à distance ("GTB déportée") Source Deltadore outil Energie Système 20/03/

16 Pour résumer : les étapes à suivre Définition du besoin par le maître d'ouvrage Quelles consommations? Visualisation seule? Quelles analyses? Traduction du besoin par le BE Préconisations en termes de points de mesure Identification des prestataires pour l'ensemble de la chaîne Choisir et installer les capteurs et compteurs Choisir, installer et configurer le matériel d'acquisition et de télérelève (le cas échéant) Créer les algorithmes de traitement et d'analyse nécessaires Gérer les données sur le long terme Mettre à disposition un outil de consultation et visualisation simple d'utilisation Les réponses apportées par GOSPELS En première approche, destinées au logement social Les méthodologies seront extensibles à d'autres typologies de bâtiments après un travail d'adaptation raisonnable 20/03/

17 En termes d'offres commerciales Différents modèles possibles Intégration de l'ensemble des compétences dans une seule entreprise : préconisation des mesures + fourniture et installation du matériel + traitement + gestion des données + visualisation Ou séparation des compétences : Préconisations : maîtrise d'œuvre ou d'ouvrage (AMO) Installation : intervenants habituels (mais actuellement on manque d'entreprises de petite taille qui maîtrisent le matériel d'acquisition) Traitement / visualisation / gestion des données OK pour la gestion des bases de données et la visualisation simple Selon le niveau de traitement attendu, de nouvelles compétences à créer ou à transférer de la recherche vers le secteur industriel Des opportunités d'évolution pour les offres et les entreprises existantes 20/03/