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

21 Les caractéristiques des EnR Les énergies renouvelables sont qualifiées «énergies de flux» du fait qu elles sont constituées de gisements regénérables par opposition aux «énergies de stock» qui sont constituées de gisements limités de combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz, uranium). Les sources d énergie renouvelables se différencient des énergies traditionnelles : - elles sont inépuisables, non-polluantes et gratuites ou quasi gratuites. - elles permettent de préserver et de réserver des ressources précieuses (comme le pétrole) à des utilisations plus valorisantes que la chaleur. - elles sont exploitables sans produire de déchets, ni d'émissions polluantes (dioxyde de carbone CO2, oxydes d'azote NOX ). - elles contribuent ainsi à la lutte contre l aggravation de l'effet de serre. Il existe en Europe une volonté politique forte de développer les énergies renouvelables. Cela se traduit par un cadre réglementaire favorable et un dispositif performant d aides gouvernementales La position des énergies renouvelables dans le bilan énergétique global Les EnR sont inépuisables Les réserves de combustibles fossiles sont limitées, certaines d entre elles ne représentant que moins d un siècle des besoins. Figure 2 : Les réserves d énergies fossiles dans le monde 5 Energie En Années Charbon 270 Uranium 100 Gaz 65 Pétrole 40 En revanche, les gisements d EnR sont inépuisables et largement disponibles ou accessibles sur l ensemble de la planète. Les EnR deviennent alors une alternative incontournable. La contribution des EnR Selon les zones géographiques, l utilisation des ENR répond à des préoccupations différentes : d ordre environnemental pour l Europe et l Amérique du Nord (efficacité énergétique) 5 Réserves/consommation compte-tenu des réserves connues et du niveau de consommation actuelle 21

22 d ordre alimentaire pour les autres continents (accès à l énergie pour les populations les plus dépourvues) La contribution des EnR par les pays membres de l OCDE est faible avec 6 % de la consommation d énergie primaire. Figure 3 : La part des EnR dans la consommation d énergie primaire de l OCDE. En % TCAM en % 6 OCDE Europe 5,7 6,7 + 1,6 OCDE Amérique du 6,6 6,2-0,5 Nord OCDE Pacifique 4,2 3,7-1,1 Ensemble 5,9 6,0 + 0,1 Source : AIE Au sein de l OCDE, les taux d utilisation des EnR sont très disparates entre les différents pays (de 1 à 72 %) et la France se situe en position intermédiaire. Figure 4 : La contribution des EnR dans le bilan énergétique des membres de l OCDE En % TCAM en % 1 Islande 62,5 72,6 + 1,5 2 Norvège 53,4 44,9-0,1 3 Suède 25,2 31,7 + 2,3 4 Nouvelle Zélande 35,1 31,3-1,1 5 Finlande 19,1 23,5 + 2,1 6 Autriche 21,6 22,9 + 0,6 7 Canada 16,1 16,8 + 0,4 8 Suisse 13,0 15,9 + 2,0 9 Portugal 15,7 12,7-2,1 10 Turquie 17,9 12,5-3,5 13 France 6,9 6,8 + 0,2 14 -Espagne 6,9 5,6-2,0 16 Italie 3,7 5,2 + 3,5 18 Etats Unis 5,2 5,0-0,9 20 Japon 3,6 3,2-1,1 22 Allemagne 1,6 2,6 + 4,9 26 Pays Bas 1,2 1,4 + 2,0 28 Royaume Uni 0,5 1,1 + 7,6 Source : AIE Les contributions des EnR sont plus fortes dans les autres continents : - Afrique : 50 % des besoins (biomasse) - Amérique latine : 28 % des besoins (hydraulique et biomasse) - Asie : 22 % des besoins (biomasse et déchets agricoles) 6 Taux de croissance annuelle moyen 22

23 Les usages des EnR en Europe L utilisation des EnR se répartit équitablement entre la production d électricité et de chaleur : Figure 5 : Répartition des usages des EnR dans l Union Européenne. Usages En Mtep Part (%) Electricité 42,9 50,3 - hydraulique 26,3 30,8 - biomasse 12,7 14,9 - géothermie 2,6 3,0 - éolien 1,0 1,2 - biogaz 0,3 0,3 - photovoltaïque < 0,1 0,1 Thermique 42,3 49,7 - biomasse 41,5 48,7 - géothermie 0,4 0,5 - solaire 0,4 0,5 Total 85,2 100,0 Source : AIE Les différentes utilisations des EnR A ce titre, nous distinguerons l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie des marées, les énergies liées à la biomasse, le biogaz, les biocarburants et la géothermie. L énergie solaire Le soleil, bien que distant de plus de 150 millions de kilomètres, demeure la plus grande source d'énergie même si elle est intermittente. L'énergie solaire, peut être convertie en chaleur ou en électricité. A ce titre, l'énergie solaire permet de s'orienter vers l'autonomie énergétique à l'échelle de l'habitat voire du quartier. L'architecture solaire passive Afin de profiter "passivement" de la chaleur et de la lumière du soleil, il faut aménager les bâtiments en fonction des apports solaires. Le principe du chauffage solaire passif est assuré par des ouvertures vitrées adéquates orientées vers le soleil et une isolation convenable pour éviter les risques de déperditions calorifiques. Il faut aussi stocker la chaleur afin de continuer à chauffer le bâtiment lorsque le soleil ne brille plus et la rediriger vers les zones qui n'en bénéficient pas grâce à la thermocirculation (mouvement naturel de l'air chaud qui monte) ou des ventilateurs. En milieu tempéré, il faut s'assurer que le logement est bien exposé plein sud. De plus, les vitrages doivent être conçus pour capter au maximum le soleil l'hiver, sans surchauffer la maison l'été, d où l'obligation de mettre des avancées de toit ou pare-soleil. La chaleur est stockée dans les murs. 23

24 Chauffage et eau chaude solaires La production d'eau chaude sanitaire ou le chauffage des locaux ne nécessitent que des températures avoisinant les 50 à 60 C et peuvent même être de 25 C dans le cas de planchers chauffants. Les capteurs solaires : cette chaleur à basse température peut être obtenue à partir du soleil en captant son rayonnement sur des surfaces planes. Dans ces capteurs circule soit de l'air, soit directement l'eau à réchauffer ou un liquide "caloporteur" qui transférera sa chaleur à l'eau par un échangeur. Le fluide caloporteur est dirigé vers un ballon soit par une pompe ou l'effet de thermosiphon (tout fluide chauffé monte) où il cède sa chaleur : le ballon peut être placé au-dessus du capteur. Les domaines d'application de cette technologie peuvent s appuyer sur la mise hors gel de salles de sport, le séchage de produits agricoles (fourrage), les planchers chauffants, l eau chaude sanitaire, ou encore les piscines publiques... Mise en application : m² de toits seront bientôt équipés de panneaux thermiques dans une cité du XIVè arrondissement de Paris. L'eau de la ville arrive à 12 C environ et est portée à C grâce au circuit alimenté par l'énergie solaire. Enfin, le chauffage au gaz permet d'atteindre les 55 C maximum. Ce système complémentaire permet d'économiser environ 30% sur chaque m3 d'eau chaude. Les centrales électriques thermiques solaires Rappelons que la plupart des grandes centrales électriques fonctionne selon le même principe : il y a transformation de chaleur issue de vapeur ou de gaz à très haute température et à haute pression en énergie mécanique : ce sont les mouvements des turbines ou des pistons qui font ensuite tourner un générateur électrique qui crée donc du courant. Le rendement final est d'autant plus élevé que la chaleur fournie au départ est à haute température. Ceci ne peut être obtenu qu'en concentrant les rayons solaires vers un point : phénomène connu depuis longtemps mais l'avènement des centrales électriques solaires ne remonte qu aux années 1970 voire On considère que ces centrales ne sont concevables que dans les régions du globe où le rayonnement direct du soleil dépasse 1900 Kwh par m² et par an, et là où la transparence atmosphérique est bonne (donc dans les régions arides et montagneuses). Les trois principaux types de centrales solaires se distinguent surtout par la manière dont on focalise les rayons solaires : collecteurs cylindro-paraboliques qui sont de longs miroirs cylindriques qui concentrent les rayons sur une ligne ce qui permet d'élever la température jusqu'à 500 C les centrales à tour, sortes de belvédères cernés par un champ de miroirs orientables situés sur le sol (les "héliostats") qui renvoient les rayons solaires vers le haut de la tour où est installée une chaudière, 24

25 les collecteurs paraboliques qui ressemblent à nos antennes de TV, dirigés en permanence vers le soleil et qui concentrent les rayons vers le point focal de cette parabole Les deux dernières techniques qui concentrent les rayons vers un point peuvent obtenir des températures allant jusqu'à 1000 C. Mise en application : La centrale solaire Thémis (2,5 MW), située à Targasonne (Pyrénées Orientales) a produit de l'électricité de 1983 à 1986, mais a interrompu sa production faute de rentabilité. Toutefois, des projets comparables sont en service avec des coûts de production acceptables en Inde, Jordanie, Maroc et notamment aux Etats-Unis. En Californie, se trouvent des collecteurs cylindro-paraboliques dont la puissance atteint 80 MW, la plus grande centrale à tour comme Solar one puis Solar 2 ne dépasse pas 10 MW et le plus grand collecteur parabolique, Solarplant n'atteint pas 5 MW, mais cette dernière technologie est plus orientée sur les petites productions locales. L'électricité solaire photovoltaïque (soleil->électricité) L'effet photovoltaïque, découvert par le physicien Becquerel en 1839 permet la conversion directe du rayonnement solaire en électricité lorsque les photons (particules de lumière) parviennent à mettre en mouvement les atomes de certains matériaux. C'est seulement en 1954 que cette découverte fut appliquée. Toutefois, le rendement énergétique n'est que de 5 à 20% (bien qu il frôle les 80% en laboratoire), le reste se dissipant sous forme de chaleur. De plus, ce rendement diminue lorsque les panneaux voient leur température monter. D'où l'idée de récupérer cette chaleur pour optimiser le rendement électrique et obtenir une source de chauffage. Une cellule solaire fait appel à des matériaux semi-conducteurs utilisés en électronique : le silicium, très présent dans la nature, est le plus utilisé. Les installations photovoltaïques se présentent sous la forme d'un panneau rectangulaire un "module photovoltaïque" aux voltages et puissances désirés. En 1994, 80% des modules photovoltaïques avaient une puissance de l'ordre de 50 watts crête (puissance délivrée par le module dans des conditions de référence : éclairement solaire 1000 w/m², t de 25 C). Enfin, depuis mars 2002 en France, le prix d'achat de l'électricité solaire photovoltaïque (par une compagnie d'électricité) est de 0,15 euro/kwh en métropole continentale et de 0,3 euro/kwh en Corse et dans les DOM. Par comparaison, il est de 0,60 euro/kwh en Allemagne. Mises en application : 5% de petits appareils sont équipés d une «recharge solaire» : montres, calculettes, gadgets alimentés par des cellules de faible puissance 95% de générateurs autonomes sont générés pour l'alimentation d'habitations isolées, des zones rurales des pays en voie de développement, de relais de télécommunication, de systèmes professionnels variés (balises en mer, mesures météo, parcmètres...). Depuis peu, il existe aussi des tuiles solaires qui s'intègrent mieux dans le paysage urbain. 25

26 Figure 6 : Puissances installées dans le parc photovoltaïque de l Union Européenne Pays en MWc Puissances installées fin 1999 Puissances installées fin 2000 Allemagne 69,5 113,8 Italie 18,5 19 Pays-Bas 9,2 12,8 France 9,1 11,3 Espagne 9,1 11 Autriche 3,7 5 Suède 2,6 2,8 Finlande 2,3 2,9 Grande-Bretagne 1,1 1,9 Danemark 1,1 1,5 Portugal 0,8 1 Grèce 0,8 0,9 Union Européenne 127,8 183,5 L énergie éolienne Source : Union Européenne La vitesse du vent dépend de facteurs qu'il est important de connaître car la puissance d'une éolienne est proportionnelle à cette vitesse. Des composantes locales peuvent influer : par exemple, le vent s'accélère sur les pentes et d'une année sur l'autre et d'une saison à l'autre il peut y avoir des variations. Depuis 1975, des éoliennes d'un nouveau type sont apparues, notamment pour fournir de l'électricité au moment du premier choc pétrolier. Elles ont en général une sorte d'hélice à 2 ou 3 pales tournant autour d'un axe horizontal. Pour augmenter la puissance des éoliennes, le diamètre des pales a progressivement augmenté au fur et à mesure que leurs matériaux s'allégeaient (polyester métal, fibre de carbone), que la puissance d'une éolienne est proportionnelle à la surface balayée par l'hélice. Des diamètres d'hélice de 30 à 40 m sont fréquents pour une puissance unitaire de 500 KW. L'hélice est située en haut d'une tour d'environ 30 à 40 m car dès que l'on se détache du sol, le vent n'est plus freiné par ses rugosités. Dans les éoliennes destinées à la production d'électricité, l'hélice fait tourner un générateur électrique par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesses. Les éoliennes doivent être en permanence face au vent pour produire l'énergie maximum. Cela peut se faire soit par un gouvernail situé à l'arrière soit en "servomoteur" (une girouette détermine la direction du vent et envoie un signal à un moteur assurant l'orientation). L'Allemand Betz a montré compte tenu du vent que l'éolienne laisse inévitablement passer, on ne peut récupérer que 60% environ de l'énergie reçue. De plus, 26

27 l'éolienne ne démarre qu'à partir d'une certaine vitesse du vent (3 à 5 m par seconde) et elle s'arrête pour ne pas s'emballer en cas de trop grand vent. Il est clair que plus le vent sera irrégulier en intensité, en direction, plus le rendement de l'éolienne sera faible. Au total, le rendement est de 12 à 30% par rapport à l'énergie initiale du vent. Mise en application On distingue le "petit éolien" (éolienne de quelques dizaines de watts à quelques KW) desservant des pompages d'eau ou l'électrification de sites isolés, qui reste marginal et les puissantes éoliennes (50 à 3 MW) raccordées aux réseaux électriques et qui se développent de plus en plus. Ces dernières se retrouvent généralement regroupées en batteries, on parle alors de parc éolien, de ferme éolienne ou de centrale éolienne. Où peut-on construire éolien en France? Par défaut, certaines zones sont réglementairement inconstructibles comme les parcs naturels, les zones protégées, certaines dessertes aéronautiques..., toutes celles qui sont situées à moins de 400 m d'une habitation. De surcroît, toute zone représentant un danger potentiel en cas d'effondrement d'un aérogénérateur doit également être exclue. C'est pourquoi il n'est pas possible de construire d'éoliennes à moins de 100 m environ d'une route, d'une voie ferrée ou d'une ligne électrique. Enfin, certaines conditions géographiques nuisent à la rentabilité d'un projet éolien (non exhaustif): un vent trop faible, c'est-à-dire inférieur à 5 m/s, contrairement aux idées reçues, une altitude élevée : la densité de l'air plus faible abaisse la puissance développée par les machines. En 2010, la France a pour objectif de déployer une puissance installée comprise entre et MW. Or, début 2002, nous en étions à seulement 100 MW... Pourtant, nous pouvons noter que la France dispose du meilleur gisement éolien d'europe après le Royaume-uni. L énergie liée à la biomasse La fermentation anaérobie est l'un des processus qui contribue à la dégradation des matières organiques mortes et à leur transformation en éléments simples gazeux et minéraux. Elle se déroule en anaérobiose c'est-à-dire en l'absence totale d'air et d'oxygène. L'un des résultats est la formation de "biogaz" qui est combustible, mélange de CO2 et CH4. C'est donc un processus naturel sous l'action de bactéries. Les enceintes dans lesquelles se déroule la fermentation sont soit dénommées fermenteurs, réacteurs ou digesteurs. Ce sont des cuves recouvertes d'un couvercle sous lequel s'accumule le biogaz que l'on soutire au fur et à mesure qu'il est produit. Les proportions respectives de méthane et de CO2 dépendent de la nature des matières fermentées : déjections animales ou ordures ménagères. 27

28 En Europe, l'énergie produite par la combustion de biogaz est estimée à GWh en L'Allemagne, l'espagne et la Suède étant les plus productifs. A la même date, la production de la France était estimée à 665 GWh (Source : Observer'ER, 2000) Cette année, dans un canton du Finistère, l'usine de Lannilis Service Environnement (LSE) actuellement en cours de construction sera capable de transformer tonnes de matières organiques par an en électricité notamment. Ainsi, lisier de porc, fumier de volaille, déchets d'industries agroalimentaires et boues d'épurations locales fourniront électricité, chaleur, eau et compost pour environ 2500 habitants. Mise en application : Le biogaz, une fois épuré de son CO2, de son eau et de son hydrogène sulfuré H2S est quasiment identique au méthane comprimé ou Gaz Naturel pour Véhicule (GNV). L'autonomie est réduite mais les polluants atmosphériques rejetés sont faibles avec un bruit limité, ce qui en fait un carburant idéal pour les transports urbains. La géothermie L'essentiel de la chaleur dégagée par la Terre provient de la radioactivité, énergie nucléaire produite par la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium. Ce flux géothermique est si faible à la surface du globe qu'il ne peut être directement conservé et en réalité on exploite la chaleur accumulée, stockée dans certaines parties du sous-sol (nappes d'eau). Cette eau est alors captée au moyen de forages. On véhicule ainsi la chaleur emmagasinée vers la surface pour l'exploiter. Le flux géothermique est particulièrement intense sur toute la côte Ouest de l'amérique, sur la côte Est de l'asie, ainsi que sur la "ceinture de feu" qui borde l'océan Pacifique. Les caractéristiques du fluide géothermique extrait (température, composition) dépendent de celles de la formation géologique. Il en résulte une multiplicité de techniques et de modes de valorisation. C'est pourquoi on distingue plusieurs types de géothermie et deux filières en fonction des technologies utilisées et de leurs applications. La filière production d'électricité Cette filière concerne la géothermie haute énergie. La première centrale géothermique a été construite en 1904 sur le site de Larderello en Italie. A la fin de l'année 2002, la capacité géothermique installée dans le monde pour la production d'électricité était de 8356 MWe, en progression de 382 MWe par rapport à 2000 soit une augmentation de 4,8% ( Source Observ'ER, août 2003). 28

29 Figure 7 : Evolution de la capacité géothermique installée dans le monde pour la production d'électricité en MWe Pays Amérique du Nord Amériques centrale et du Sud Total Amérique Asie Union européenne Autres pays d'europe Total Europe Océanie Afrique Total monde Source : EurObserv'ER, août 2003 Pour la France, la capacité géothermique du site de Bouillante en Guadeloupe est de 15,3 MWe avec la mise en service depuis 2004 de Bouillante II (11 MWe supplémentaires). La technologie du cycle binaire : Mise au point au début des années 80, le principe de production binaire d'électricité géothermique est d'utiliser l'eau des nappes aquifères pour chauffer un fluide intermédiaire (isobutane, isopentane, ammoniac) dont la propriété est de se vaporiser à une température inférieure à celle de la nappe. Il est donc possible de produire de l'électricité via cette vapeur pour des températures d'eau avoisinant les 100 C. Cette technologie devient l'un des systèmes les plus diffusés dans le monde. La géothermie basse énergie : Les ressources géothermales dites de "basse énergie" se caractérisent par une température comprise entre 30 et 150 C. Elles se rencontrent normalement à une profondeur moyenne de à m dans des formations rocheuses et perméables remplies d'eau, situées principalement dans des bassins sédimentaires de très grandes dimensions. Cependant, certaines nappes sont situées à moins de 100 mètres de profondeur mais leur température n'excède alors guère 30 C. L'eau chaude peut être envoyée directement dans les radiateurs lorsqu'elle est suffisamment pure et à des conditions de températures adéquates, sinon on utilise des pompes à chaleur géothermales (PACG). On distingue également : la géothermie sur nappe, avec deux forages sur une nappe phréatique à 8-10 m de profondeur le système râteau : des câbles sont enterrés horizontalement à faible profondeur (0,6 à 1,2 m) pour capter le rayonnement solaire qui chauffe le sol. On estime la 29

30 surface nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface habitable pour chauffer sa maison individuelle, ce qui implique donc un grand terrain Enfin, les coûts de fonctionnement sont extrêmement bas : de 0,3 à 0,6 centime d'euro le kw/h Mises en application : chauffage de logements, de bâtiments (60 à 80 C), serres (30 C), piscicultures (30 C), élevages d'animaux, séchage de produis agricoles, mise hors gel des routes (serpentins d'eau chaude sous le bitume à 30 C), climatisation ou réfrigération... Source : ADEME La mise en place d EnR ne vaut qu une fois que l on a réussi à baisser les consommations énergétiques des bâtiments. En effet, les EnR sont soumis à des dimensionnements d échelle. Le choix des EnR ne se fait que selon l échelle à laquelle on se place. C est pourquoi un travail en amont sur l isolation et les matériaux est intéressant avant d utiliser les EnR. C est pourquoi nous allons voir maintenant les différentes possibilités de réduction des consommations d électricité. 30

31 2.2 Le choix des matériaux et de l isolation Les «matériaux durables» Dans un projet de construction, le choix des matériaux a des implications environnementales, économiques ou sociales, immédiates à l'échelle locale (qualité de l'air intérieur, impacts sur les économies locales, diversité architecturale, respect des traditions, performances techniques des bâtiments, facilité de mise en œuvre et productivité sur les chantiers, durabilité et facilité d entretien, etc.) mais aussi à à plus long terme (réchauffement climatique, déchets, déforestation, impact économique des filières de fabrication, etc.). La prise de conscience progressive de ces problématiques se traduit notamment par une évolution de la démarche des maîtres d'ouvrage et maîtres d œuvre pour choisir les matériaux de construction dans le cadre des projets de bâtiments «durables». Ainsi les grilles de sélection vont aujourd'hui au-delà des critères classiques économiques, de fonctionnalités ou d'habitudes du concepteur. Une approche plus «systémique» émerge autour notamment de la prise en compte des notions de «cycle de vie» et de «coût global», directement inspirées par le développement durable. Les éléments les plus novateurs de cette approche sont : la prise en compte des impacts environnementaux des matériaux et produits, de l amont (extraction, production) à l aval (fin de vie lors de la démolition du bâtiment) une plus grande attention portée aux impacts sociaux, culturels et économiques des choix de matériaux (revitalisation de filières de production, technique de construction, accès au logement dans les pays pauvres, etc.) une nouvelle manière d'aborder les aspects techniques en les traitant à la lumière de la contribution intrinsèque des matériaux aux objectifs de performance "développement durable" de l'ouvrage Le cadre normatif est de toute façon en train d évoluer, obligeant tous les acteurs de la construction à être plus attentifs aux choix des matériaux et à leurs impacts (ex : Plan National Santé et Environnement, Directive Européenne des produits de Construction, Directive sur les produits chimiques REACH, publication de la norme NF P , etc.). La société civile, elle aussi, est de plus en plus sensibilisée, notamment sur les enjeux liés à la qualité de l air, et exerce une pression de plus en plus forte sur l ensemble des acteurs (voir notamment les campagnes de Greenpeace et du WWF sur les substances dangereuses à l intérieur des bâtiments, ou encore les récentes parutions du magazine associatif «Que choisir?» sur la toxicité de certains produits quotidiens comme les détergents ménagers par exemple). Enfin, des pratiques et contraintes récentes (comme l utilisation croissante des déchets en tant que matières premières ou la question de la responsabilité de fin de vie) font naître de nouveaux enjeux et de nouvelles interrogations : traçabilité, sécurité et pollution intérieure ou encore responsabilité élargie des producteurs. Ainsi, selon l éco-architecte américain Bill McDonough 7, «de plus en plus de produits chimiques sont utilisés par exemple dans l industrie du béton, pour faciliter la production

32 ou les travaux de construction sans approfondir les impacts potentiels sur la santé des ouvriers ou des utilisateurs des bâtiments. Lorsque nous achetons ces matériaux de construction, nous ne connaissons pas leur provenance, leur mode de fabrication et la nature des produits chimiques qui entrent dans leur composition. En fait, nous aurions besoin d un système de traçabilité comparable à celui qui existe dans l industrie agroalimentaire Ainsi pourrait-on parler de véritables matériaux écologiques». Plusieurs facteurs freinent encore une meilleure prise en compte du développement durable dans le choix des matériaux et de son impact sur l énergie (coût énergétique du matériau et performance d isolation). Le principal frein reconnu par les experts est le manque d'information sur les matériaux «classiques» pour comparer et fonder les choix. Si des initiatives sectorielles incitent les fabricants à communiquer sur les aspects environnementaux de leurs produits, les informations fournies sont en général encore très subjectives, chaque filière mettant en avant les affinités naturelles de son matériau avec la HQE! La manière dont est communiquée l'information ne permet ni de comparer ni de fonder un choix L isolation «durable» Dans un logement neuf respectant la réglementation thermique en vigueur, les déperditions moyennes d'un logement se répartiraient de la manière suivante : Figure 8 : Principe de l isolation durable Source : EDF 32

33 2.3 L architecture bioclimatique L'architecture climatique d'aujourd'hui est la redécouverte des principes de construction qui permettaient aux bâtisseurs d autrefois de composer avec le climat. Elle utilise l'énergie solaire disponible sous forme de lumière ou de chaleur, afin de consommer le moins d'énergie possible pour un confort équivalent. Elle s'appuie sur l'emplacement, l'orientation, l'isolation et l'aménagement intérieur des espaces ; il s'agit pour les constructeurs d'allier l'architecture aux potentialités du climat extérieur Les principes de l'architecture climatique : Capter le rayonnement solaire Stocker l'énergie ainsi captée Distribuer cette chaleur dans l'habitat Réguler la chaleur Eviter les déperditions dues au vent Figure 9 : Les grands principes de l architecture bioclimatique Source : ADEME La crise des années 70 a réactualisé l'intérêt pour l'architecture climatique. Le principal souci des bâtisseurs d'alors furent d'obtenir les meilleures performances énergétiques au moindre coût. De nouveaux isolants très performants et peu onéreux furent largement utilisés : polystyrènes, polyuréthanes, laines minérales, etc. Les matériaux retenus en architecture climatique sont sélectionnés sur : une bonne absorption des rayons lumineux un stockage de chaleur une rapidité correcte d'absorption et de restitution de la chaleur À partir des années 80 en France, une nouvelle conception de l'architecture climatique se développa, considérant que l'habitat participait également à la santé de ses habitants. Les nouveaux isolants furent remis en cause pour l'atteinte à l'environnement qu'ils généraient, du fait de leur production de ChloroFluoroCarbones (CFC - molécules composées de 33

34 carbone, de fluor et de chlore), d'impossibilité de recyclage en fin de vie, ou d'émission de gaz à effet de serre Cette nouvelle architecture dite " bioclimatique " et/ou " bioconstruction " allie désormais les atouts thermiques des matériaux à leur impact environnemental. Mais une maison bâtie exclusivement à partir des matériaux réputés les plus sains, sans aucun compromis, risque d'être un échec au niveau de la consommation énergétique. L'architecture bioclimatique prend également en compte l'origine des matériaux utilisés, recherchés parmi ceux issus de ressources renouvelables, à partir de cycles de production courts et peu coûteux en énergie, les moins polluants possibles, dégradables ou recyclables. Aujourd'hui, le terme " bioclimatique " est de plus en plus utilisé, même à propos de l'architecture " climatique ". Face aux particularités de chaque habitat, des exigences et des priorités personnelles, il existe une multiplicité de réponses. Chaque construction bioclimatique prend en compte les possibilités et les contraintes en jeu, tout en tenant compte de l écobilan final. L'architecture bioclimatique s'appuie donc sur : un choix de matériaux adéquats une bonne étanchéité à l'air (isolation) et une bonne aération une orientation conjuguant un maximum d'apports solaires et une exposition aux vents minimum (ouvertures face sud, pas ou peu d'ouvertures face nord, etc.) une conception du bâtiment adaptée aux besoins saisonniers (chaleur en hiver, fraîcheur en été) En hiver, il s'agit de capter la chaleur du soleil grâce aux vitrages, à des vérandas et à des murs capteurs. Ceux-ci stockent la chaleur dans la maçonnerie lourde durant leur exposition en journée et la restituent pendant la nuit. Elle est conservée grâce aux capacités de stockage des matériaux, à leur étanchéité et leurs vertus isolantes. Figure 10 : Principes d agencement des pièces en architecture bioclimatique La conception intérieure des espaces joue également un rôle primordial pour une bonne isolation thermique. Ainsi, des " zones tampon " doivent être aménagées côté nord, afin de 34

35 réduire l'impact du froid. Des pièces peu utilisées comme la salle de bain, le garage, la buanderie, les escaliers, les couloirs, etc. constituent des zones tampons idéales. L'investissement économique d'une construction bioclimatique est très limité et rapidement compensé par les économies réalisées sur la facture énergétique : jusqu'à 40%. Une énergie d'appoint est cependant nécessaire, particulièrement pour les journées non ensoleillées Retour d expériences et application des notions du «développement urbain durable» Bedzed Bedzed est un ensemble de bâtiments mixtes (habitations, commerces...) situé dans le sud de Londres. Le projet a été initié conjointement par le Bioregional Development Group et le cabinet d architecture Bill Dunster financé par la Peabody Trust, principale association de logements sociaux à Londres. Ce projet ambitieux inauguré en 2000 comprend 82 habitations et m2 d espaces commerciaux ou de bureaux. L objectif visé par Bedzed est de créer une expérience pilote prouvant que des modes de vie durable sont possibles - en privilégiant notamment les sources d énergie renouvelable - sans pour autant sacrifier à un mode de vie urbain, moderne et mobile. Bedzed défie donc les approches conventionnelles de construction en intégrant une approche durable à tous les niveaux de conception du bâtiment : réduire la demande en électricité, chauffage et eau, concevoir des équipements et proposer des services qui permettent de réduire le gaspillage, de recycler les déchets et de diminuer l utilisation de la voiture. Bedzed s intègre dans un milieu urbain dense et réussit à réaliser environnement sain avec de nombreux espaces «verts» et très bonne exposition à la lumière naturelle. De plus, les matériaux utilisés pendant la construction ont soigneusement été sélectionnés pour réduire l impact environnemental du projet tout en favorisant un approvisionnement local dès que possible. L'ambition affichée de Bedzed est de réduire au maximum l'empreinte écologique (cf lexique) du projet. Il s'agit donc de diminuer les émissions CO2 et la consommation de ressources naturelles pour atteindre un niveau équivalent à celui que notre planète peut fournir. En effet, si la planète consommait comme un anglais moyen, il faudrait trois planètes pour subvenir à nos besoins. Ce projet entend donc démontrer qu il est possible aujourd hui de réaliser un bâtiment en minimisant les émissions de carbone sans pour autant négliger le confort et la mobilité. 35

36 Caractéristiques «développement durable» les plus remarquables du quartier : Energie : l architecture permet de profiter d une bonne efficacité énergétique - avec une orientation au sud afin de profiter d une meilleure exposition au soleil, une isolation accentuée et des doubles vitrages programme de transport «vert» ayant pour but de réduire la dépendance aux voitures en proposant notamment des alternatives comme le co-voiturage système de chauffage d eau individuel permettant à chaque utilisateur de réguler le chauffage selon ses besoins Confort hygrothermique : le chauffage et l électricité fournis grâce à une centrale alimentée avec des copeaux d arbres issus de la région Eclairage : -l orientation des bâtiments au Sud permet de profiter au maximum de la lumière naturelle Matériaux : matériaux sélectionnés d après leurs caractéristiques environnementales (recyclabilité, proportion de matières premières recyclées, produits localement dans un rayon de 35 kilomètres du site) Eau : une gestion de l eau qui vise à réduire les consommations : ceci est rendu possible grâce à des appareils d économies d eau, à la récupération d eau de pluie et au recyclage de l eau système naturel de traitement des eaux usées Figure 11 : Principe Bâtiment de BedZed Source : Bedzed 36

37 Les enseignements : Les coûts de construction ont été supérieurs à ce qui était prévu dans le budget initial : surcoûts principalement liés à l inflation, ainsi qu à la faible utilisation par les occupants du chauffage-bois et des panneaux photovoltaïques. Bedzed est équipé de capteurs qui permettent de mesurer les performances environnementales du site. Les résultats pour la consommation de l année 2000 sont présentés ci-dessous en comparaison avec la moyenne nationale : -88% pour le chauffage -25% pour l électricité -57% pour le chauffage de l eau -50% de consommation d eau -65% d utilisation de combustibles fossiles Figure 12 : Photos de BedZed Source : BedZed 37

38 Malmö L'ouverture du pont Öresund, reliant Malmö à Copenhague, a profondément modifié la configuration territoriale et économique de la métropole suédoise. Afin de tirer parti des nouvelles opportunités offertes, tout en permettant l'émergence d'une plate-forme régionale de coopération entre les différents acteurs locaux, une réflexion prospective et stratégique a été menée à différentes échelles pour déterminer les axes de développement à suivre. Le renouveau de la planification urbaine de la ville de Malmö, commencée en 1995, s'inscrit dans cette démarche. Souhaitant se défaire de sa vieille image de cité industrielle, Malmö mis sur pied en parallèle un programme environnemental (Environnemental Plan ), dont les objectifs confirment l'adhésion de la politique municipale aux principes de développement durable : réduction de 25% des émissions de CO2 60% de l'énergie consommée à Malmö (hors transport) doit provenir d'ici 2010 de sources renouvelables ou de la combustion de déchets, maintien de la biodiversité dans la région en dépit du processus d'urbanisation. Pour atteindre ces objectifs, la ville bénéficie du soutien financier du gouvernement suédois à travers son plan d'investissement local (Local Investment Programme for Ecological Adaptation). Le quartier regroupe près de 800 habitations (collectif) et une quinzaine de maisonspilotes, pour une surface globale de près 30 hectares. Le projet de Malmö est une réalisation-phare non seulement par son exemplarité environnementale mais également parce qu'elle revêt une forte dimension pédagogique. La première phase d'urbanisation (400 appartements sur les prévus à long-terme) a été présentée et ouverte au public à l'occasion du salon européen de l'habitat "Bo01 Ecological City of Tomorrow", qui s'est tenu du 17 mai au 16 septembre Véritable laboratoire d'étude pour les autres villes industrielles européennes, ce projet vise à instaurer un vaste forum de réflexions et de discussions sur les relations entre l'homme et son habitat. Subventions : L'investissement nécessaire à la réalisation des unités de production d'électricité et de chaleur s'est élevé à environ 6 millions d'euros dont la moitié a été prise en charge par les partenaires du projet : subventions de euros (soit 25% du budget global) de la part du gouvernement suédois via l'agence nationale de l'énergie (The Swedish National Energy Administration) et de euros émanant de la Commission Européenne (soit 20% du budget global). Caractéristiques «développement durable» les plus remarquables du quartier : Intégration du bâtiment dans l'environnement local : insertion de trois grands parcs et de nombreux espaces «verts» agrémentée de la création d'un programme d actions «vertes» pour l'entretien des jardins individuels afin de renforcer la biodiversité du site voies prévues pour les piétons et les cyclistes bus collectifs fonctionnant aux carburants écologiques 38

39 Energie : optimisation des performances énergétiques des bâtiments récupération des eaux usées pour une utilisation productrice d énergie forte utilisation des énergies renouvelables sur le site : éoliennes, panneaux photovoltaïques, pompe à chaleur alimentée par les eaux souterraines Eau : système de traitement des eaux usées Gestion des déchets : mise en place sur le chantier d un tri des déchets réparti en 6 lots distincts tri des déchets pour chaque habitation déchets organiques récupérés pour le compost et la fermentation Figure 13 : Photos de Malmo Source : Energies cités 39

40 3 L application de l efficacité énergétique dans les phases de faisabilité 3.1 Le projet Villages Nature Présentation générale du Projet Depuis le printemps 2003, Euro Disney et Pierre & Vacances étudient ensemble la faisabilité d un projet de création d une destination touristique innovante, fondée sur la nature et le développement durable, qui trouverait sa place à proximité immédiate de Disneyland Resort Paris et en assurerait la complémentarité pour une large clientèle familiale française et européenne. Euro Disney et Pierre & Vacances ont créé à cet effet une société à 50/50 qui a entrepris depuis la mi-2003 une série d études de faisabilité portant sur l analyse des marchés potentiels et leurs réponses au projet, les études d urbanisme et d infrastructures et la faisabilité technico-financière. En parallèle, un protocole a été signé en novembre 2003 avec EPAFrance pour la réalisation d un programme complémentaire d études portant sur le contexte socioéconomique du projet et notamment sur les impacts en matière d environnement, de développement touristique et d aménagement du territoire, ainsi que sur divers aspects techniques liés au site qui s étend en partie sur le périmètre actuel d Euro Disney et sur des terrains adjacents. Après deux ans d études, cette première phase de faisabilité du projet est donc en voie d achèvement, sous réserve des validations économiques et stratégiques des deux sociétés et des discussions avec le secteur public. Ce projet, situé à 6 km du cœur de Disneyland Resort Paris, prévoit à terme le développement de 4 villages thématiques célébrant l harmonie entre l homme et la nature au travers de toutes les réalisations bénéfiques résultant de leur association (jardins, paysages, culture et loisirs de l eau, animaux, habitat, aventures, gastronomie, ). Les activités proposées dans cette nouvelle destination loisirs refléteront ce parti pris et contribueront à l ambiance de détente, de ressourcement et de villégiature. Outre la thématique «nature» de chaque village (l eau, la forêt, la terre, ) et la faible densité de son développement (occupation des sols inférieure à 10 % de la superficie totale), ce projet aura pour caractéristique de favoriser les circulations douces (piétons, vélos, chevaux, bateaux), reléguant la circulation automobile à l accès au site et à son contournement périphérique. Il sera développé, en ayant à l esprit les considérations de développement durable, non seulement pendant sa construction mais aussi tout au long de son exploitation. 40

41 Urbanisme et Programmation Le projet serait développé sur un site d environ 534 hectares, situé au Sud de l autoroute A4 et pourrait comprendre à terme la reconfiguration du Ranch et environ unités hôtelières et para-hôtelières (soit unités de résidences de tourisme et 700 chambres d hôtel) accompagnées de plus de m² d activités de loisirs. L investissement total est estimé à 1,6 milliard d euros, dont la majorité sera pris en charge par des investisseurs individuels qui se porteront acquéreurs des unités de résidences de tourisme, selon le modèle Pierre et Vacances. Le projet Villages Nature sera développé par phases, sur une durée de dix à quinze ans, la première phase ayant pour objectif une ouverture à l horizon La phase 1 correspondrait au Village Lacustre qui pourrait comprendre de 1200 à 1600 unités de résidences de tourisme, et m² d équipements récréatifs, y compris un parc aquatique (couvert et découvert), des boutiques et des restaurants. Outre sa dimension novatrice dans le domaine touristique et sa complémentarité par rapport à la grande destination touristique européenne que constitue Disneyland Resort Paris, ce projet représente un élément structurant de l aménagement du territoire régional en donnant un statut majeur à un secteur affecté partiellement à l urbanisation dans le cadre de la ville nouvelle de Marne-la-Vallée, en lui faisant jouer un rôle de protection et de mise en valeur de la liaison entre les massifs forestiers de Ferrières et de Crécy-la- Chapelle (3000 hectares). Il s agit donc d un projet touristique majeur en Ile-de-France, probablement l un des plus grands depuis la création d Euro Disney en 1987, dont la thématique est, par ailleurs, entièrement tournée vers les aspirations nouvelles en quête d osmose entre l humanité et la préservation de la Planète et qui se dessinent comme étant les aspirations du XXIème siècle. 41

42 Figure 14 : Plan masse indicatif Villages Nature Esquisse générale 42

43 3.1.2 Applications concrètes en terme de développement durable dans les études de faisabilité Le projet Villages Nature prend en compte la dimension développement durable dans les études de faisabilité. Cette notion polyvalente a impliqué pour la maîtrise d ouvrage et l Etablissement Public d Aménagement (EPA) d Epamarne-Epafrance, de conduire les études avec un cabinet s assurant de la transversalité des études. Pour cela, la société Villages Nature (VN) et l EPA ont séparé l organisation des études selon ce schéma : # $%! & '# $%! $ ( )! "!! & 43

44 Cette organisation a permis une première approche transversale. Cependant la mise en application des principes dits de «développement durable» s est montrée plus indécise. La société Village Nature a donc recherché les différentes solutions en matière de programmation «développement durable» : concrètement, peu de solutions sont disponibles aujourd hui, tout comme la question de l efficacité énergétique apparue également assez floue à ce stade du projet. 3.2 Les différentes opportunités d intégrer l efficacité énergétique dans les projets Les maîtres d ouvrage ont besoin de méthodologie pour prendre en compte l efficacité énergétique au cœur des projets urbanistiques. Le retour d expériences n est pas encore suffisamment mature et ne permet pas de dégager des formules probantes d un quelconque lieu où elles auraient été pratiquées. De plus, à l heure de la communication et de l information, les maîtres d ouvrages qui souhaitent porter leurs efforts sur une amélioration énergétique, ont besoin de références crédibles et scientifiques dans le domaine de l environnement. Pour cela, il existe un concept en France : le Bilan Carbone de l Agence de l Environnement et de la Maîtrise de l Energie (ADEME) Le Bilan Carbone C'est une méthode de comptabilisation des émissions de gaz à effet de serre à partir de données facilement disponibles pour parvenir à une bonne évaluation, qu elles soient immédiates ou induites par une activité. Cette méthode développée par l'ademe est compatible avec la norme en préparation ISO 14064, l'initiative GHG Protocol et les termes de la Directive "permis" n 2003/87/CE relative au système d'échanges de quotas de CO2. Après avoir bénéficié de la formation à la méthode par l'ademe, toute entreprise (même si elle n'a qu'une activité de bureaux) ou tout établissement administratif peuvent individuellement l appliquer individuellement. Le tableur fourni permet de connaître les émissions de gaz à effet de serre engendrées par l activité de l entreprise, soit directement (à cause de la chaudière par exemple), soit indirectement, à cause : de l'électricité ou de la vapeur achetées des moyens de transport pour les salariés ou les marchandises utilisées de la construction des bâtiments de la fabrication et de l utilisation des matières premières employées (y compris le papier dans un bureau) de la fin de vie des déchets éventuellement de la consommation d'énergie des produits vendus Cette méthode permet de comptabiliser l'ensemble de gaz à effet de serre faisant l'objet d'accords internationaux, à savoir : le gaz carbonique (CO2) le méthane (CH4) l'oxyde nitreux ou protoxyde d'azote (N2O) les hydrofluorocarbures (CnHmFp) 44

45 les perfluorocarbures (CnF2n+2) l'hexafluorure de soufre (SF6) ainsi que certains gaz non compris dans le protocole de Kyoto, émis par les avions La version actuelle V3, éditée en 2005, du tableur indique les résultats en tonnes équivalent «Carbone» et en tonnes équivalent «CO2». Les émissions calculées sont réparties en 8 postes d'agrégation, destinés à être parlants pour des responsables opérationnels : usages directs de l'énergie (combustibles, achats de vapeur et d'électricité) fuites et émanations (CO2 et autres gaz à effet de serre) fret en amont, aval et interne à l activité transports de personnes (déplacements domicile-travail et professionnels) fabrication et fin de vie des matériaux servant d emballages aux produits vendus fabrication des autres matériaux nécessaires à l'activité et prise en compte des services achetés fin de vie des déchets directs issus de l'activité et émanations des eaux usées prise en compte des immobilisations (bâtiments, parc informatique, machinesoutils, voitures ) Figure15 : Exemple de graphique donnant les émissions de carbone par poste Source : ADEME Ile de France L'esprit général de la méthode "Bilan Carbone " est de donner le panorama le plus large possible des émissions qui sont associées aux processus utilisés par une activité. Disposer d'un impact global est, en effet, la meilleure base de départ pour savoir ce qu'il est possible de faire pour concourir à la baisse des émissions. 45

46 Tableau n 16 Prise en compte des différents niveaux d émissions de carbone Source : ADEME Ile de France D autres principes se basent sur les bonnes performances environnementales. On peut notamment citer l Agenda 21 ou One Planet Living. Les différentes candidatures des villes à l organisation des Jeux Olympiques ont utilisé l une de ces méthodes de calcul pour les conséquences environnementales de leur projet. Dans le domaine immobilier, ces principes sont souvent trop larges pour être appliqués dans un seul bâtiment. Par contre, à l échelle d un quartier ou d une ville, la taille critique est atteinte et les différents chapitres applicables. Pour un maître d ouvrage, le domaine du tourisme permet de prendre en compte ces deux grands systèmes de calcul environnemental des «Resorts», complexes touristiques d une taille importante où les visiteurs peuvent vivre 24h/24h. Tel est le cas pour Disneyland Resort Paris mais aussi pour de nombreux autres complexes touristiques français. Pierre & Vacances et Euro Disney ont choisi le principe One Planet Living, à dimension internationale porté conjointement par Biorégional (Bedzed) et WWF. 46

47 3.2.2 Le principe One Planet Living (OPL) Le programme OPL a été lancé en mai 2004 par BioRegional et le WWF International sur les bases des enseignements tirés de Bedzed. Outre des projets à Londres ou à Shanghai, un pilote emblématique et d envergure est actuellement en cours au Portugal, dans une zone de hectares. Situé à 40 Km de Lisbonne, le site de Mata de Sesimbra est en fort développement et subit une forte pression écotouristique, qui soulève d importants enjeux de conservation du site naturel. Au final, 6000 logements seront construits en groupement de type Bedzed et mis en réseau. L investissement (1 milliard d immobilier privé Pelicano, une partie des infrastructures étant assurée par la Région. Des objectifs ambitieux ont été fixés : emploi d énergie issue à 100% de sources renouvelables, alimentation provenant à 50% de boucles locales, création de 6000 emplois, réseau de transports doux sans voitures sur le site. Ces objectifs ont été formalisés en amont dans un Sustainable Action Plan, document de référence qui a été validé par les élus locaux et le gouvernement. Basé sur des scénarios visant à diviser par 4 l empreinte écologique du site par rapport à la situation actuelle, ce plan comprend 10 cibles transversales, incorporant chacune l apport de toutes les disciplines, avec des objectifs chiffrés et des plans d action à 5, 10 et 20 ans validés par des experts et prévoit des systèmes d évaluation régulière de performance. Pour Villages Nature, un plan en dix principes : 1. Zéro Emission Carbone (le projet au global est neutre) 2. Zéro déchets 3. Plan de transports durables 4. Utilisation de matériaux durables 5. Utilisation de ressources locales 6. Plan de conservation de l eau 7. Plan de conservation pour la flore et la faune 8. Héritages culturel, naturel et historique 9. Equité et partenariats locaux 10. Qualité de la vie et bien-être Ces éléments fondamentaux permettent de gérer les études de faisabilité sous un angle «développement durable» et de prescrire pour la maîtrise d œuvre des cahiers des charges techniques qui répondent à ces exigences. On peut noter que l approche anglo-saxonne environnementale correspond à une réglementation unique, de principes plus déclinables qu en France. 47

48 3.3 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 classique d un maître d ouvrage voulant prendre en compte l environnement est d intégrer cette notion au cœur de son bâtiment. Pour cela, nous avons pu voir que beaucoup de pays ont des certifications environnementales en première partie. En France, outre le label HQE, il existe d autres labels environnementaux touchant le bâtiment. A ce titre, nous pouvons en développer quelques-uns. Il existe trois principales certifications dans le domaine du bâtiment, correspondant chacune à la destination de l ouvrage : q q q Cerqual (collectif) Cequami (maisons individuelles) NF Bâtiments Tertiaires - Démarche HQE (CSTB) Cerqual Cerqual a en charge l activité de certification du groupe Qualitel 8. Il a en charge les trois certifications suivantes : NF logement q confort acoustique (par exemple : performance des cloisonnements intérieurs) q confort thermique et ventilation (par exemple : performance énergétique) q sécurité vis-à-vis du risque d intrusion (par exemple : accès au logement ou parties communes depuis l extérieur) q accessibilité des personnes à mobilité réduite (par exemple : adaptation des dispositions légales et recommandations) q durabilité de l ouvrage (par exemple : utilisation de produits certifiés) q aménagement des cuisines et prédispositions liées aux équipements ménagers (par exemple : établissement d un plan d aménagement) Qualitel q q être bien protégé des bruits extérieurs (voisins, immeuble, rue) avoir un logement bien chauffé quelle que soit la température extérieure en hiver 8 Site Internet : 48

49 q q q q q ne pas avoir trop chaud dès les premiers rayons du soleil avoir suffisamment d eau chaude et disposer d installations sanitaires conformes aux besoins utiliser des matériaux et équipements de qualité testés et reconnus avoir un logement économe en charges (chauffage, eau, ascenseur ) avoir des charges d entretien des façades et de toitures limitées Habitat et Environnement Le promoteur s engage, par son organisation, grâce à une démarche environnementale maîtrisée à: q concevoir en privilégiant une démarche environnementale, q respecter le site et les écosystèmes présents, q prendre en compte les éventuelles nuisances liées au chantier. En phase de construction, le voisinage est respecté et les impacts environnementaux du chantier limités. Cequami CEQUAMI est l organisme mandaté par AFNOR CERTIFICATION pour la délivrance, la gestion et le développement de la marque de certification NF Maison Individuelle. Soutenu par les acteurs du bâtiment, les associations de consommateurs, les pouvoirs publics et les organisations professionnelles, CEQUAMI porte l expression d un métier pour la qualité certifiée avec NF Maison Individuelle. NF Maison Individuelle, créée en décembre 1999 à l initiative de AFNOR CERTIFICATION, du CSTB et QUALITEL, est une marque de certification officielle de produits et de services portant exclusivement sur les maisons réalisées dans le cadre du contrat de construction conforme à la loi du 19 décembre La marque NF Maison Individuelle distingue les constructeurs engagés dans une démarche de qualité. Elle atteste de leur capacité à satisfaire des exigences portant sur la conception et la réalisation des maisons et sur les services qui y sont associés. Les constructeurs titulaires de la marque NF Maison Individuelle sont aujourd hui près de 100 sur tout le territoire. Dans les 380 points de vente affichant la marque NF Maison Individuelle, les particuliers. bénéficieront avant tout engagement de leur part, d informations claires et transparentes : q q q Le constructeur NF Maison Individuelle fournit toutes les informations utiles et nécessaires sur son entreprise et son organisation (ancienneté, expérience, capital, effectif, références, assurances, garant, etc.) Il informe chaque maître d ouvrage de ses droits et devoirs (assurances, garanties,...) et des démarches nécessaires à son projet (plan de financement, formalités administratives, adresses utiles) Avant tout contrat, il visite le terrain avec le maître d ouvrage et tient compte de ses sujétions quant à la nature du sol dans sa proposition (viabilité, règles 49

50 d urbanisme et de lotissement, mitoyenneté, orientation, topographie, nature et hydrologie du sol, profondeur hors gel des fondations) NF Bâtiment tertiaire Démarche HQE La certification NF Bâtiments Tertiaires - Démarche HQE concerne dans un premier temps les opérations à usage de bureaux et d'enseignement. La construction neuve ainsi que la restructuration lourde sont concernées. Cette certification couvre les phases de programmation, conception et réalisation. Conformément aux principes de la démarche HQE, le référentiel technique associé porte à la fois sur le système de management de l opération et sur les performances environnementales et sanitaires de l'ouvrage. Le maître d ouvrage doit évaluer ou faire évaluer la Qualité Environnementale du Bâtiment (QEB) de son opération à plusieurs étapes de son déroulement. La QEB est structurée selon les 14 cibles définies par l Association HQE : SITE et CONSTRUCTION CIBLE 01 : Relation du bâtiment avec son environnement immédiat CIBLE 02 : Choix intégré des produits, systèmes et procédés de construction CIBLE 03 : Chantier à faible impact environnemental GESTION CIBLE 04 : Gestion de l'énergie CIBLE 05 : Gestion de l'eau CIBLE 06 : Gestion des déchets d'activités CIBLE 07 : Maintenance Pérennité des performances environnementales CONFORT CIBLE 08 : Confort hygrométrique CIBLE 09 : Confort acoustique CIBLE 10 : Confort visuel CIBLE 11 : Confort olfactif SANTE CIBLE 12 : Qualité sanitaire des espaces CIBLE 13 : Qualité sanitaire de l'air CIBLE 14 : Qualité sanitaire de l'eau Trois niveaux de performance sont définis : q BASE q PERFORMANT q TRES PERFORMANT. 50

51 L attribution du certificat est subordonnée à l obtention d un profil minimum sur ces 14 cibles : TRES PERFORMANT PERFORMANT BASE 3 cibles a minima 4 cibles a minima 7 cibles au maximum Le Centre Scientifique et Techniques du Bâtiment (CSTB), en tant qu organisme certificateur, missionne un auditeur afin d étudier le Système de Management d Opération (SMO) et de vérifier la QEB, et ceci à trois étapes clefs de l opération : en fin de programmation, en fin de conception, en fin de réalisation. On compte déjà une trentaine d auditeurs formés. Ultérieurement, d autres certifications verront le jour, adaptées aux commerces et aux hôtels, ainsi qu à la phase d exploitation. Cette approche «produit» permet à chaque maître d ouvrage de prendre en compte l environnement dans leur conception même. De nombreux quartiers qui se veulent «durables» imposent ces normes. On peut citer Andromède & Monges à Toulouse (label Habitat et Environnement), Paris-Rive-Gauche à Paris qui applique à la fois NF Bâtiment tertiaire Démarche HQE et Qualitel. D autres sites songent à adapter ces labels notamment Seine-Arche ou encore Val d Europe. 51

52 3.3.2 L approche quartier L approche «quartier» pour respecter les exigences du développement durable, est une échelle adaptée à la mise en place d une gestion globale et réfléchie. Pour le privé, mais surtout pour le public, l apport du développement durable est aujourd hui de plus en plus intégrée. Les collectivités locales, notamment les communes et intercommunalités prennent en compte les trois pôles du développement durable pour concevoir et réaliser de nouveaux quartiers. Outre les quartiers cités précédemment (Malmo et Bedzed), d autres sites retiennent les certifications environnementales pour de grandes opérations telles qu Andromède & Monges ou Paris-Rive-Gauche. Nous remarquons que ces quartiers disposent d un impact public assez fort avec l apport du privé à travers des Sociétés d Economie Mixte (SEM). En effet, la SEM de Blagnac, la SEMAPA (Paris-Rive-Gauche), la SEMAEST (Est de Paris) ou encore l Etablissement Public d Aménagement Seine Arche disposent d un soutien de multiples collectivités (principalement : communes, intercommunalités et départements), ainsi que d un complément privé (Airbus à Toulouse, banques sur Rive-Gauche ou encore commerces de proximité à la SEMAEST). Les collectivités voulant développer seules des quartiers durables réalisent la dimension environnement et développement durable à travers des Agendas 21. Cet outil permet de satisfaire certaines exigences mais la gestion générale est globalement négligée. La plupart des quartiers durables soucieux de l impact sur l environnement choisissent des Systèmes de Management de l Environnement. On peut citer les deux SME les plus courants : l ISO ou le règlement communautaire EMAS (Environemental Management and Audit System) également dénommé Ecoaudit. Le management environnemental correspond à la mise en place d'une organisation interne apte à identifier et à maîtriser certains risques conséquents sur l'environnement. Toute structure (collectivités et surtout entreprises) est susceptible de mettre en place un SME. La finalité recherchée est l'amélioration de l'intégration d'un organisme dans son environnement en respectant ses spécificités et en y évitant toute dégradation irréversible, respectant ainsi l un des points-clef du concept du développement durable. La norme ISO est un référentiel de SME. Celui qui respecte les exigences fixées par le texte de la norme peut être certifié ISO C'est une norme internationale, applicable et reconnue partout dans le monde. Elle peut être adoptée par toutes les structures et pour tous types d'activité. Le principe est identique à celui du SME à quelques nuances près : une analyse environnementale plus détaillée, la préférence donnée aux solutions préventives plutôt que correctives, l'engagement de conformité réglementaire, le principe d'amélioration continue, l'audit de certification, les audits de suivi périodiques... Au 1er octobre 2000, 661 entreprises françaises étaient certifiées ISO 14001, de nombreuses autres certifications devraient voir le jour prochainement. Cet engagement ne se limite pas bien entendu au contexte français puisqu en matière d'iso 14001, environ certifications ont été attribuées en Allemagne, en Grande-Bretagne, en Suède, ce qui représente un total de plus de en Europe et plus de dans le monde. A travers le monde, des 52

53 entreprises de toutes tailles et de tous secteurs d'activité construisent des SME et obtiennent soit la certification ISO 14001, soit l'enregistrement selon le règlement européen Eco-Audit. Ce dernier, concurrent de la norme ISO, dispose d un niveau de reconnaissance et de structure comparable. Bien que des dérives existent notamment sur le critère de certification, les normes ISO ou EMAS ne certifient souvent que l activité du gestionnaire (immeuble de bureau ou gestion des espaces verts par exemple). Le SME permet sur un quartier la prise de conscience de l impact environnemental. La prise en compte globale de l efficacité énergétique se traduit sous l égide du développement durable, en combinant à la fois un confort énergétique (volet social), un gain financier en coût global (volet économique) et bien sûr le volet environnement avec le mode de production choisie. La dimension d un quartier permet d obtenir des économies d échelles avec certaines énergies renouvelables. On pense notamment à la géothermie dans les zones qui s y prêtent (Bassins parisien et aquitain) mais aussi à d autres systèmes de chauffage comme les éoliennes ou encore la méthanisation. Le potentiel technique d économies d énergie est d environ 40%. Le potentiel économiquement réalisable sans surcoût est d environ 20% et de 22% dans le secteur des bâtiments. L objectif global est de 1 % d économie par an. La priorité du travail se porte sur la construction neuve mais aussi et surtout la réhabilitation des logements anciens. L Etat a mis en place des dispositifs auprès de la population afin d améliorer son habitat en performance énergétique (crédits d impôts, aides ADEME et Agence Nationale de l Amélioration de l Habitat ANAH). Aussi, les collectivités territoriales représententelles une part relativement importante de la consommations énergétiques en France (3 à 6% de leurs budgets) 9. La production décentralisée d électricité, de chaleur et de froid est l une des solutions les plus intéressantes pour un quartier tout en comptant sur les efforts de réduction des consommations, qui passent à la fois par les bâtiments mais aussi par une gestion mutualisée des services. 9 Source Energie-Cités chiffres de

54 Conclusion L efficacité énergétique peut s opérer par deux grandes actions : l énergie renouvelable et la réduction des consommations. Pour atteindre les objectifs de réduction des consommations et d une meilleure utilisation des ressources, les maîtres d ouvrage se voient confrontés à des logiques beaucoup plus larges que l énergie. En effet, la limitation aux consommations énergétiques n est viable que sur le court terme. Pour les concepteurs, le déplacement des personnes représente un enjeu tout aussi important que l efficacité énergétique. On le voit bien aujourd hui dans les méthodes développées par l Etat (Bilan Carbone ; Agenda 21) ou par les Organisations Non Gouvernementales (ONG type One Planet Living), qui proposent une comptabilisation de nos consommations à travers de multiples facteurs. L efficacité énergétique ne peut être prise totalement en compte dans ces études de faisabilité. En effet, le programme n est pas suffisamment détaillé : trop de modifications peuvent intervenir entre les études et le dépôt de permis de construire, la livraison d un bâtiment ou d un ensemble de lots. Sans une gestion plus globale des émissions, les maîtres d ouvrage ne peuvent prévoir l impact des émissions nocives sur l environnement. Cependant le fait de prendre en compte ces effets est néanmoins une première étape tout aussi importante que la gestion globale. Le développement durable est un concept de plus en plus répandu même si ses principes restent encore méconnus. On allie trop souvent encore la question du développement durable à l environnement : quel intérêt aujourd hui de construire un bâtiment n émettant pas de CO2, mais qui ne répondrait pas à l usage de ses occupants ou bien qui se révèlerait être une «verrue» architecturale ou urbaine? Les quartiers de Bedzed ou Malmö dépassant raisonnablement un coût de construction acceptable ont été créés entièrement et ne peuvent être répliqués dans les villes déjà existantes. Une question se pose dans les zones déjà urbanisées où de fortes contraintes historiques pèsent sur l adéquation de la réponse entre l architecture et l environnement. L efficacité énergétique est donc pour le moment assimilée à une contrainte supplémentaire pour les maîtres d ouvrage et les maîtres d œuvre dans la réalisation de bâtiments ou de quartiers existants. Dans le cadre d une création de zone urbaine, ces questions sont désormais prises en compte en amont. Mais le recours aux énergies renouvelables n est cependant pour le moment pas systématique. Des interrogations pèsent notamment sur le choix de l énergie. De plus, dans le cadre d un développement d un quartier par des promoteurs privés, la mise en place d un réseau de chaleur ou d un système collectif de chauffage n est que trop rarement retenue par les développeurs privés. Le secteur public doit pallier à cette dimension dès la définition de la zone urbaine créée ou rénovée. Lorsque l efficacité énergétique est prise en compte sur un quartier, les notions du développement urbain durable s appliquent beaucoup plus facilement. Le plus difficile dans ce concept est de faire cohabiter les différents acteurs de la ville pour une stratégie à long terme et une vision globale de la vie de la cité. 54

55 Webgraphie Les principaux sites d actualités environnementales : : site de l agence régionale de l environnement de l Ile de France : site de l association de la maîtrise de l énergie : association technique de l énergie et de l environnement : site d actualités environnementales et développement durable : site sur la responsabilité sociale des entreprises et des investissements éthiques : site d actualités environnementales et développement durable Sites institutionnels : : site du ministère de l écologie et du développement durable : site de l Union Européenne : site du ministère de l Industrie sur les énergies : site de l association des collecteurs de déchets : Sites sur les énergies : : site d Observ er : site de l Agence De l Environnement et de la Maîtrise de l Energie : Site des Syndicats d ENR : site des énergies renouvelables comité de liaison énergies renouvelables : Évaluation des avantages environnementaux associés à l'énergie renouvelable et à l'efficacité énergétique Sites traitant de l intégration de l environnement dans le bâtiment :

56 Site sur le développement durable en général : : 40 chapitres agenda 21 Entreprise et développement durable Cabinets de conseils en développement durable ONG (Organisations Non Gouvernementales) Malmo Bedzed

57 Bibliographie Energie ADEME, Les chiffres clés du bâtiment : 1999, n 1879, n 2619, n 3440, Département Bâtiment et collectivité, Valbonne Cochet Yves, Stratégie et moyens de développement de l'efficacité énergétique et des sources d'énergie renouvelables en France, rapport au Premier ministre, Paris, 2000 Criqui, Patrick, L énergie solaire en France : approche socio-économique, Paris : Editions du CNRS, 1980 Energie : les chemins d'une croissance sobre : rapport du groupe plénier du Commissariat général du plan ; président, Pierre Boisson; rapporteur général, Patrick Criqui, Paris : la Documentation française, 1998 La Maîtrise de l énergie, Commissariat général du plan, Comité interministériel de l évaluation des politiques publiques, rapport de l instance d évaluation, président, Yves Martin ; rapporteur général, Yves Carsalade ; rapporteurs, Jean-Pierre Leteurtrois, François Moisan, Paris : La Documentation française, 1998 Ministère de l Industrie, Chiffres clés de l énergie : Edition 1999/2000, Paris : Editions de l'industrie, avril 2000 Développement Durable ADEME, Qualité environnementale des Bâtiments, manuel à l ouvrage de la maîtrise d ouvrage et des acteurs des bâtiments, coll. Connaître pour agir, déc ARENE IDF, Deux démarches au service des communes pour un projet de développement durable, document de travail, décembre 2003 ARENE IDF, Les enjeux HQE en Ile de France à l horizon 2010, avril 2001 Association 4D, Repères pour l agenda 21 local, 2001 Auclair Elisabeth, Le développement durable à l épreuve du projet urbain, in : Recherche sociale, n 166, avril-juin

58 Bailly Antoine, Brun Philippe, Roderick J. Lawrence (dir.), Développement social durable des villes : principes et pratiques, Anthropos, Barnier V., Tucouletin C., Ville et environnement : de l écologie urbaine à la ville durable, La Documentation française, série Problèmes politiques et sociaux n 829, 1999 Bâtir Sain, Guide raisonné de l'éco-construction , 2005 Ce que développement durable veut dire, collectif sous la dir. de Geneviève Férone, Dominique Debas, Anne-Sophie Genin... [et al.], Paris : Ed. d Organisation, Ecole nationale supérieure d arts et métiers, 2003 Ecole nationale d administration, Paris. Direction des études, Les transports et l énergie, les choix structuraux et les contraintes environnementales, quel rôle pour la puissance publique? Groupe n 8 (Promotion Copernic) animé par Alain Morcheoine, Paris, 2001 Environnement, véhicules et mobilité urbaine : colloque du 25 juin 1996, organisé par l INRETS (Institut national de recherche sur les transports et leur sécurité ; ADEME ; sous la dir. d Alain Morcheoine, Jean Delsey, Jean-Pierre Orfeuil, Arcueil, 1997 Fouchier Vincent, Les densités urbaines et le développement durable : le cas de l Ilede-France et des villes nouvelles, Paris : la Documentation française, 1998 Gauzin-Müller Dominique, L'Architecture Ecologique, Edition du Moniteur, 2004 Lamprecht James L., ISO : commentaires et conseils pratiques - Une approche responsable et économique, trad. de l anglais par Véronique Campillo, Saint-Denis-la-Plaine : AFNOR édition, 2003 Les transports et l'environnement : vers un nouvel équilibre, Conseil national des transports, Groupe de travail Transports et environnement ; sous la dir. d Alain Bonnafous ; rapporteurs, Gérard Brun, Jean-Pierre Nicolas, Paris, 1998 Liebard A. et de Herde, A., Guide de l'architecture bioclimatique, Editions Observer Learnet Ministère de l équipement, des transports et du logement, Le projet d aménagement et de développement durable du PLU, avril

59 Morcheoine Alain, Déplacements urbains, énergie, environnement, enjeux et perspectives, ADEME, direction des transports, oct Peuportier, Bruno, Eco-conception des bâtiments : bâtir en préservant au mieux l'environnement, Ed. Presse de l'école des mines 2003 Rouxel Françoise et Rist Dominique, Le développement durable, approche méthodologique dans les diagnostics territoriaux, Lyon : CERTU, 2000 Sauvez Marc, La ville et l enjeu du développement durable, Paris : Ministère de l aménagement du territoire et de l environnement, 2001 Utopies, rapport Construction Durable, 2005 Dictionnaire Merlin Pierre et Choay Françoise, Dictionnaire de l urbanisme et de l aménagement, 3 ème édition, Paris : Presses Universitaires de France,

60 Table des figures Figure 1 : les trois composantes du développement durable, page 6 Figure 2 : Les réserves d énergies fossiles dans le monde, page20 Figure 3 : Part des EnR dans la consommation primaire de l OCDE, page 21 Figure 4 : la contribution des EnR, page 21 Figure 5 : Répartition des usages des EnR dans l Union Européenne, page 22 Figure 6 : Puissances installées dans le parc photovoltaïque dans l UE, page 25 Figure 7 : Evolution de la capacité géothermique installée dans le monde pour la production d électricité en MWe, page 28 Figure 8 : Principe isolation durable, page 31 Figure 9 : Principe architecture bioclimatique, page 32 Figure 10 : Principes agencement des pièces en architecture bioclimatique, page 33 Figure 11 : Principe du bâti à Bedzed, page 35 Figure 12 : Photos de Bedzed, page 36 Figure 13 : Photos de Malmö, page 38 Figure 14 : Plan Masse indicatif Villages Nature, page 41 Figure 15 : Exemple de graphique donnant les émissions par poste, page 44 Figure16 : Prise en compte des différents niveaux d émissions de carbone, page 45 60

61 Annexes 1. Les 40 chapitres Agenda 21 Section I : Dimensions sociales et économiques 2. Coopération internationale visant à accélérer un développement durable dans les pays en développement et politiques nationales connexes 3. Lutte contre la pauvreté 4. Modification des modes de consommation 5. Dynamique démographique et durabilité 6. Protection et promotion de la santé 7. Promotion d'un modèle viable d'établissements humains 8. Intégration du processus de prise de décisions sur l'environnement et le développement Section II : Conservation et gestion des ressources aux fins du développement 9. Protection de l'atmosphère 10. Conception intégrée de la planification et de la gestion des terres 11. Lutte contre le déboisement 12. Gestion des écosystèmes fragiles : lutte contre la désertification et la sécheresse 13. Gestion des écosystèmes fragiles : mise en valeur durable des montagnes 14. Promotion d'un développement agricole et rural durable 15. Préservation de la diversité biologique 16. Gestion écologiquement rationnelle des biotechniques 17. Protection des océans et de toutes les mers - y compris les mers fermées et semifermées - et des zones côtières, et protection, utilisation rationnelle et mise en valeur de leurs ressources biologiques 18. Protection des ressources en eau douce et de leur qualité : application d'approches intégrées de la mise en valeur, de la gestion et de l'utilisation des ressources en eau 19. Gestion écologiquement rationnelle des substances chimiques toxiques, y compris la prévention du trafic international illicite des produits toxiques et dangereux 20. Gestion écologiquement rationnelle des déchets dangereux, y compris la prévention du trafic international illicite de déchets dangereux 21. Gestion écologiquement rationnelle des déchets solides et questions relatives aux eaux usées 22. Gestion sûre et écologiquement rationnelle des déchets radioactifs 61

62 Section III : Renforcement du rôle des principaux groupes 23. Préambule 24. Action mondiale en faveur de la participation des femmes à un développement durable et équitable 25. Rôle des enfants et des jeunes dans la promotion d'un développement durable 26. Reconnaissance et renforcement du rôle des populations autochtones et de leurs communautés 27. Renforcement du rôle des organisations non gouvernementales : partenaires pour un développement durable 28. Initiatives des collectivités locales à l'appui d'action Renforcement du rôle des travailleurs et de leurs syndicats 30. Renforcement du rôle du commerce et de l'industrie 31. Communauté scientifique et technique 32. Renforcement du rôle des agriculteurs Section IV : Moyens d'exécution 33. Ressources et mécanismes financiers 34. Transfert de techniques écologiquement rationnelles, coopération et création de capacités 35. La science au service d'un développement durable 36. Promotion de l'éducation, de la sensibilisation du public et de la formation 37. Mécanismes nationaux et coopération internationale pour le renforcement des capacités dans les pays en développement 38. Arrangements institutionnels internationaux 39. Instruments et mécanismes juridiques internationaux 40. L'information pour la prise de décisions 62