Journée thématique PREBAT Vers des bâtiments à énergie positive 31 mars 2010, Chambéry 1 RETOUR D EXPERIENCES Bâtiment ENERPOS Ile de La Réunion François GARDE Laboratoire de Physique du Bâtiment et des Systèmes Université de La Réunion garde@univ-reunion.fr - http://lpbs.univ-reunion.fr/enerpos
2 Le poids du bâtiment à La Réunion 85 % de la demande en électricité Une seule énergie : l électricité Des consommations importantes - Moyenne Bâtiments tertiaires : 330 kwhep/m²shon.an (dont 190 kwhep/m²shon.an pour la climatisation ) - Un impact environnemental énorme Une réglementation RT2A DOM Des outils d aide à la conception : PERENE 2009 Un décalage par rapport aux lois Grenelle 2 et aux directives européennes (EBPD : 2019, tous les bâtiments neufs à E>0) Objectif BBC : 50 kwhep/m².an (consommations RT2005)
Conversion Eprimaire/Efinale. Equivalent CO 2 La Reunion Source : IEA
Unités et définitions pour les NZEB/batiments à E>0 Surface utilisée ; SU, SDO ou SHON? Energie finale ou énergie primaire? 1 kwhep/m²shon = 2,36 kwhef/m².su Définition à La Réunion «Un bâtiment à énergie positive est un bâtiment à très faible consommation énergétique qui compense localement et annuellement sa consommation par une source d énergie renouvelable». A La Réunion, Conso < 50% PERENE
Les principes de base Avoir des bâtiments qui consomment le moins possible tout en garantissant le confort des usagers Construire des bâtiments passifs et à très faible énergie Connaître le climat et utiliser les bons outils de conception Environnement autour du bâtiment Conception thermique de l enveloppe Traitement de l air Privilégier l éclairage naturel, limiter l éclairage artificiel Améliorer les performances des systèmes Pendant l exploitation Suivi des énergies : suivi des factures EDF, comptages Maintenance Formation des usagers, présence d un homme énergie Favoriser les énergies renouvelables Idée fondamentale : utiliser des moyens passifs le plus longtemps possible. Les moyensactifsne ne doivent être utilisés qu en dernière limite.
Conception passive en climat tropical/chaud 6 Deux grands principes p passifs: Protection solaire Ventilation naturelle traversante Transposition en France Lyon Renaissance Green office
«ENERPOS» : 1er batiment à E>O à La Reunion 7 EXIGENCE DU PROGRAMME - Ventilation naturelle traversante obligatoire - Climatisation limitée à 3 mois - Eclairage artificiel < 7 W/m² - Consommation < 80 kwh/m².an
8 Le Bâtiment «ENERPOS» 1000 m² SHON (7 salles + 160 m² bureaux) 2 bâtiments /2 niveaux Toitures PV : 49 kwc/370 m² Livraison : Juillet 2008 Coût : 2300 HT /m² SHON Surcoût : 6% Architecte : T Faessel Bohe Bureau d'étude : IMAGEEN (La Reunion) AMO HQE : TRIBU (Paris)
Principes passifs de conception thermo-aéraulique 9 Isolation de toiture renforcée Jalousies extérieures 30% porosité Brasseurs d air Protections solaires par lames de bois Jalousies intérieures i en complément des portes intérieures : 30% de porosité.
Éclairage artificiel : les principesp 10 Second jour par jalousies intérieures dans couloir Éclairage 2x24 W Objectif : 250 lux Double commande Éclairage en applique 15 W P inst : 4,5 W/m² P inst : 8 W/m²
Outils de simulation et méthodologie d ENERPOS Vers un modeleur 3D permettant de faire tout type de simulation...
Sketchup pour optimiser les protections solaires Utilisation du diagramme solaire Optimisation des protections solaires en utilisant Google Sketchup Validation : Photo et modélisation de la façade Sud-Ouest en Décembre à 16h30.
Évolution de la température résultante dans un bureau 13 Critère passage VN/BA : Ta > 28 C pour Va=0,5 m.s -1 Critère passage BA/clim : Ta > 30 C pour Va=1 m.s -1 Evolution de la température résultante dans un bureau 34 Périore de climatisation 32 Période brasseurs d'air 30 Ventilation naturelle 28 Tres bureau ( C) 26 24 22 20 18 16 Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Aout Sept Oct Nov Déc
Résultats : utilisation des zones de Givoni 14 Bureau : 160 h d inconfort Salles informatiques : 335 h d inconfort
Résultats de simulation Éclairage naturel DAYSIM : Fichier météo horaire (TMY) Masques proches et lointain Description depuis Sketchup Puissance de la méthode Radiance Indicateur intéressant : % autonomie en éclairage naturel
Quelques images d'enerpos Facade Sud Ouest Toiture PV intégrées 370 m²/49 kwc
Monitoring Systèmes énergétiqueséti - Compteur d énergie par type d utilisation - Reconstitution de la courbe de charge par type d utilisation (1 min) - Production PV (1 min) - Analyse du mismatch Confort - Ta et HR dans toutes les pièces - Détecteur de présence - Totem confort - Station météo sur site
Et après les études? : POE, Suivi iexpérimental, enquête de satisfaction 18
Mesures : Ventilation naturelle et vitesse d air intérieure 19 Moy. Vitesses d air Ext. = 3,5 m/s
Mesures : Éclairage naturel 20
POE : Evaluation du confort thermique 21 Nombre de personnes Operative temperature Evolution du jugement thermique au cours de l'exposition 8 am 12 am, le 20 02 2009, SALLE TD 4 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Température Air Sec: 28,43 C Equivalent Température: 27,2 C 29,7 C 28,5 C 27,2 C 28 C 28,8 C 26,91 C 27,47 C 0,40 0,13 0,00 Début d'exposition: 8h Pause de 10h Fin d'exposition: 12h Vt Vote 0 Vt Vote 1 Vt Vote 2 Vt Vote 3 Vt Vote 4 Moyenne des votes
POE : 1500 questionnaires/500 personnes interrogées
Ratio énergétique pour tout type d utilisation 23 Consommation 50 kwh/m²su.an (Etudes) 31 kwh/m²su.an (après correction) ENR 78 kwh/m²su.an Source : Photovoltaïque Balance - 47 kwh/m²su.an
Verrous rencontrés, Facteurs clés de succés FCS - Valider toutes les étapes de la conception (programme, APD, PRO, chantier) - Outils de conception et simulations à imposer et dans une logique de conception passive - Changer les objectifs (approche confort, autonomie en éclairage naturel ) - Les utilisateurs sont la clé : - POE indispensable - Information, sensibilisation et communication constantes Le maillon faible Monitoring et coordination des entreprises GTC/électricité/génie climatique/pv Ce qui a manqué : Energie grise, douche + aménagement extérieur
En résumé 25 Les bâtiments à zéro énergie sont étroits et ventilés naturellement Le facteur 4 est possible sans nouvelles technologies/matériaux Rôle central du brasseur d air Solutions innovantes - Bâtiments étroits et traversants - Protection solaires décalées de la façade - Brasseurs d'air à haute efficacité - Jalousies intérieures i et extérieures - Système VRV pour la clim Back to the roots?
Le bâtiment est actuellement actif avec des utilisateurs passifs. L enjeu de demain est de le rendre passif avec des utilisateurs actifs.