Maitriser la consommation d énergie des bâtiments Nadine ADRA
1) Contexte et enjeux Sommaire Pourquoi faire des économies d énergie? Comment faire des économies d énergie? 2) Outils et méthodes 3) Exemples d applications : bâtiments et systèmes 4) Quelques éléments économiques 5) Pistes pour aller plus loin
1. Contexte et enjeux Contexte énergétique La problématique de l énergie L Agence Internationale de l Energie (AIE) prévoit une hausse de 1.5% / an de la demande en énergie jusqu en 2030, liée à la croissance démographique mondiale. L augmentation de la demande sera génératrice de tensions sur l offre énergétique avec pour conséquence une augmentation des prix des énergies fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon). Réponse rapide et pertinente pour faire face à ces enjeux environnementaux : l efficacité énergétique. Diminuer la facture énergétique Limiter ou réduire l épuisement des ressources naturelles non renouvelables Réduire l impact environnemental des activités liées à l utilisation de ces énergies, notamment une baisse des émissions de gaz à effet de serre 2
1. Contexte et enjeux Rappels L efficacité énergétique: une notion qui se met progressivement en place Année 70: Crise pétrolière, forte augmentation du prix du pétrole et des autres énergies. 1997: Ratification du protocole de Kyoto. Objectifs : réduire les émissions de GES et développer l efficacité énergétique. 2000: Le plan d Action pour l Efficacité Energétique est mis en place au niveau européen. 2004: Adoption d un premier Plan Climat en 2004 qui établit une feuille de route pour mobiliser l ensemble des acteurs économiques (Réduction GES de 23%). 2006: Adoption du second Plan Climat qui introduit des mesures de fiscalité écologique (crédits d impôt pour le développement durable ) 2009 : Vote du Grenelle I concrétise les travaux menés par la France depuis 2007 et intègre les objectifs du protocole de Kyoto. 2010 : adoption de la loi Grenelle II, qui rend applicable le Grenelle I. 3
1. Contexte et enjeux Chiffres clés LES 3x20 de l Union Européenne En mars 2007, l UE décidait: De réduire de 20% ses émissions de GES en 2020 par rapport à 1990 la France vise 22,8% dans le cadre de son plan Climat D améliorer de 20% son efficacité énergétique d ici à 2020 la France vise 20% De porter à 20% la part des énergies renouvelables dans sa consommation finale en 2020 la France vise 23% FACTEUR 4 Le Grenelle de l environnement confirme l engagement pris par la France de diviser par 4 ses émissions de GES d ici à 2050 par rapport à celles de 1990. Cela implique de les réduire par 3% par an en moyenne. 4
1. Contexte et enjeux Chiffres clés BATIMENT Le Grenelle de l environnement vise la généralisation des bâtiments basse consommation (BBC) à l horizon 2012 et, en 2020, toutes constructions devront êtres à énergie positive. Le parc de bâtiments existants devrait, quant à lui,, voir ses consommations énergétiques réduites d au moins 38%. 5
1. Contexte et enjeux Enjeux pour les entreprises Il est important pour l'entreprise de maîtriser ses consommations d'énergie et de diminuer sa facture énergétique. Hausse des prix, impacts sur l'effet de serre, confort du personnel, respect de l environnement, réduction des coûts, image de l entreprise, valeur du patrimoine, etc. Pour chaque poste consommateur (éclairage, chauffage, air comprimé, etc), des outils et des méthodes pour diminuer la facture énergétique de l'entreprise. 6
1. Contexte et enjeux Grenelle II Engagement d une politique d information et de responsabilisation des entreprises: >de 500 salariés (métropole) et de plus 250 salariés (outre-mer) : Obligation d effectuer un bilan des émissions de carbone et un plan d action sur trois ans. But : Diminuer les émissions liées aux activités directes ou indirectes émises via l utilisation d électricité, de chaleur ou de vapeur Obligation de réaliser des travaux d amélioration de la performance énergétique dans les bâtiments existants à usage tertiaire d ici 2020 Un décret déterminera précisément les catégories de bâtiments concernés Décret à paraître au deuxième semestre 2011 7
Bilan Carbone La méthode du bilan carbone permet de comptabiliser les émissions, directes ou indirectes, de gaz à effet de serre d une activité ou d un site. Cette méthode développée par l ADEME se base uniquement sur des données facilement accessibles. C est la première étape du diagnostic climat d une activité ou d un site. En hiérarchisant les différents postes d émissions en fonction de leur importance, elle facilite la mise en place d actions prioritaires de réduction de ces émissions. Le diagnostic énergétique est l outil le plus adapté pour effectuer un bilan carbone. 8
Diagnostic énergétique Démarche initiale primordiale à la bonne définition des actions de maîtrise de l énergie. Etude approfondie des différents postes consommateurs d énergie qui permet: De détecter les gisements d économies d énergie potentiels De déterminer les actions et investissements nécessaires pour parvenir à exploiter ces gisements au meilleur coût pour l entreprise. Le diagnostic porte: Sur les consommations d énergie des équipements de production («le process» ou les «procédés») Et sur les utilités (éclairage, chauffage, climatisation, ventilation, transport) 9
Diagnostic énergétique Comment se déroule un diagnostic énergétique? Analyse préalable (bilan énergétique, plan du site, activités, factures, etc.) Visite sur site Analyse détaillée (mesures, bilans énergétiques des différents secteurs et matériels, simulation, etc.) Recommandations et plan d actions (solutions techniques, coût des investissements, temps de retour) 10
Diagnostic énergétique Que peut-on attendre d un diagnostic énergétique? Avoir un état des lieux énergétique global Faire émerger des solutions adaptées Hiérarchiser les actions d économies d énergie (sensibilisation, isolation, etc.). La méthodologie des diagnostics énergétiques dans l'industrie a fait l'objet de l'édition d'une norme BP X30-120 (mars 2006). De même, la norme EN 16001 sur le Système de Management de l'energie (SME) donne le cadre complet sur lequel les entreprises peuvent s'appuyer pour piloter leur stratégie énergétique ISO 50001 11
La conception des bâtiments Règles relatives à la performance énergétique des bâtiments L Etat a mis en place plusieurs réglementations concernant la performance énergétique des bâtiments, qui ne cessent d évoluer, afin d obliger les entreprises à s améliorer et à respecter un minimum d obligations en ce sens. Rappel: Le secteur du bâtiment: 40% des consommations énergétiques nationales et 20% des émission de CO2. 12
La conception des bâtiments Les millésimes de la Réglementation Thermique RT 1988 RT 2000 Bâtis neuf résidentiels et non résidentiel Réduction de 20% résidentiel Réduction 40% tertiaires RT 2012 Moyenne de RT 2005 50kWhep/m²/an Réduction de 15% des consommations RT 2020 Bâtiment à énergie positive Bpos RT 1974 Bâtis neufs 13
La conception des bâtiments RT2012 Le calendrier 01/01/13 09-10/11 Application aux logements en zone ANRU, aux bureaux et à l'enseignement 11-12/11 Sortie des textes pour les autres bâtiments tertiaires Application à tous les bâtiments neufs Sortie des logiciels 26/10/10 Publication des textes Mise en vigueur pour les bâtiments tertiaires > 1 an après la publication des arrêtés spécifiques ( Fin 2011) 14
La conception des bâtiments RT2012 Exigences En plus de caractéristiques thermiques nouvelles, trois exigences de résultat ont été explicitement fixées pour ces bâtiments nouveaux : la limitation de la consommation d'énergie primaire, l'optimisation de la conception du bâti indépendamment des systèmes énergétiques mis en œuvre, le confort en été avec une limitation des surchauffes dans le bâtiment en période estivale. 15
Etude d approvisionnement Energie Etude sur les solutions d'approvisionnement en énergie des nouvelles constructions et des bâtiments existants dans le cadre des travaux de rénovation Nouvelles constructions Pour les constructions de plus de 1000m², le maître d'ouvrage doit faire réaliser depuis le 1er janvier 2008, une étude de faisabilité technico-économique envisageant diverses solutions d'approvisionnement en énergie pour le chauffage, la ventilation, le refroidissement, la production d'eau chaude sanitaire et l'éclairage des locaux. L objectif est de favoriser le recours aux EnR et aux systèmes de production d énergie les plus performants, et de réduire ainsi les émissions de gaz à effet de serre. 16
Etude d approvisionnement Energie Etude sur les solutions d'approvisionnement en énergie des nouvelles constructions et des bâtiments existants dans le cadre des travaux de rénovation Rénovation des bâtiments existants Une étude de faisabilité technico-économique des diverses solutions d'approvisionnement en énergie du bâtiment doit être réalisée par le maître d'ouvrage lorsque le coût total prévisionnel de travaux de rénovation est supérieur à 25 % de sa valeur. 17
Performance des bâtiments existants Amélioration de la performance énergétique des bâtiments existants Le maître d'ouvrage est tenu dans le cadre de travaux de rénovation d'un bâtiment d'une superficie supérieure à 1000m² et dont le coût prévisionnel total est supérieur de 25% à la valeur du bâtiment d'améliorer la performance énergétique de ce dernier. 18
DPE Diagnostic de performance énergétique (DPE) A l'occasion des locations (depuis le 1er juillet 2007), autres que locations à caractère saisonnier, ou des transactions (depuis le 1er novembre 2006), le locataire ou l'acheteur se verra remettre un diagnostic de performance énergétique (DPE). De même, lors de la construction d'un bâtiment ou de l'extension d'un bâtiment existant le maître d'ouvrage fait établir un DPE. Ce diagnostic devra à compter du 1er janvier 2013 indiquer les émissions de gaz à effet de serre. 19
Les démarches volontaires de performance énergétique des bâtiments Label "haute performance énergétique" (Label HPE) Bâtiments neufs Le label "haute performance énergétique" atteste la conformité des bâtiments nouveaux à un référentiel qui intègre les exigences de la réglementation thermique 2005 (RT 2005), un niveau de performance énergétique supérieur à l'exigence réglementaire et des modalités minimales de contrôle. Les niveaux de "haute performance énergétique" actuels seront prochainement remplacés par de nouveaux niveaux de superperformance qui entreront en vigueur en même temps que la nouvelle réglementation thermique (RT 2012). 20
Les démarches volontaires de performance énergétique des bâtiments Haute Performance Energétique Les mentions : Haute Performance Energétique HPE : inférieur de 10 % RT 2005 Très Haute Performance Energétique THPE : inférieur de 20% HPE Energie renouvelables et THPE Energie renouvelables : Consommation inférieure de 10% et 20 % aux consommations de référence. RT2005 Dont les consommation de chauffage ou d eau chaude sanitaire ECS sont assurées par les énergies renouvelables. Bâtiments basse consommation BBC : consommation énergétique primaire comprise entre 40 et 75 kwh/m²/an ( chauffage, ECS, éclairage, ventilation, auxiliaires) 21
Les démarches volontaires de performance énergétique des bâtiments Bâtiments existants rénovés La règlementation thermique de bâtiments existants a été adoptée par l'arrêté du 13 juin 2008. Le label "haute performance énergétique rénovation" atteste la conformité des bâtiments rénovés à un référentiel qui intègre les exigences de la règlementation thermique des bâtiments existants, un niveau minimal de performance énergétique globale et de confort d'été et des modalités des contrôles minimales. 22
Les démarches volontaires de performance énergétique des bâtiments Le label "haute performance énergétique rénovation" comporte différents niveaux selon le type de bâtiment : Type de bâtiment Labels Bâtiment à usage d habitation Bâtiment à usage autre que d habitation HPE rénovation BBC rénovation BBC rénovation 23
Les démarches volontaires de performance énergétique des bâtiments La démarche HQE La démarche HQE, promue par l'association HQE, est une démarche volontaire de management de la qualité environnementale des opérations de construction ou de réhabilitation des bâtiments. Cette démarche vise à maîtriser les impacts des bâtiments sur l'environnement extérieur notamment par l'amélioration de la performance énergétique. 24
Les démarches volontaires de performance énergétique des bâtiments Le concept de bâtiment à énergie positive Développé en France pour la première fois dans un rapport sur "les nouvelles technologies de l'énergie" réalisé par quatre ministères (Economie, Ecologie, Industrie et Recherche), le concept de "bâtiment à énergie positive" vise le développement de bâtiments à très haute performance énergétique alimentés par des énergies renouvelables pouvant conduire progressivement et à long terme (20-25 ans) à un bâtiment assurant ses propres besoins en énergie, voire même à un bâtiment restituant de l'énergie sur le réseau. 25
Les économies d'énergie : l'éclairage L'éclairage représente un coût non négligeable pour les entreprises. Pourtant, un éclairage adapté et plus performant a de nombreux effets positifs dont celui de faire des économies d'énergie. Encore faut-il appliquer de bonnes pratiques, choisir les bons équipements et les utiliser correctement. Comment faire des économies d'énergie en matière d'éclairage? 1. Appliquer les bonnes pratiques Optimiser l'éclairage naturel Optimiser l'éclairage artificiel Eteindre les lumières Adapter le niveau d'éclairage. 26
Les économies d'énergie : l'éclairage 2. Optimiser l'utilisation des équipements 3. Bien choisir son équipement Construction neuve ou rénovation lourde : Prévoir une étude sur l'éclairage dès la conception du bâtiment. Auxiliaires d'alimentation (ballasts, starters, amorceurs) : Les auxiliaires d'alimentation ont une consommation propre non négligeable Lampes : Choisir les lampes en fonction des locaux à éclairer. Les systèmes de gestion 27
Les économies d énergie: le chauffage et la climatisation Les règles relatives à la performance énergétique des chaudières et climatisation Le chauffage et la climatisation représentent un des coûts les plus importants pour les entreprises et une source de pollution non négligeable. Pourtant, le simple respect des règles de performance énergétique permettrait d'éviter les risques liés à leur utilisation tout en permettant de faire des économies d'énergie. Dans le tertiaire, le chauffage, la climatisation et la ventilation représentent entre 50 % et 80 % de la facture d'électricité de l'entreprise. 28
Les économies d énergie: le chauffage et la climatisation Comment faire des économies d'énergie en matière de système de chauffage et de climatisation 1. Appliquer les bonnes pratiques 2. Optimiser l'utilisation des équipements 3. Bien choisir son équipement 29
3. Exemples d application Isolation des Murs, Toiture Moyen le plus efficace pour réduire la consommation ( ~10 à 15%) Isolation par l extérieur : Meilleure solution pour isoler un bâtiment Limites dans le cas de Bât dont l aspect extérieur souhaite être conservé Isolation par l intérieur : Si d autres travaux intérieurs sont prévus. Si le ravalement extérieur est en bon état ou que l aspect du bât doit rester en l état 30
3. Exemples d application Portes et vitres En moyenne, 13 % de la chaleur d un bâtiment s échappe par les fenêtres. Installation de doubles/triples vitrages et les protections solaires. La bonne option consiste à choisir un double vitrage à isolation renforcée Le coût varie de 800 à 2000 euros par fenêtre en fonction de sa taille et de la qualité choisie. La déperdition de chaleur par les vitres peut ainsi être ramenée à moins de 5 % 31
3. Exemples d application Systèmes de ventilation Adaptation des débits d air aux besoins du bâtiment et à son usage (systèmes flexibles, à débit variable). Récupération de chaleur sur l air extrait. Ventilation double flux Limitation des consommations des ventilateurs Les ventilateurs tournent souvent toute l année Amélioration de l étanchéité des réseaux d aération Vérification des installations, à la réception et dans le temps, amélioration de la maintenance 32
3. Exemples d application Installations de chauffage Plusieurs facteurs influencent son niveau de consommation et d émissions associées : Qualités intrinsèques du bâtiment ; Combustible utilisé pour le chauffage ; Performance de l installation et son état ; Possibilités de programmations et réglages ; Comportement des utilisateurs. Réduire au maximum les besoins de chauffage en veillant à la qualité d isolation thermique du Bâtiment. Exemple: Chaudières à condensation Pompes à chaleur Biomasse 33
3. Exemples d application Diminuer la demande d eau Réduire le débit d eau : mise en place de mousseurs sur les robinets, mise en place de mitigeurs avec butée sur les robinets, mise en place de douchettes économes sur les douches, mise en place de robinets avec bouton poussoir, réduire la puissance de la pompe de distribution. Économie potentielle : Diminution du débit aux lavabos : de 9 à 27 kwh par occupant, par an. Diminution du débit des douches : environ 7 kwh/douche 34
3. Exemples d application Installations performantes Chauffage au bois avec la labellisation «Flamme Verte» Energie solaire : Capteur solaire thermique pour produire l eau chaude sanitaire dans un bâtiment. Module photovoltaïques peuvent produire l équivalent des besoins annuels en électricité spécifique. 35
4) Eléments économiques Surinvestissement Surinvestissement et pas simple surcoût Niveau BBC par rapport à la RT 2005 *: Bâtiments de bureaux + 6,3% en climatisation active (113 /m²) + 2,2% en conception avec climatisation passive (43 /m²) : Exemple d un bâtiment BEPOS. Avec PV 229 /m² dont 186 /m² rentables par elles-mêmes au moyen du tarif d achat de l électricité produite Chaque nouvelle RT a généré des surcoûts qui se sont finalement résorbés en un an. * source : ADEME, ENERTECH 36
5) Pistes pour aller plus loin Pistes pour aller plus loin Réalisation de diagnostic énergétique : Permet, à partir d une analyse détaillée des données du site, de dresser une proposition chiffrée et argumentée de programme(s) d économie d énergie et amener le maître d'ouvrage à décider des investissements appropriés Réalisation d étude de faisabilité ENR : Permet de connaître avec précision tous les avantages et les coûts, tant du point de vue technique qu économique de la mise en œuvre d une installation d énergie renouvelable (photovoltaïque, solaire thermique, éolien, biomasse, géothermie, aérothermie). Formation/sensibilisation sur les économies d énergie 37
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