3 e appel à projet de recherche de la FBE Séminaire du 23 mars 2011 Projet IPPI Intégration et Planification pour la réduction des GES d un Patrimoine Immobilier DETRY & LEVY SARL D ARCHITECTURE 1
Outil de simulation (1/3) Alimenté par les données descriptives des organismes, normalisées (période de construction, type de bâtiment, shab, nombre d étages, commune, mode et énergie de chauffage ) Permet : o D établir le diagnostic des performances énergie-climat initiales (bdd au logement ou préanalysées) 2
o De tester l impact de la réhabilitation de portions de parcs (cibles actions) 3
Outil de simulation (3/3) o D ajouter, modifier, supprimer du patrimoine outil «courant» de gestion de patrimoine Conçu pour répondre aux besoins de : o Connaissance exhaustive des performances du parc (DPE, audits ) o Comparaison et hiérarchisation des opérations o Un outil de «guidage», permettant de tester les grandes orientations, à long terme 4
Outil d optimisation (1/2) Alimenté par le parc des organismes partenaires (échelle du bâtiment) Objectifs : o Quels sont le/les chemin(s) vers le facteur 4? o Contraintes : Bouquet de travaux homogène sur le bâtiment Minimiser les consommations énergétiques 5
Outil d optimisation (2/2) L outil : o Intègre un moteur thermique simplifié o Explore le champ des possibles techniques Objectif : identifier un/des chemin(s) F4 : Leurs points communs (les «gestes inévitables») Les distinctions typologiques Les coûts d investissement Le phasage (rythme de réhabilitation) 6
Volet financements (1/1) Bases : o Les chemins F4 identifiés par l outil d optimisation o Les financements nationaux existants : (éco-prêt logement social, dégrèvement TFPB, participation des locataires, fonds chaleur, certificats d économie d énergie) o Hypothèse forte : pérennité des financements jusque 2050 Quelle adéquation entre les coûts d investissements et les financements existants? 7
Monitoring avant travaux - Actis Fernandat Le bâtiment étudié rassemble 47 logements sur 5 cages d escaliers répartis de la manière suivante : 17 T2, 12 T3, 15 T4, 3 T5. R+4 de surface habitable de 2497 m² avec 2 mètres 50 de hauteur sous plafond. Construit en 1960 il a subi des premiers travaux de rénovation dans les années 90. 8
Le bâti ITE 6cm de polystyrène. Fenêtres alu sans rupteur de pont thermique avec double vitrage 4/8/4. Flocage 6 cm isole le plancher bas sur le sous-sol. Aucune information sur l isolation de la toiture terrasse Test d étanchéité à l air taux de renouvellement à 50 Pascal (norme NF EN 13829, méthode B) mesuré est de 3,2 vol/h. 9
Les systèmes Le chauffage et l eau chaude sanitaire (ECS) sont assurés par une sous station de chauffage urbain situé à l extrémité Est du bâtiment (cage d escalier 1). La température de départ du réseau de chauffage est régulée par la température extérieure. Les réseaux de distribution de chauffage cheminent en sous sol. Ils sont traités par 2 cm de liège. Ceux d ECS circulent en plafond des parties communes. 2cm de laine de verre les isolent. La chaleur est émise par plancher chauffant sans régulation terminale
Eclairage Eclairage des caves et des cages d escaliers : hublots équipés d ampoules incandescentes de 60 et 75W. Halls d entrée : luminaires downlights fluo compacts de 13 et 26W. Deux tubes fluorescents de 36 watts équipent la chaufferie. VMC A l origine ventilation naturelle. Une VMC simple flux a été mise en place. Air vicié extrait grâce à deux extracteurs ALDES VEC 382 B positionnés en toiture (puissance plaque 1,1 kw).
Usages suivis dans les logements Pour chaque logement, la consommation électrique générale EDF a été relevée au pas de temps de 10 minutes via les compteurs situés dans les parties communes Un suivi détaillé a été réalisé dans 12 appartements (environ 25% du bâtiment) comprenant les mesures suivantes : Température dans trois pièces, hygrométrie du salon Consommation électrique des lave-linge et lave vaisselle afin d évaluer la quantité d électricité spécifique non récupérable (eau chaude partant à l égout) Consommation de gaz nécessaire à la cuisson. Les consommations annuelles d eau froide et d eau chaude sanitaire ont pu aussi être relevées pour un peu moins de la moitié des logements.
Usages suivis dans les services généraux Pour les services généraux, les usages suivants ont été instrumentés : Energie consommée par le chauffage et l ECS Production d électricité photovoltaïque Consommation d électricité totale des services généraux Durées d allumage des circuits d éclairage des parties communes (escaliers, caves) Consommations électriques des deux caissons de ventilation simple flux Consommation électrique de l ensemble des appareils de la sous station Températures intérieures (sous station, cages d escaliers) et extérieure.
Les données récoltées ont été placées dans une base relationnelle permettant un traitement aisé des informations. La campagne de mesures s est déroulée entre le 01 mars 2009 et le 28 février 2010, soit un an. consommations annuelles sans nécessité d extrapoler et étude de la saisonnalité des différents usages suivis. Au total 169 capteurs ont été installés pendant un an soit environ 8,8 millions de données.
Bilan Energétique Global
Les consommations Le Chauffage La consommation annuelle utile du bâtiment est de 259,9 MWh/an soit 104,1 kwh/an/m² Shab mesurée en sortie de sous-station. En supposant un rendement de production de l ordre de 70-80%, l énergie nécessaire à l installation est alors de 140 kwh/an/m²shab. Pertes de distribution : 2MWh 1.15kWh/an/m2shab 1.1% +12% d écart par rapport au diagnostic
Le chauffage
L EAU CHAUDE SANITAIRE La consommation annuelle utile du bâtiment est de 87,5 MWh/an soit 35kWh/an/m² Shab ou 1861 kwh/logement Avec un rendement de production de l ordre de 40-50%, consommation finale de 77 kwh/an/m² Shab. consommation annuelle utile : 603 kwh/an/personne. La valeur mesurée est inférieure de 19% / Diagnostic Performance Energétique. Volume d ECS consommé Le volume total d ECS consommé pour l année 2008 est de 1500 m3 à 53 C à l échelle du bâtiment soit 31,9 m3/an/logement ou encore 10,3 m3/an/personne. index des consommations volumétriques d ECS de 17 logements. La consommation moyenne ainsi mesurée s établit à 35,8 m3/an/logement. rapport de 1 à 6 entre les logements, attestant une forte distorsion dans les usages des habitants.
La consommation augmente lorsque la température extérieure diminue probablement pour deux raisons : la température de l eau froide du réseau d eau de ville est plus basse en hiver qu en été. Les puisages d eau sont plus faibles en été qu en hiver.
La consommation nocturne correspond aux pertes de bouclage (si on fait l hypothèse qu il n y a pas de puisage pendant ces périodes). La puissance appelée la nuit est alors d environ 3,6 kw, correspondant à une consommation annuelle d environ 31 500 kwh, soit 36 % de la consommation totale.
La consommation électrique annuelle des services généraux est de 23 673 kwh/an soit une consommation de 9,5 kwh/an/m² ou 503 kwh/an/logement (ou encore 163,3 kwh/an/habitant). Cette consommation est relativement faible Absence de postes très consommateurs d électricité: il n y a pas d ascenseur, de parking souterrain, d éclairage de sécurité
Consommation des services généraux
La consommation de la pompe de chauffage est de 34,1 kwh elec par kwh de chaleur consommée par le bâtiment, soit plus de deux fois plus que ce qu on a mesuré sur une installation optimisée (15,1 ). La fonction ECO du régulateur de chauffage qui permet d arrêter la pompe lorsque la température extérieure est supérieure à une certaine valeur n est pas activée. ce dispositif on pourrait réduire la consommation de cette pompe de respectivement 15 et 22 % pour des températures de non chauffe de 15 et 13 C. Cette pompe fonctionne à vitesse constante : pas de régulation terminale.
LA VMC La ventilation du bâtiment est de type simple flux. Elle est assuré par 2 caissons de ventilation ALDES VEC 382 B. La puissance appelée par les deux caissons est constante tout au long de l année. La consommation annuelle de la ventilation est de 9 564 kwh/an, soit 3,8 kwh/an.m²shab ou 203 kwh/logement/an. Cette consommation est plus faible que d autres opérations observées équipées de système de ventilation simple flux à débit constant.
Le débit théorique règlementaire maximal devrait être de 7125 m3/h d après l'arrêté du 24 mars 1982, qui définit le débit à atteindre pour chaque logement en fonction du nombre et du type de pièces. Une mesure avec un tube de pitot a permis de montrer que le débit total des deux caissons est de 4 000 m3/h (1 800 m3/h pour le premier caisson et 2 200m3/h pour le second) ce qui est deux fois moins que la valeur réglementaire maximale.
Electricité de services généraux
Electricité spécifique des logements L ensemble des compteurs électriques du bâtiment a été suivi. La consommation moyenne observée est de : 1 461 kwh/an.logement 26,9 kwh/an/m²habitable 474 kwh/an/habitant avec des extrema de 230 et 4 192 kwh/an.
Au total, 12 logements ont été suivis en détails. Sur ces 12 logements seuls 9 possédaient au moins un appareil de lavage. La consommation moyenne des appareils suivis est de 107 kwh/an pour les lave linge et 109 kwh/an pour les lave vaisselle. Dans une campagne de mesures récente portant sur 100 logements, la consommation moyenne des lave-linge était de 169 kwh/an et celle des lave-vaisselle de 273 kwh/an. De plus dans 2 logements sur 9, le lave linge n a pas été utilisé. En moyenne, le poste de lavage représente 9 % de la consommation totale du logement avec des extrema de 38% et 2 %, excepté les deux logements dans lesquels la consommation des lave linge est nulle
En moyenne, 38 % (soit 590 kwh) de la consommation des logements a lieu pendant la période de non chauffe contre 62 % (965 kwh) pendant la saison de chauffe.
La cuisson
La consommation moyenne par logement est de 844 kwhpcs/an avec des extrema de 2 092 et 131 kwh/an. Cette consommation est relativement proche de celle mesurée pour une autre opération de logement avec 936 kwhpcs./an. En faisant l hypothèse que ces logements sont représentatifs et en extrapolant à l échelle du bâtiment, la consommation est de 39 704 kwh/an soit une consommation moyenne de 15,9 kwh/an/m²shab ou de 273,8 kwh/an/habitant.
Les températures Les températures maintenues en hiver dans les logements sont très élevées. La valeur moyenne mesurée entre le 01/11/09 et le 28/02/10 vaut 21,5 C, dans le logement le plus «froid», la température est supérieure à 19 C 90% du temps. La température est globalement stable : elle est comprise entre 21 et 22 C plus des deux tiers du temps.
Les températures
Apports internes et températures
Le confort d été
Polygone du confort