Se préparer à la conception BEPOS SE PREPARER A LA CONCEPTION BEPOS Conférence du 23 octobre 2014 LILLE
LE BÂTIMENT ENERGIE - OU ZÉRO ENERGIE - POINT D ÉTAPE 2014
LE CADRE Le bâtiment : 25 % des GES, 69 Mtep de consommation et 46% de la consommation totale d énergie en France Cadre général : La directive européenne n 2010/31/UE relative à la performance énergétique des bâtiments, dite EPBD2 L'article 9 : généralisation des bâtiments «Nearly zero energy» à l'horizon 2020, avec une anticipation pour les bâtiments publics en 2018 Définition : «la quantité quasi nulle ou très basse d'énergie requise devrait être couverte dans une très large mesure par de l'énergie produite à partir de sources renouvelables, notamment l'énergie produite à partir de sources renouvelables sur place ou à proximité» Grenelle 1 (08/2009) = retranscription de cette obligation communautaire dans l article 4 avec une référence au bois énergie 3
LE CADRE - suite Rupture qualitative et quantitative de la RT 2012 comparée aux RT 2000 et RT 2005 Participe d un changement de paradigme: le passage d un engagement de moyens à un engagement de performance exprimé en kwhep (énergie primaire)/m² SHON/an pour 5 usages: chauffage, eau chaude sanitaire, refroidissement, ventilation, auxiliaires Une baisse de 50 à 75 % de la consommation pour les 5 usages entre la RT 2005 et la RT 2012, contre une baisse de 20 % entre la RT 2000 et la RT 2005 Le mouvement est mondial: USA (variable selon les Etats), au Canada, au Japon, en Australie et maintenant en Chine et en Inde 4
Le marché du BEPOS en France De nombreux secteurs concernés en public comme en privé 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Répartition des opérations BEPOS par secteur (nb d'opérations) 53 14 31 78 4 Maison individuelle ou jumélée Immeuble Logements collectifs Enseignement et créches Tertiaires Santé 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Répartition des opérations BEPOS par marché (nb d'opérations) 80 100 Public Privé Note importante: BEPOS sur les 5 usages réglementaires seulement Source: ADEME; étude de juin 2012 5
Quelle définition pour un BEPOS? Une définition simple: Production annuelle d EnR > Consommations annuelles tous usages 6
Les réductions de consommations du bâtiment (périmètre RT2012) Un kwh économisé compétitif par rapport au prix de l énergie actuels Coût du kwh économisé pour les différentes mesures d'efficacité (c HT/kWh) Coût du kwh économisé ( HT/kWh) Cout du kwh gaz Cout du kwh elec tarif jaune 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 6,0 4,2 10,6 1,2 3,7 5,9 7, 4, 0,0 7,5 5,0 Note: Calcul réalisé sur la durée de vie des différentes mesures d efficacité (ex: 30ans pour l isolation) Source: Retour d expérience Passivhaus Institut; Etude cabinet Enertech pour l ADEME; Analyse et retour d expérience Astrance 19 Avril 2013 7
Quelle production d énergie? Réduction des consommations Solaire thermique Energie de récupération (process, eaux usées, etc) Cogénération carburant renouvelable (déchets, bois, biomasse) Réseau chaleur alimenté par EnR Biogaz, gaz de décharge et gaz de stations d épuration d eaux usées Géothermie profonde Photovoltaïque Eolien Hydraulique, houlomotrice, marémotrice Pile à combustible Production 8
Energie primaire (en kwhep/m².an) ENERGIE Pourquoi est-il nécessaire de produire de l électricité? 140 120 100 Consommation du BEPOS (activité tertiaire) Production renouvelable Restauration Bureautique 75% de l énergie consommée est de l électricité 80 60 Ascenseur Eclairage Auxiliaires Electricité 40 20 0 Consommations Ventilation Refroidissement Eau chaude sanitaire Chauffage Chaleur Production Electricité ou chaleur 9
Le surcoût global sur 20ans est aujourd hui très limité voire négatif 250 200 13 % 10 % 11 % 150 9 % 100 50 0-50 202 Surcoût constructio 3 % 47 Surcoût global Bâtiment Usages "standards" Paris Surcoût constructio 168 171 Bâtiment Usages "optimisés" Paris 1 % 1 % 21 15 Surcoût global Surcoût constructio Surcoût global Bâtiment Usages "standards" Marseille 144 Surcoût constructio 0 % -3 Surcoût global Bâtiment Usages "optimisés" Marseille Hypothèses: Coût de l électricité ADEME Service Economie et Prospective; tarif d achat photovoltaïque au 30/09/2012; actualisation 4%; perte de rendement annuel du photovoltaïque 1% 10
L enjeu réel : la valeur patrimoniale donc l obsolescence La valeur du patrimoine français, composé à 60 % d immobilier a doublé en 10 ans : 5.000 milliards d Euros Cet actif vient contrebalancer la dette des ménages : 1.000 milliards d Euros Selon les études patrimoniales, le goodwill vert est faible (max 5%) C est la dépréciation qui est forte quand un référentiel apparait : de 20 % à 50 % (moyenne à 30 %). 1.500 milliards pour la France Le marché fixe ses propres normes et dans ce cas, en quelque sorte, précède la réglementation. Le BEPOS crée de fait une obsolescence d origine réglementaire mais également : - de conception (architecture bio-climatique), - technique (isolation, équipements), - économique (coût d exploitation), - voire sociologique (confort thermique d été) 11
Avantages du bâtiment vert Zero Energie ou Positif (1/2) Conception et coûts de construction Le rapport «The business case for green building» 2013 montre que les bâtiments «verts» ne coûtent pas nécessairement plus cher que les autres, en particulier lorsque cette décision est intégrée dès le début du projet, lors des phases de programmation et de conception. Valeur des actifs Les investisseurs et occupants étant de plus en plus sensibles aux impacts environnementaux et sociaux de leurs immeubles, les bâtiments «verts» bénéficient d une commercialisation plus aisée. La tendance est mondiale : les bâtiments «verts» attirent plus facilement les locataires et justifient des loyers et des prix de vente plus élevés. Dans les marchés où le «vert» est devenu le standard, on observe même l émergence de «rabais brun» ou décôte pour les bâtiments non «verts» qui se louent ou se vendent à un prix moindre, en raison de leur obsolescence accélérée par rapport à l évolution des réglementations. Coûts d'exploitation Les bâtiments «verts» ont montré leur capacité à générer des économies grâce à une moindre consommation d'énergie et d eau et à une réduction, sur la durée, des coûts opérationnels et de maintenance. Les économies d'énergie dans les bâtiments verts dépassent généralement les surcoûts de construction qu elles impliquent, avec un délai de retour sur investissement raisonnable. Afin d'atteindre les performances environnementales envisagées en conception, les bâtiments «verts» doivent en phase d exploitation bénéficier d une mise en service pertinente, d une gestion efficace et d une collaboration active entre propriétaires et occupants. 12
Avantages du bâtiment vert Zero Energie ou Positif (2/2) Productivité et santé Les «caractéristiques vertes» des bâtiments peuvent améliorer la productivité des travailleurs ainsi que la santé et le bien-être des occupants, ce qui entraîne des bénéfices nets pour les entreprises. Atténuation des risques Les facteurs de risque peuvent affecter de manière significative les revenus locatifs et la valeur future des actifs immobiliers, qui à leur tour, affectent le retour sur investissement. Les risques réglementaires sont devenus de plus en plus visibles dans tous les pays et villes du monde : définition d informations obligatoires, évolution des codes de construction et des lois interdisant les bâtiments non performants. Les phénomènes météorologiques extrêmes et les changements durables des conditions climatiques ont des incidences sur l'assurabilité de l'immobilier ce qui conduit à s'interroger sur la capacité de résistance de l'actif à ces évolutions. Les modifications de préférences des locataires d une part et de l analyse des risques par les investisseurs d autre part pourraient se traduire par des risques d'obsolescence accrue des bâtiments. non performants. Du bâtiment vert à la ville durable En étendant la prise en compte des objectifs du développement durable du bâtiment au quartier et à la ville, il est possible de répondre à grande échelle aux priorités économiques qui s imposent telles que la lutte contre le changement climatique, la sécurisation de l approvisionnement énergétique, la conservation des ressources et de l'emploi et envisager à long terme la résilience et la qualité de vie. 13
Les enjeux Le «zéro énergie» est acté mais «Nah dabei / A proximité / Nearby» : Bepos pour le label ou pour l usager? Le bâtiment «zéro énergie» ou positif est un enjeux constructif et non énergétique : 2 dates importantes : la construction neuve et la revalorisation énergétique (réhabilitation) Coûts fixes (conception, réalisation, maintenance) pris par la fonction Sécurité : garde-corps, balcon Lumière : verrière / auvent Parement : façade, toiture, bardage Refroidissement passif : brise-soleil, façade Couverture : couverture active Etanchéité : membrane Architecturale Energie = coûts marginaux vs coût énergie de détail ou de revente (partielle ou totale) Avec ou sans stockage Le BEPOS doit être conçu sous l angle «bâtiment» autour des fonctions de celui-ci pour y adjoindre la fonction production d énergie «Solar Photovoltaics only have a future if they can be harmoniously integrated into architecture» - Charles Fritts Physicien 1880 14
Exemples de réalisations 19 Avril 2013 15
CONCEVOIR, REALISER & EXPLOITER UN BEPOS
Concevoir un BEPOS : pourquoi? Beau et Bon (esthétique et confort) Econome et Efficace (retour sur investissement) Possible (ça marche, le soleil, Pas si difficile) Osé (allez contre les habitudes, ne pas avoir peur) Satisfaisant (indépendance, créativité, travail d équipe, richesse) octobre 2014 17
Concevoir un BEPOS : comment? D abord budget énergétique? Objectifs à atteindre, cible annoncée Adhésion équipe MO, MOE, MU BEPOS tous les curseurs au max MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 18
BEPOS : Ecole Saint Exupéry à Pantin FEUILLE DE ROUTE intégration architecturale des PV Equilibre annuel KWh tout usages 19
Concevoir un BEPOS : design intégré Design intégré dès l esquisse Séminaire d équipe, charrette de conception Tous les Bet Le paysagiste Le grand paysage Le ressenti sur place Ressources et contraintes de la parcelle MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT
Concevoir un BEPOS : orientation Le soleil Les saisons MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 21
Concevoir un BEPOS : orientation MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 22
Concevoir un BEPOS : orientation MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 23
Concevoir un BEPOS : lumière naturelle MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 24
Concevoir un BEPOS : ventilation Dessin des façades acoustique MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 25
Concevoir un BEPOS : stratégie Recherche de Haute performance Design intérieur : couleurs, cloisons basses, brasseurs d air, Sociologue : essais /erreurs Habitudes, Usages saisonniers Sas thermique MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 26
Concevoir un BEPOS : groupe scolaire à Valdivienne Performance de l enveloppe Isolation par l extérieur Vitrage, occultation Ventilation > Plus besoin de chauffage? > Ingéniérie, simulation MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 27
Concevoir et réaliser un BEPOS : groupe scolaire à Pantin Mise en œuvre Étanchéité à l air Travail d équipe Progrès dans tous les domaines MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 28
Concevoir et réaliser un BEPOS : groupe scolaire à Pantin Mise en œuvre Corps d état séparés Reconnaissance mutuelle MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 29
Concevoir et réaliser un BEPOS : groupe scolaire à Pantin Une attention accrue à la technologie Pousser tous les curseurs > Double flux avec récupération de chaleur > Maintenance > Gestion et programmation > Mode dégradé? Retourner sur nos bâtiments Adapter la technique à la demande pédagogie Nouvelles missions Nouveau métier : superintendant MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 30
Concevoir et réaliser un BEPOS : groupe scolaire à Pantin C est vivant, pas de dogme Jamais fini Interroger les règlements et les normes Lumière dans les circulations QAI Formules de calcul Notion de confort Révolution % tradition de non entretien Maintenance, aussi une façon d habiter Impliquer les occupants Nouvelle façon de calculer la valeur Les honos MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 31
Concevoir et réaliser un BEPOS : énergie grise Elargir le point de vue L énergie grise? L économie de sol, la pleine terre Le grand chantier de la réhab MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 32
Concevoir et réaliser un BEPOS : MIAA à la CIUP Paris Surélever l existant L énergie grise? L économie de sol, la pleine terre, Foncier aérien, Financement de la réhab MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 33
Concevoir et réaliser un BEPOS : MIAA à la CIUP Paris Utiliser l existant S appuyer sur ce qui fonctionne > Masse thermique > lumière Corriger ce qui dysfonctionne > Isolation > Ventilation Regarder les postes consommateurs > Ex : ECS > Pas moralisation > Technique au service des hommes MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 34
Concevoir et réaliser un BEPOS : MIAA à la CIUP Paris Et enfin ajouter de la production d énergie Transition énergétique > Occasion d inventer de nouvelles choses > Esthétique > Partage des richesses > Sortir de la centralisation MEANDRE TCE AI ENVIRONNEMENT 35
Merci de votre attention 19 Avril 2013 36
LA DÉMARCHE DE CONCEPTION INTÉGRÉE
Qu est-ce qu un bâtiment durable / approche environnementale? 3 axes pour les définir : Accroissement du confort de vie des occupants La maîtrise de ses ressources La préservation de l environnement Bon sens Plan de classement Référentiel environnemental Concours DIEPPE AI Environnement avec Hauvette-Champenois architecture 38
Des problématiques plus managériales que techniques Ce n est pas dans l objet que réside le sens des choses, mais dans la démarche. 39
Concevoir autrement : une approche globale et amont > Diagnostic initial > Choix morphologiques Source : Association Negawatt Scénario 2011 > Maîtrise des coûts 40
La DCI : un changement de paradigme «Il n est pas possible de résoudre des problèmes avec le mode de pensée qui les a créés» Albert EINSTEIN Directive Européenne 2010-31-UE : d ici au 31/12/2020, tous les nouveaux bâtiments seront à consommation énergétique quasi nulle. 41
La DCI vers l engagement performantiel Source : Dominique GAUZIN MULLER Mars 2010 42
La DCI et le projet Organisation d une DCI Implication, conception Projet classique Nombre Thèmes Invités Groupes Importance des décisions pries au cours du processus de construction vis-àvis de l'efficacité énergétique Source: Office fédéral de l Energie Suisse Energie Animateur Rapporteur Facilitateur
Architecture / Ingénierie / Environnement 44
Un exemple concret de projet BEPOS conçu avec une DCI AI Environnement et PNG Architecture Mission de programmation, AEMO, maîtrise d œuvre, et suivi d exploitation par métrologie pour un bâtiment passif / BEPOS, BREEAM, LEED et Promotelec. Démarche de Conception Intégrée (DCI). Pour le Groupe Total. 45
La Cité de la Prévention du Risque Studios Jean-Jacques ORY et AI Environnement Une approche concertée ou l architecte appelle l ingénieur qui enrichit le projet sans le contraindre. L enjeu : viser l énergie positive, le passif, BREEAM et HQE. 46
Principes de fonctionnement Hivernal Lumière et chaleur solaire «passive» Production photovoltaïque «active» Lumière diffuse Panneaux photovoltaïques pleins Panneaux photovoltaïques semi-transparents Panneaux aspects similaires Panneaux végétalisés 47
Principes de fonctionnement Estival Forte production PV Lumière tamisée PAC Réversible 48
Le générateur d activité des Landes de Juzan Guiraud-Manenc architectes et AI Environnement Un concours avec 3 rendus et un dialogue avec la maîtrise d ouvrage. L enjeu : BEPOS Effinergie, BREEAM et HQE, label Bâtiment Bio-sourcé 49
Principes de fonctionnement énergie et environnement Atrium non chauffé en dépression en hiver Ventilation naturelle en été Stockage d énergie Sobriété et taux d autonomie PV Température des parois, FLJ et variation estivales Limites de l autonomie : stockage et serveurs 50
Vers l énergie positive en réhabilitation? Doublé lauréats du PUCA REHA 2 Saint Vincent de Paul (PARIS HABITAT) Résidence Bachelard (CROUS de LILLE) > Avec SVENN Architecture 51
Un accompagnement vers le commissioning (BIM) Demain? «La généralisation des bâtiments à faible consommation d énergie se heurte à un double problème de formation et de mentalité. L énergie positive ne pourra intégrer le bâtiment si elle n intègre pas d abord les hommes» (P-E D.) Aujourd hui 1 + 1 = 10 52
Contexte climatique et énergétique global JEREMY RIFKIN : La Troisième Révolution Industrielle (éd. LLL Français 2012) Comment le pouvoir latéral va transformer l énergie, l économie et le monde 5 piliers de la nouvelle R.I. : Le passage aux Energies Renouvelables La transformation du parc immobilier en microcentrales énergétiques Le stockage des énergies intermittentes L utilisation d Internet pour partager l énergie Le changement des moyens de transport La crise économique actuelle n est que la crise de l économie fossile et la relance économique consiste à planifier l arrivée de ces 5 piliers. Finalité : - Pourquoi votre métier et votre manière de travailler changent? Car le monde change! 53
COOPÉRATION ET ANTICIPATION : L ATOUT DES ABEILLES
La ruche : organisation communicante, collaborative, coopérante Une entreprise de 50 000 individus dont la performance est fondée sur le partage des informations, l apprentissage, l intelligence collective Trophallaxie Phéromones Apprentissage 55
L exemple de la thermorégulation de la ruche 56
La sagesse des abeilles applicable au bâtiment et à l homme Anticipation Intelligence collective Coopération 57
CONTACTS Paul Etienne Davier Fondateur dirigeant 09 82 38 92 06 pedavier@ai-environnement.fr Emmanuelle PATTE Architecte associée 06 11 61 74 04 contact@meandre.fr Germain GOURANTON Poste 06 86 31 64 70 germain.gouranton@tcesolar.com