RAPPORT Audit Energétique Bureaux Centre de conférences & Recherches Pôle : Performances énergétiques Adresse : 16 Chemin du JUBIN BP26 69571 DARDILLY Téléphone : 04 72 29 32 70 / 06 82 67 73 81 Télécopie : 04 72 29 32 68 Correspondant : L. Caudrelier E.mail : laurent.caudrelier@fr.bureauveritas.com Affaire : CB979 2105854/1 C.I.R.C. 150, Cours Albert THOMAS 69 372 LYON Cedex 08 A l attention de M. GUILLERMINET CENTRE INTERNATIONAL DE RECHERCHE SUR LE CANCER 150 cours Albert THOMAS LYON 8éme Révision 0 1 Date intervention Vendredi 26 mars 2010 Jeudi 29 et vendredi 30 avril 2010 Mercredi 26 mai 2010 Date rédaction Mardi 11 mai 2010 Vendredi 28 mai 2010 Rédacteur L. CAUDRELIER L. CAUDRELIER Vérificateur H. RABIER H. RABIER Siège social : Bureau Veritas Zone France 65/71 Boulevard du Château 92 270 NEUILLY sur Seine Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance au capital de 12 979 173 RCS Nanterre B 775 690 621 Page : 1/82 Coordonnées : Tél. : 01.30.31.93.40 Fax : 01.34.24.02.55 www.bureauveritas.com
Table des matières 1 CONTEXTE...3 1.1 OBJECTIFS DU MAITRE D OUVRAGE...3 1.2 DESCRIPTIF DU SITE...4 1.2.1 Le site : Vue aérienne de l immeuble...4 1.2.2 Description du site :...6 2 ANALYSE DES CONSOMMATIONS ET SYSTEMES DE COMPTAGE...7 2.1 SYSTEMES DE COMPTAGE...7 2.1.1 Données utilisées...7 2.2 PLAN DE COMPTAGE...8 2.3 CONSOMMATIONS ENERGIES ET RATIOS...9 2.4 ELECTRICITE...10 2.4.1 Evolution des consommations d électricité et contrats :...10 2.4.2 Coût spécifique de l électricité :...11 2.5 GAZ NATUREL...14 2.5.1 Evolution des consommations gaz naturel...14 2.5.2 Contrat d approvisionnement et coûts du gaz naturel...15 2.6 EAU...17 2.6.1 Evolutions des consommations d eau...17 2.6.2 Contrat d approvisionnement et coûts de l eau...18 3 ANALYSES DE L EXISTANT...19 3.1 PERFORMANCES THERMIQUES DES BATIMENTS :...19 3.1.1 Descriptif des bâtiments :...19 3.1.2 Evaluations des déperditions :...21 3.2 PRECONISATIONS D AMELIORATIONS DU BATI :...33 3.3 CHAUFFERIE :...39 3.3.1 Description chaufferie et de la régulation :...39 3.3.2 Préconisations chaufferie et régulation :...42 3.3.3 Production ECS :...45 3.3.4 Production du froid :...47 3.3.5 Préconisation froid :...49 3.4 ECLAIRAGE :...51 3.4.1 Description :...51 3.4.2 Préconisations :...52 3.5 COMPORTEMENT ET CONFORT DES USAGERS :...54 3.5.1 Enregistrements des températures :...55 3.5.2 Préconisations :...58 4 RECOURS AUX ENERGIE RENOUVELABLES...59 4.1 SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE...59 4.2 BIOMASSE :...61 4.3 RESEAU URBAIN:...61 4.4 SOLAIRE THERMIQUE :...61 5 SYNTHESE ET VOIE DE PROGRES...62 5.1 VOIE DE PROGRES...62 5.2 SYNTHESE...65 6 ANNEXES...67 6.1 CARTOGRAPHIE DES PUISSANCES ELECTRIQUES :...67 6.2 GLOSSAIRE...73 6.3 ENJEUX ENERGETIQUES ET CADRE REGLEMENTAIRE...79 6.3.1 Evolution du prix de l énergie depuis 1985...79 6.3.2 Rappel sur les enjeux énergétiques en France...79 6.3.3 Cadre réglementaire...80 Page : 2/82
1 CONTEXTE 1.1 Objectifs du maître d Ouvrage Le Centre International de Recherche sur le Cancer a confié au Bureau Veritas une mission d audit énergétique de locaux hébergeant des bureaux, des laboratoires et un centre de conférences. Cet audit a pour but de faire l inventaire des consommateurs d énergie et le bilan énergétique afin d orienter son action en matière de Maîtrise de l Energie. Rappel des objectifs de la mission : établir l inventaire des équipements techniques, relevés in situ des points de consommation énergétique avec visite des bâtiments, des installations et des équipements. établissement des surfaces et des volumes. Recueil des plans. cartographie de la performance thermique des façades, des réseaux. établir l inventaire des factures énergétiques sur 3 dernières années en énergie et de la tarification. bilan de fonctionnement de la production de la chaleur en chaufferie, combustion, régulation, pertes rayonnement. identifier et évaluer les axes d économies d énergies, travaux de rénovation, optimisation des conditions d exploitation, intégration d énergie de type renouvelable. Réaliser la répartition des flux énergétiques. Identifier les voies de progrès et de leurs impacts sur la facture énergétique et l environnement. Calculer le gain en prenant en compte le cas de la rénovation de la chaufferie, opportunité de recours aux énergies renouvelable, adaptation de la régulation actuelle en prenant en compte l hydraulique. Cette étude porte sur les différentes énergies présentes : Electricité, Gaz naturel, L eau. ainsi que sur leurs usages : Production de chaleur, Production de froid, Ventilation des bâtiments, Chauffage, rafraichissement, Eau chaude sanitaire. Page : 3/82
1.2 Descriptif du site 1.2.1 Le site : Vue aérienne du site : Plan localisation des bâtiments : Page : 4/82
Vue extérieure des locaux : Vue TOUR et Auditorium : Vue de la cour intérieure : Bâtiment EPIC Bâtiment LATARJET Page : 5/82
1.2.2 Description du site : Page : 6/82
2 ANALYSE DES CONSOMMATIONS ET SYSTEMES DE COMPTAGE 2.1 Systèmes de comptage 2.1.1 Données utilisées L analyse énergétique effectuée sur le site s est appuyée sur les données disponibles et les mesures suivantes : Données : plan de niveaux des locaux, inventaires des surfaces en référence du 23 mars 2010 chauffage : description des installations, électricité : feuillet de gestion et factures, gaz naturel : feuillet de gestion et factures, eau : consommations et facturations, éclairage : relevés sur le site, enveloppe du bâtiment : relevés sur site examen visuel. Mesures : enregistrements des températures ambiantes des locaux pour vérification du fonctionnement de la régulation dans la gestion de l intermittence, cartographies et enregistrements électrique des principaux postes consommateurs. Page : 7/82
2.2 Plan de comptage Les différents fluides et postes énergétiques concernés sont les suivants : Page : 8/82
2.3 Consommations énergies et ratios Page : 9/82
2.4 Electricité 2.4.1 Evolution des consommations d électricité et contrats : Ci-dessous, nous observons la répartition de la consommation électrique annuelle : 0n note une consommation plus importante en été, qui est proportionnelle à la chaleur d été. 2009 est plus sobre, hormis pour l été qui est une fonction de la température extérieure. Evolution des consommations d'électricité 2007-2008 - 2009 kwh 460 000 440 000 420 000 400 000 380 000 360 000 340 000 320 000 300 000 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 2007 2008 2009 Répartition de la consommation : Elaborée à partir de la cartographie des mesures électrique et des hypothèses de l exploitation. Répartition de la consommation électrique : Latarjet 2% Ascenseurs 1% Courants faibles 1% EPIC 1% Ventilation 27% Pompes 2% Air comprimé 0.1% Chaufferie 2% Froid et TAR 44% Restaurant 1% Congélateurs Sasakawa 5% Eclairage des locaux 14% La climatisation et la ventilation des locaux occupent les postes principaux de la consommation : c est 71% de la consommation électrique. L éclairage est ensuite le 3 éme poste (14%). Page : 10/82
2.4.2 Coût spécifique de l électricité : Evolution des factures d'électricité de 2007-2008 - 2009 35 000 30 000 HT 25 000 20 000 15 000 10 000 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 2007 2008 2009 Evolution du coût spécifique de l'électricité de 2007-2008 - 2009 HT / MWh 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 2007 2008 2009 Moyenne nationale France Tarification satisfaisante, le tarif à l unité est en dessous de la moyenne nationale qui est de 58,5 HT/MWh. Les dépassements pour pénalités sont très faibles (0,14% de la facture électrique). Le coût pour pénalités est bien inférieur à un surcoût par augmentation de la puissance. Les dépassements ne sont pas longs dans la durée. Le contrat de la puissance souscrite électrique est donc bien calibré. Page : 11/82
L augmentation de l indice des coûts est de +13% sur les 3 années écoulées. Page : 12/82
Profil de puissance électrique appelée : 900 Profil consommation et puissance d'électricité 2009 Puissance appelée en kw 850 800 750 700 650 600 550 500 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. Mois des années Année 2009 Puissance souscrite Année 2008 Année 2007 Les dépassements n occasionnent que 353 en 2009 de pénalités, dépassement de 144 en janv. 09 et 209 en fév. 09 Puissance réactive : Profil 2009 Page : 13/82
2.5 Gaz naturel 2.5.1 Evolution des consommations gaz naturel Ci-dessous, nous observons l évolution des consommations de gaz naturel durant les 3 dernières années. Evolution des consommations du gaz naturel 2007-2008 - 2009 1 200 000 1 000 000 800 000 kwh 600 000 400 000 200 000 0 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 2007 2008 2009 Talon conso. été 36% de l'année La consommation en période estivale représente la consommation pour la production d eau chaude sanitaire et pour la production de chaleur climatisation. Le talon de consommation est très important, il est de 36%. Ce seuil démontre un gain potentiel sur l opportunité d implanter une chaudière mieux dimensionnée aux besoins, par un meilleur rendement mais également par une utilisation de la chaleur en été, qui n est pas rationnelle en Juin, Juillet, Aout et Septembre. L émission calorifique des centrales serait à revoir, en particulier les boîtes de mélange voir p 44 dans le rapport. Evolution de la consommation en fonction de la rigueur climatique : Evolution ratio chauffage = f (Rigueur climatique) 25 20 Wh/m3/DJU 15 10 5 0 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 2007 2008 2009 Seuil RT 2005 Seuil RT 1988 Le trait vert correspond à un seuil de type RT 2005 et le trait rouge correspond à un seuil bâtiment de 1988. Le complexe n est pas très sobre énergétiquement, il est cependant des années 1970 en majeure partie. Page : 14/82
2.5.2 Contrat d approvisionnement et coûts du gaz naturel On note la forte augmentation de mai 2008 suite au choc pétrolier et la petite baisse en septembre 2009 du tarif spécifique : Evolution des coûts du gaz naturel 2007-2008 - 2009 60 50 HT/MWh PCI 40 30 20 10 0 Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 2007 2008 2009 L augmentation du coût spécifique du GN sur 3 années de 2007 à 2009 est de +45%! Page : 15/82
Evolution de la consommation en fonction de la température extérieure : Détermination de la puissance utile chaufferie par la consommation facturée Puissance moy. déduite de la facture mensuelle en kwh PCI 1 600 1 500 1 400 1 300 1 200 1 100 1 000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Evolution de la puissance chaleur utile chauffage GN facturée en fonction de la rigueur climatique Puissance nécessaire par -10 C extérieur : 1440 kw utile Température de "non chauffage" : 19,5 C -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Température extérieure en C Cette courbe est importante pour démontrer la surpuissance en chaufferie. Par -10 C extérieur les besoins sont de 1,5 MW. Une chaudière fait actuellement 3 MW l unité. Elle montre également la surchauffe liée à la température de «non chauffage» déduite à 19,5 C. Page : 16/82
2.6 Eau 2.6.1 Evolutions des consommations d eau Ci-dessous, nous observons l évolution des consommations d eau durant les 3 dernières années. La moitié de la consommation est liée aux Tours de Refroidissement dont la consommation est liée à la chaleur de l été. Evolution des consommations d'eau m 3 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1er Trimestre 2ème Trimestre 3ème Trimestre 4ème Trimestre 2007 2008 2009 La moitié de la consommation est lié aux Tours de refroidissement dont la consommation est liée à la chaleur en été. Page : 17/82
Evolution des consommations mensuelles des TAR : Consommation mensuelle en eau des TAR 40 35 30 2008 2009 Volume en m3 25 20 15 10 5 0 Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Mois L année 2009 a été plus chaude que 2008 : 2.6.2 Contrat d approvisionnement et coûts de l eau Le coût spécifique est pris égal a celui de la région Rhône Alpes = 2,47 HT/m 3 en moyenne Page : 18/82
3 ANALYSES DE L EXISTANT 3.1 Performances thermiques des bâtiments : 3.1.1 Descriptif des bâtiments : Page : 19/82
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3.1.2 Evaluations des déperditions : Page : 21/82
Définition des coefficients page précédente : Page : 22/82
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Disposition interne de la façade vitrée : Page : 26/82
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La somme des déperditions est de 53 957 W/ C, soit un besoin utile chaudière de 1 511 kw. Cette évaluation des déperditions par le calcul confirme les déperditions réelles extraites de la pente de la consommation en fonction de la température extérieure dont le besoin ressort à 1 440 kw. Page : 32/82
3.2 Préconisations d améliorations du bâti : Page : 33/82
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3.3 Chaufferie : 3.3.1 Description chaufferie et de la régulation : Photographie de la chaufferie : Page : 39/82
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3.3.2 Préconisations chaufferie et régulation : Action prévue en été 2010 par le propriétaire. Page : 42/82
Photographie expansion : Page : 43/82
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3.3.3 Production ECS : Page : 45/82
Préconisations ECS : Page : 46/82
3.3.4 Production du froid : Schéma de principe : Refroidissement Page : 47/82
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3.3.5 Préconisation froid : Page : 49/82
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3.4 Eclairage : 3.4.1 Description : Consommation annuelle : Déduite à partir de l inventaire et des heures d ouvertures des bureaux Page : 51/82
3.4.2 Préconisations : Page : 52/82
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3.5 Comportement et confort des usagers : Page : 54/82
3.5.1 Enregistrements des températures : Pour vérifier le bon fonctionnement des régulations, nous avons à l aide de capteurs enregistré les températures ambiantes, au pas d une mesure toutes les 6 minutes durant une période de 4 semaines pour couvrir la période de présence et visualiser d éventuels réduits de fin de semaine. Extraits des enregistrements réalisés : (Pour l ensemble des mesures : Voir fichier Température.xls) Bureau défavorisé : Exposition Nord Température ambiante et humidité - Niveau 5, façade Nord 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 Température en C et humudité en % Température Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 La température moyenne est de 22,6 C. La température minimale est de 21 C Absence de réduits nocturne et de Week End pour la Tour. Les locaux sont parfois occupés par les étudiants et Chercheurs le samedi et dimanche. L humidité est variable, elle est liée aux conditions atmosphériques extérieures, la Tour n étant plus corrigée en humidité. Page : 55/82
Bureau défavorisé : Exposition Nord Niveau 2 Température ambiante Niveau 2 (Bureaux), façade Nord 26 25 24 Température en C 23 22 21 20 19 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 La température suit le même profil que le niveau 5. Bureau favorisé : Exposition SUD Niveau 2 Température ambiante Niveau 2 (Bureaux), façade Sud 29 28 27 26 Température en C 25 24 23 22 21 20 19 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 On observe de grandes amplitudes thermiques. Le bureau subit directement l influence diurne des apports par le soleil. Page : 56/82
Salle de conférence : Température ambiante Réunion TAKAMATSU 26 25 24 23 22 21 20 19 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 03:33 Température en C 03:33 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Les amplitudes de température sont importantes. Elles montrent une bonne action des réduits nocturnes mais également une faible inertie, liée à la surventilation des salles de réunions. Bureaux LATARJET : Température ambiante LATARJET N3 (Open space) 31 30 29 28 27 Température en C 26 25 24 23 22 21 20 19 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Ce bâtiment subit des contrastes thermiques importants lié à l influence solaire sur la façade vitrée. La température de chauffage ambiante est importante elle est 24 C fin mars pour arriver à 26 C fin avr il. Page : 57/82
3.5.2 Préconisations : Page : 58/82
4 RECOURS AUX ENERGIE RENOUVELABLES 4.1 Solaire photovoltaïque Page : 59/82
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4.2 Biomasse : Non opportun géographiquement, le site est équipé de chaudières gaz naturel en centre ville, l écart de tarif entre le gaz et la biomasse ne rend pas attractive cette solution. 4.3 Réseau urbain: Il n est pas connu de réseau urbain à proximité de l immeuble. 4.4 Solaire thermique : Les volumes d eau chaude sont trop faibles pour rentabiliser un investissement (1 m 3 /jour) Page : 61/82
5 SYNTHESE ET VOIE DE PROGRES 5.1 Voie de progrès Page : 62/82
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En priorité nous conseillons de : La surchauffe des locaux est prouvée par les enregistrements réalisés, mais également par la prospective de la courbe de consommation en fonction de la rigueur climatique. La température de non chauffage est de 19,5 C. En régime courant, l'é mission de chaleur dans les locaux commence en dessous 16 à 17 C. Se rapprocher de l exploitant pour appliquer un réglage plus bas en chauffe et plus haut en froid. Le remplacement d une chaudière est à prévoir à court terme. Le rendement de production est faible, il est déduit par nos mesures à 77% ce qui est très faible. Nous préconisons une chaudière basse température à brûleur modulant avec une puissance moindre (qui adapte la charge thermique en fonction des besoins et évite les nombreuses pré-ventilations par régime tout ou rien) La puissance en chaufferie est sur dimensionnée en regard des besoins. Installer une nouvelle chaudière de 3 MW n'est pas optimum, cela engendre des pertes par rayonnement plus important de plus il faut éviter qu'une chaudière fonctionne par «trains de chaleur» c'est-à-dire une mise en route successive (perte par pré balayage, même si elle est modulante). Nous conseillons l'implantation d'une chaudière de 1 500 kw (Démonstration à l'aide des consommations gaz naturel mensuel) A la base les locaux étaient régulés en température mais également en humidité par pulvérisation d'eau, ce procédé engendrait une consommation de chaud pour la saturation de l eau, une pulvérisation, puis de froid pour tenir la teneur en eau corrigée par condensation et un réchauffage final. Les centrales d'air sont obligées pour réaliser une température tempérée de consommer du froid et du chaud! Ainsi on consomme de la chaleur l'été et du froid l'hiver. La consommation talon est bien visible en été sur le gaz naturel. La régulation des vannes 2 voies des centrales de traitement d air serait à revoir à court terme. Une fraction de la dissipation de la chaleur des groupes froids en hiver devrait être orientée vers le plancher chauffant du hall, qui s y prête très bien au niveau des températures d émission. Ventiler d une manière directe la salle des congélateurs Sasakawa, actuellement la configuration impose de ventiler les salles de réunions pour évacuer les calories des congélateurs. Des points faibles en isolation thermique sont à corriger pour améliorer le confort thermique mais également les déperditions statiques : Comble du bâtiment EPIC (Renforcement du matelas de laine de verre) Façade vitrée de bâtiment LATARJET Une campagne d isolation par : Renforcement de l isolation des façades sous les fenêtres par l intérieur est préconisé, le temps de retour est relativement attractif, l isolation des murs étant très légère (elle est de 30 mm en laine de verre). Remplacement des fenêtres double vitrage à faible émissivité serait à réaliser, pour les façades exposées au Sud en priorité, afin de gagner l hiver mais aussi l été pour combattre les apports solaires intenses qui sont très énergivores en froid. Atteindre l objectif de 80 kwh EP/m² selon les directives nationales, pour le site n est pas réalisable, en effet le site assure des prestations de recherche avec des travaux à pollution spécifique nécessitant des taux de renouvellement d air important, il ne peut fonctionner qu en air neuf. L extraction en terrasse est cependant équipée d une batterie de récupération qui assure une moindre consommation. Page : 64/82
5.2 Synthèse des actions triée par ordre de temps de retour sur investissement Page : 65/82
Echelle de consommation pour bâtiment : «Etiquette affichage DPE lieux public» : POUR INFORMATION Bâtiment économe? 50 A Faible émission de GES? 5 A 51 à 110 B 6 à 15 B 111 à 210 C 16 à 30 C 211 à 350 D 31 à 60 D 351 à 540 E 61 à 100 E 86 541 à 750 F 101 à 145 F kgéqco2/m².an > 750 G 999 > 145 G Bâtiment énergivore kwhep/m².an Forte émission de GES Page : 66/82
6 ANNEXES 6.1 Cartographie des puissances électriques : Historique des mesures Batiment EPIC : puissance électrique consommée 30 25 20 Puissance en kw 15 10 5 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Batiment LATARJET : puissance électrique consommée 40 35 30 25 Puissance en kw 20 15 10 5 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Page : 67/82
Batiment Chaufferie : puissance électrique consommée 16 14 12 10 Puissance en kw 8 6 4 2 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Note : On note une chute de puissance liée au remplacement de la nouvelle batterie de condensateurs de 350 kvar le lundi 20 avril à 7h. "Clim R-2" : puissance électrique consommée 180 160 140 120 Puissance en kw 100 80 60 40 20 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Page : 68/82
Ascenseur tour : puissance électrique consommée (Point 10 secondes, moyenne 6 minutes) 18 16 14 12 Puissance en kw 10 8 6 4 2 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 On note un talon de consommation lié au conditionnement de l air du local ascenseur, qui est un organe essentiel pour la Tour de 16 niveaux. (6 ascenseurs) Local SO2 (courant faibles) : puissance électrique consommée 9 8 7 6 Puissance en kw 5 4 3 2 1 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Page : 69/82
Tableau général local frigo (SMHS1) : puissance électrique consommée 35 30 25 Puissance en kw 20 15 10 5 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 La consommation électrique du local congélateur est 25 kw, Nous l estimions à une valeur plus importante, en regard des consommations spécifiques. Les congélateurs sont donc performants. CTA restaurant: puissance électrique consommée 7 6 5 Puissance en kw 4 3 2 1 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Le pilotage de la ventilation est correct. Page : 70/82
TAR n 2 : puissance électrique consommée 16 14 12 10 Puissance en kw 8 6 4 2 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 La régulation fonctionne correctement : Arrêt, vitesse 1 ou 2 en fonction des besoins. Le pilotage de la TAR est correct, il augmente en fonction de la température extérieure. Groupe froid n 3 : puissance électrique consommée 160 140 120 100 Puissance en kw 80 60 40 20 0 Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 Le profil de consommation est identique aux TAR. Page : 71/82
Sorbonnes Nord : puissance électrique consommée 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Puissance en kw Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 La consommation des Sorbonnes est continue. Air comprimé, compresseur n 2 : puissance électrique consommée 6 5 4 3 2 1 0 Puissance en kw Heures : minutes du 26 mars au 28 avril 2010 La scrutation des enregistrements est de 10 secondes, la moyenne de toutes les scrutations est réalisée sur 6 minutes qui donnent le graphique. La base des courbes montre que le compresseur réalise au moins un cycle de démarrage toutes les 6 minutes, car la courbe ne descend pas à 0 kw. La consommation pour assurer les besoins de la régulation est constante. La consommation annuelle est évalué à 16 720 kwh, soit un budget de 933 HT /an. C est une consommation faible pour le site, cependant elle est relativement importante vis-à-vis d une utilisation exclusive régulation. Sur une base de 119 Wh/m 3, (compresseur à piston) la consommation est évaluée à 16 m 3 /h. Une recherche de fuite est préconisée. Pour se situer grossièrement, c est le vase de 500 litres qui se vide 32 fois dans l heure Réduire de 50 % les fuites c est 8 400 kwh économisé, c est 430 /an. Page : 72/82
6.2 Glossaire ADEME Agence De l'environnement et de la Maîtrise de l'energie, est un établissement public à caractère industriel et commercial français placé sous la tutelle des ministres chargés de la recherche, de l'écologie et de l'énergie. Sa mission est de susciter, animer, coordonner, faciliter ou réaliser des opérations ayant pour objet la protection de l'environnement et la maîtrise de l'énergie. AFNOR CERTIFICATION Organisme chargé par les pouvoirs publics de développer et de gérer en France les écolabels officiels. Agendas 21 Programmes d actions pour le 21e siècle, issus de la Conférence de Rio (1992). Ils servent de guide pour la mise en œuvre du développement durable. Ils peuvent être appliqués à un niveau global ou local, à une entreprise privée ou à une collectivité publique, etc. Audit (Diagnostic) C est une analyse détaillée des données énergétiques du site qui permet de dresser une évaluation chiffrée et argumentée de programme(s) d économie d énergie et d amener le Maître d'ouvrage à décider des investissements appropriés. Bilan Carbone Méthode de calcul définit par l Ademe permettant de calculer les émissions de Gaz à Effet de Serre d une activité. Le bilan correspond à une photographie à l instant T 0. Il est accompagné de préconisations visant à réduire ces émissions de GES dans le futur. Biomasse Ensemble de la matière organique d origine végétale ou animale d un milieu naturel. La biomasse considérée à des fins énergétiques englobe des végétaux provenant de cultures et des déchets. Capteur solaire thermique Dispositif permettant de capter le rayonnement solaire et de le transformer en chaleur, pour chauffer l'eau sanitaire ou alimenter un système de chauffage. Coffre rigide et vitré à l'intérieur duquel une plaque et des tubes métalliques noirs (absorbeur) reçoivent le rayonnement solaire et chauffent un liquide caloporteur (antigel). Certains capteurs, conçus pour être assemblés sur chantier, sont fournis en «pièces détachées». Quand ils sont «intégrés» ou «incorporés» en toiture, les capteurs assurent également une fonction de couverture du bâtiment. Certificats d économies d énergie (CEE) Les pouvoirs publics imposent aux vendeurs d'énergie (gaz, électricité, chaleur, froid et fioul domestique) d'économiser 54 TWh d'énergie du 1 er juillet 2006 au 30 juin 2009. Chaque action entreprise pour réduire la consommation donne droit à des certificats d'économie d'énergie. Si les vendeurs ne parviennent pas à remplir leurs obligations au terme du délai, ils pourront acheter des certificats auprès d'autres acteurs ou s'acquitter d'une pénalité libératoire à verser au Trésor public dont le montant ne pourra toutefois excéder 0,02 /kwh. Chaudière à condensation Chaudière qui condense les produits de combustion, ce qui lui permet un rendement 15 à 20 % supérieur à celui d une chaudière standard. Climatisation Système permettant de créer ou de maintenir dans des conditions déterminées la température, voire l humidité, dans une pièce. Le terme conditionnement d air est plutôt réservé au secteur industriel ou à des locaux particuliers comme les laboratoires. Page : 73/82
CO 2 Dioxyde de carbone ou gaz carbonique. Gaz à effet de serre présent naturellement dans l air et produit en grande quantité par les activités humaines. Il provient surtout de la combustion des énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) mais aussi de certaines activités industrielles (fabrication de ciment). Compresseur Les compresseurs ou pompes servent à augmenter la pression d un fluide et permettent aussi de le transporter dans une canalisation. Les gaz étant compressibles, les compresseurs à gaz réduisent aussi le volume du gaz comprimé et peuvent être utilisés uniquement pour cet usage (par exemple, le remplissage d'une bombonne). Les liquides étant relativement peu compressible, la principale fonction d une pompe est le transport du liquide. Condensation Retour de la vapeur d eau à l état liquide. Elle est visible sur les parois froides (vitres) des pièces humides et plus chaudes. Elle provoque souvent la formation de moisissures. Coefficient de performance (COP) La performance énergétique d'une pompe à chaleur se traduit par le rapport entre la quantité de chaleur produite par celle-ci et l'énergie électrique consommée par le compresseur. Ce rapport est le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur. C ref Consommation d énergie de référence. Seuil de consommation, fixé par la RT 2005, au-dessous duquel doivent se situer les bâtiments neufs. Centrale de Traitement d Air (CTA) Dormant Partie fixe d une fenêtre ou d une porte. Degrés Jours Unifiés (DJU) Paramètre physique permettant de mesurer la rigueur de l hiver. S exprime en nombre de jours. Lorsque ce nombre est élevé, cela signifie que l hiver à été rude. Les besoins en chauffage sont donc liés à ce paramètre. Diagnostic de Performance Energétique (DPE) Document permettant d'identifier les consommations prévisionnelles d'énergies des logements et des bâtiments mis en vente ou loués. Le DPE est obligatoire annexé, depuis le 1 er novembre 2006, à toute promesse de vente ou vente immobilière. Échangeur de chaleur Equipement permettant à un liquide chaud de céder sa chaleur à un fluide plus froid. Dans une PAC (Pompe A Chaleur), il existe deux types d échangeurs de chaleur : le condenseur et l'évaporateur. Eau Chaude Sanitaire (ECS) C est un réseau d'eau chauffée à usage domestique. L'eau peut être réchauffée à l'aide d'un chauffe-eau ou par un circuit de chauffage dédié à cette utilisation dans une chaudière mixte. La production d'eau chaude sanitaire fait appel à un préparateur d'eau chaude sanitaire qui peut être à accumulation (avec ballon d'eau chaude sanitaire) ou instantané selon le cas. Efficacité énergétique Rapport entre la quantité d énergie récupérée et l énergie consommée. Elle est exprimée par le COP (coefficient de performance) quand il s agit de production de chaleur, par l EER (coefficient d efficacité énergétique) pour les appareils produisant du froid. Émetteurs de chaleur Page : 74/82
Appareil ou surface qui diffuse la chaleur produite par un système de chauffage dans les pièces d un logement. Ce peut être un radiateur à eau chaude, un plancher chauffant, un convecteur électrique, etc. Energie active et réactive L énergie active est l énergie consommée par un équipement (exemple moteur). Elle est mesurée en kilowattheure (kwh). L énergie réactive est l énergie sert à l alimentation des circuits magnétiques d un équipement (exemple : circuit magnétique d un moteur). Elle est mesurée en kilovarheure (kvarh). Un surplus de consommation d énergie réactive entraine des pertes en ligne et sont donc facturée par le distributeur d électricité sous forme de pénalités. La mesure du surplus est évaluée à l aide du paramètre «tangente PHI» qui est égal au rapport entre les énergies active et réactive. Énergies renouvelables (EnR) Sources d énergie naturelles et inépuisables. La première d entre elles est le rayonnement solaire et les autres en découlent plus ou moins directement (vents, cycle de l eau et marées, fabrication de biomasse, etc.). Équilibrage, rééquilibrage Opération technique destinée à établir (ou rétablir) les débits d eau chaude adéquats en intervenant sur les organes d équilibrage du réseau de chauffage. Etude de faisabilité Étude permettant de déterminer la viabilité d un projet en analysant et en évaluant les idées proposées. Il s agit d un moyen de déterminer s il est possible de concrétiser une idée, et les résultats qui en découlent sont utilisés pour élaborer des solutions et des stratégies pour mettre en œuvre le projet. Etude de faisabilité d approvisionnement en énergie Les maîtres d ouvrage publics et privés doivent désormais étudier les possibilités d approvisionnement en énergie des bâtiments. C est une obligation réglementaire qui s impose à eux depuis le 1 er janvier 2008, pour les bâtiments neufs, ou depuis le 1 er avril 2008, pour les projets de rénovation. L objectif de cette nouvelle contrainte est de favoriser le recours aux énergies renouvelables et aux systèmes de production d énergie les plus performants, et de réduire ainsi les émissions de gaz à effet de serre. Eolienne Dispositif destiné à convertir l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Les éoliennes sont composées de pales en rotation autour d'un rotor et actionnés par le vent. Elles sont généralement utilisés pour produire de l'électricité et entre dans la catégorie des énergies renouvelables. Fluide frigorigène Fluide qui, quand on modifie la pression, peut se vaporiser et se condenser à des températures proches de celles de notre environnement. Il permet alors de produire du froid au cours d un cycle frigorifique en captant la chaleur d un local ou d une enceinte et en le cédant à l extérieur. Gaz à effet de serre (GES) Gaz présents en faible quantité dans l atmosphère, qui absorbent une partie de l énergie réémise par la Terre et lui permettent d avoir une température moyenne favorable à la vie. Leur forte augmentation du fait des activités humaines est la cause principale du changement climatique. Géothermie Au sens strict, utilisation de l'énergie thermique des couches profondes de l'écorce terrestre. Plus largement, captage de la chaleur emmagasinée dans le sol à faible profondeur. L'origine de l'énergie est alors essentiellement solaire. Garantie de Résultats Solaires (GRS) Contrat garantissant les résultats d une installation d eau chaude solaire collective. Page : 75/82
Gestion Technique du Bâtiment (GTB) Système électronique et numérique permettant de gérer les équipements techniques du bâtiment tels que chauffage, climatisation, ventilation, électricité, mais également tous les équipements tels que les ascenseurs, les alarmes, contrôle d accès, vidéo surveillance, etc. Gestion Technique Centralisée (GTC) Dispositif combinant sur un site, différents détecteurs, capteurs, caméras de surveillance et un système de contrôle central informatisé qui permet de gérer les principaux équipements (chauffage, climatisation, ventilation, etc.). Horloge de programmation Appareil permettant de régler le régime de chauffage (confort, réduit, arrêt) en fonction du moment de la journée ou des périodes d occupation des locaux. Haute Qualité Environnementale (HQE ) Démarche visant à réduire les impacts sur l environnement des bâtiments lors de leur construction, de leur rénovation et de leur usage. Hygroréglable Qui se régule en fonction du taux d humidité ambiant. Inertie thermique Capacité pour un matériau d accumuler de l énergie calorifique et de la restituer en un temps plus ou moins long. Isolement de façade Différence entre le niveau sonore à l extérieur et le niveau sonore transmis à l intérieur du logement. Cet isolement est différent de la performance annoncée par le fabricant car il dépend de nombreux paramètres autres que les caractéristiques des produits (nature des éléments du bâtiment, mise en œuvre, architecture). Jours Ouvrés (J.O.) Indique le nombre de jour dans l année où le site/bâtiment est ouvert et où les occupants peuvent y exercer leur activité. Jours chauffés Indique le nombre de jour dans l année où le site/bâtiment est chauffé. Est également appelé période de chauffe. Lampe Basse Consommation (LBC) Technologie de lampes consommant, à efficacité identique, la même énergie que des lampes dites standard (lampes incandescentes). Machine thermodynamique Machine permettant la circulation de la chaleur entre des milieux ayant des températures différentes, à l aide d un apport d énergie extérieur. La pompe à chaleur, le climatiseur et le réfrigérateur sont des machines thermodynamiques qui fonctionnent en général à l électricité. Maison basse consommation Maison dont la consommation en énergie primaire est inférieure ou égale à 50 kwh/m 2.an. Mitigeur thermostatique Robinet permettant de réguler automatiquement la température de l eau chaude sanitaire soutirée. Module photovoltaïque Assemblage en série de plusieurs cellules photovoltaïques protégées par un revêtement qui en permet l utilisation à l extérieur et qui produisent de l électricité grâce à l éclairement sur le site. Pompe A Chaleur (PAC) Page : 76/82
Machine qui puise la chaleur dans le sol, une nappe d eau ou l air, l augmente grâce à un compresseur et l utilise pour le chauffage du logement. Elle permet de diviser, en moyenne, par trois la consommation d énergie nécessaire au chauffage Pare-brise athermique Une couche réfléchissante (particules d argent ou de titane) est intercalée entre les deux lames de verre du pare-brise afin de réduire l échauffement de l habitacle. Ce type d équipement réfléchit environ 30 % du rayonnement infrarouge, contre 5 % pour un pare-brise classique. Pare-vapeur Feuille ou membrane réduisant le passage de la vapeur d eau. Permis négociables Dispositif selon lequel il sera possible pour un pays (ou une entreprise) qui a réduit ses émissions au-delà de l objectif assigné de vendre les droits d émissions correspondants à un pays (ou une entreprise) qui ne pourrait réduire suffisamment ses émissions pour atteindre son objectif. Plancher chauffant basse température Dispositif de chauffage intégré à une dalle de béton. Cet émetteur est dimensionné pour que sa température de surface reste modérée (environ 23 C). Plancher solaire direct (PSD ) Marque commerciale désignant le type de système solaire combiné est très répandu en France à ce jour. Il associe des capteurs solaires thermiques et un plancher chauffant basse température servant à la fois de stockage et d'émetteur de chaleur, sans échangeur intermédiaire. Pont thermique Zone ponctuelle ou linéaire qui, dans l enveloppe d un bâtiment, présente une moindre résistance thermique (jonction de deux parois par exemple). Les ponts thermiques constituent un point froid où l humidité peut se condenser. Pré-diagnostic Le pré-diagnostic est une évaluation rapide et indépendante de considérations commerciales des gisements potentiels d économies d énergie dans le bâtiment visité et vise à déclencher de la part du décideur une opportunité de procéder rapidement à la réalisation de certains travaux simples et immédiats, voire de faire lancer une étude plus détaillée si nécessaire. Puissance La puissance électrique est normalement mesurée en watts (W), kilowatt (kw), etc. Elle caractérise le transfert d'énergie par unité de temps d un équipement. Puissance-crête Puissance délivrée par un module PV sous un ensoleillement optimum de 1 kw/m 2 température). Unité : le watt (W, parfois écrit Wc). à 25 C (les performances sont fonction de la Rafraîchissement Refroidissement modéré et non contrôlé de l air. Régulation Système réglant la température de l eau de chauffage en fonction de la température extérieure, ce qui permet d obtenir une température constante dans les appartements, quelles que soient les conditions climatiques. Réseau de chaleur Un réseau de chaleur est une installation comprenant une chaufferie fournissant de la chaleur à plusieurs clients par l'intermédiaire de canalisations de transport de chaleur. Page : 77/82
Réseau d eau glacée Un réseau d eau glacée est une installation comprenant une chaufferie fournissant du froid à plusieurs clients par l'intermédiaire de canalisations de transport d eau glacée. Robinets thermostatiques Robinets de radiateur permettant de choisir et de maintenir une température constante dans une pièce. Ils sont installés en complément d une régulation centrale. RT 2005 Réglementation thermique appliquée aux bâtiments neufs et existants (cas de travaux de rénovation) en vue d'améliorer leurs performances énergétiques. Sous-station Local technique abritant les équipements qui assurent le transfert de chaleur du réseau de chauffage urbain au circuit de chauffage (et éventuellement d eau chaude sanitaire) de l immeuble. Des sous-stations peuvent aussi servir de relais pour des groupes d immeubles. Stère Quantité de bois correspondant à un volume extérieur de 1 m 3. Compte tenu des vides, cela représente environ 0,6 m 3 ou 500 kg de bois ou 1 500 kwh. Système solaire combiné Installation utilisant le rayonnement solaire pour couvrir une partie des besoins de chauffage et d eau chaude sanitaire. Parfois dénommé «Combi solaire». Ventilation Apport d air neuf de l extérieur pour renouveler l air du logement et extraire l air vicié. Ventilation naturelle Ventilation sans l assistance de ventilateur. Le vent ou l écart de température entre l intérieur et l extérieur entraînent le passage d air grâce à la présence de grilles de ventilation. Ventilo-convecteur Emetteur de chaleur ou de froid par air raccordé à un circuit d'eau chauffée ou rafraîchie par la PAC. Il filtre et diffuse l'air des pièces grâce à un ventilateur. Ubât Ubât est le coefficient moyen de déperdition par transmission à travers les parois déperditives séparant le volume chauffé du bâtiment, de l extérieur, du sol et des locaux non chauffés. Il s exprime en W/(m².K). Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) Dispositif permettant la circulation d'air dans un logement. Il est fondé sur une extraction d'air vicié dans les pièces techniques (cuisine, sanitaires) et une injection d'air sain dans les pièces de séjour. Watt crête Puissance délivrée par un module photovoltaïque sous un ensoleillement optimum de 1 kw/m² à 25 C (les performances sont fonction de la température). Page : 78/82
6.3 Enjeux énergétiques et cadre réglementaire 6.3.1 Evolution du prix de l énergie depuis 1985 Le coût de l énergie électrique est resté stable depuis ces 20 dernières années (environ 80 TTC/ MWh pour le tarif vert) alors que le gaz et le chauffage urbain ont enregistré une hausse de près de 40%. La source d énergie la plus économique est le gaz réseau. Cependant, le marché de l énergie est en constante hausse ce qui entraine une perception nouvelle de l énergie. Ainsi, il est indispensable d identifier des pistes d économies d énergie, aussi bien la sobriété énergétique (comportements) que l efficacité énergétique (installations et bâti). 6.3.2 Rappel sur les enjeux énergétiques en France A partir du Protocole de Kyoto (1997) se déclinent de nouveaux dispositifs réglementaires de lutte contre l effet de serre en Europe et en France (figure ci-dessous). Le Grenelle de l'environnement, lancé courant mai par l'etat, s'est déroulé les 24 et 25 octobre 2007 et a mis en exergue la nécessité de moderniser le bâtiment et la ville. En effet, avec une consommation moyenne annuelle d énergie primaire de 240 kwh/m² alors qu il est possible d atteindre les 50 kwh/m², le bâtiment constitue une des clefs permettant de diviser par quatre les émissions des gaz à effet de serre à l horizon 2050. Page : 79/82
Ce programme propose 3 directions : programme de rupture dans le neuf : vers des solutions à énergie positive, lancement d un chantier sans précédent de rénovation thermique des bâtiments existants, méthode de mise en œuvre et de suivi. La directive 2003/87/CE du Parlement européen et du Conseil du 13 octobre 2003 établissant un système d'échange de quotas d'émissions de gaz à effet de serre dans la Communauté, a prévu la mise en place depuis le 1 er janvier 2005, des quotas d'émissions de dioxyde de carbone (CO 2 ) pour un certain nombre d'entreprises du secteur de la production d'énergie, de l'industrie manufacturière et des services. 6.3.3 Cadre réglementaire Température en été «Art. R. 131-29. - Dans les locaux dans lesquels est installé un système de refroidissement, celui-ci ne doit être mis ou maintenu en fonctionnement que lorsque la température intérieure des locaux dépasse 26 C». Température en hiver «Article R*131-20 : Modifié par Décret n 2007-363 du 19 mars 2007 - art. 2 () JORF 21 mars 2007. Dans les locaux à usage d'habitation, d'enseignement, de bureaux ou recevant du public et dans tous autres locaux, à l'exception de ceux qui sont indiqués aux articles R. 131-22 et R. 131-23, les limites supérieures de température de chauffage sont, en dehors des périodes d'inoccupation définies à l'article R. 131-20, fixées en moyenne à 19 C». Fluide frigorigène au R22 «A partir du 01/01/2015 : Interdiction d'utilisation de tous les HCFC (R22) y compris recyclés, pour la maintenance et l'entretien de tout équipement». Page : 80/82
Débits réglementaires Destination des locaux Bureaux et locaux assimilés : Tels que locaux d'accueil, bibliothèques, bureaux de poste, banques. Locaux de réunions : Tels que salles de réunions, de spectacles, de culte, clubs, foyers. Locaux de restauration : Cafés, bars, restaurants, cantines, salles à manger. Débit minimal d air neuf [m 3 /h/occupant] (air = 1,2 kg/m 3 ) 25 18 22 Réglementation thermique sur les bâtiments existant La réglementation thermique dans les bâtiments existants s'appuie sur deux dispositifs : une réglementation «élément par élément» applicable depuis le 1 er novembre 2007 à toutes les rénovations, une réglementation globale minimale pour les rénovations de bâtiments de plus de 1 000 m², applicable à partir du 1 er avril 2008. L'objectif général de cette réglementation est d'assurer une amélioration significative de la performance énergétique d'un bâtiment existant lorsqu'un maître d'ouvrage entreprend des travaux susceptibles d'apporter une telle amélioration. Les mesures réglementaires sont différentes selon l'importance des travaux entrepris par le maître d'ouvrage : 1. Pour les rénovations très lourdes de bâtiments de plus de 1 000 m², achevés après 1948, la réglementation définit un objectif de performance globale pour le bâtiment rénové. Ces bâtiments doivent aussi faire l'objet d'une étude de faisabilité des approvisionnements en énergie préalablement au dépôt de la demande de permis de construire. Ce premier volet de la RT est applicable pour les permis de construire déposés après le 31 mars 2008. Page : 81/82
2. Pour tous les autres cas de rénovation, la réglementation définit une performance minimale pour l'élément remplacé ou installé. Ce second volet de la RT est applicable pour les marchés ou les devis acceptés à partir du 1er novembre 2007. Page : 82/82