Instrumentation Cerema Ouest Club Bâtiment PEB
Objectifs Mesurer les consommations réglementaires et d électricité spécifique Mesurer les conditions météorologiques Mesurer les conditions intérieures Récupération de l ensemble des données pendant 2 ans
Rôle du Cerema Rédaction du cahier des charges (instrumentation + récupération des données) Assistance pour la mise en œuvre des capteurs (réalisée par des professionnels) Mise en forme et analyse des données
Etape 1 : Quelle instrumentation et quels acteurs
Stratégie d instrumentation Un compromis entre des exigences contradictoires Données nécessaires Budget alloué Plan d instrumentation Avancement du projet Complexité technique du bâtiment
Stratégie d instrumentation Concilier de nombreux acteurs MOe Intégrateur BET Chauffagiste Ademe MOa Exploitant Cerema Ademe
Stratégie d instrumentation Estimer le besoin en fonction des objectifs Objectifs Mesures Suivi des consommations Identifier les consommations par usage et pas bâtiments Sous compteurs (relève manuelle) Suivi thermique global + Identifiés les besoins réels et l efficacité des systèmes + compteurs thermiques +capteurs autonomes (intégration horaire) Suivi analytique + identifiés les causes des dérives par le suivi des systèmes et du comportement des usagers + capteurs de l état des systèmes + gestion des automates Pas de temps Année / Mois Semaine / Jour Heure / Minute Outillage Tableau de bord (analyse par ratio) Tableau de bord GTB (ou suivi externe par télérelève des points de mesure) Coût 3 /m² 5 /m² 15 /m²
Etape 2 : Plan d instrumentation, exemple du PREBAT
Rappel de l objectif flux entrant flux sortant = 0
Conditions extérieures et intérieures Conditions météorologiques Apports solaires Pertes par renouvellement d air Apports internes Consommations de chauffage Pertes techniques Conditions intérieures Déperditions par l enveloppe Pertes par infiltration d air
Conditions extérieures et intérieures Conditions météorologiques Température et hygrométrie Ensoleillement Vitesse et direction du vent L emplacement de la station météo est essentielle pour l obtention de valeurs significatives : sur un toit à bonne distance des tuiles (rayonnement), loin des sorties de ventilation (flux d air modifié en T et HR),
Conditions extérieures et intérieures Conditions intérieures de température et d hygrométrie Échantillonnage 1 à 4 logements Tous 5 à 10 logements 5 logements Emplacement des sondes 11 à 22 logements 6 logements 23 à 50 logements 7 logements + de 50 logements 8 logements Varier l orientation et les niveaux Pièces à vivre et chambres principales 1,50m
Conditions extérieures et intérieures Conditions intérieures de température et d hygrométrie Enquête ménage : composition, horaires, vacances, ressentis, habitudes vis-à-vis des équipements,
Instrumentation des systèmes Suivi léger Compteurs généraux pour les énergies de Chauffage Production d ECS (si dissociée) Ventilation Eclairage Auxiliaires Electricité spécifiques Relevé par lecture directe Fréquence : mensuelle, trimestrielle ou annuelle Suivi poussé type PREBAT Compteurs séparés en entrée (consommations) et en sortie (besoins) pour les énergies de Chauffage Production d ECS (si dissociée) Ventilation Eclairage Auxiliaires Mesure des températures des flux d eau et d air Mesure des appareils spécifiques séparément Relevé par enregistrement / télé relève Fréquence : horaire, voire à la minute dans des cas précis
Instrumentation des systèmes Quel matériel? Compteur de calories composé de : D'un débitmètre (mécanique ou à ultrasons), positionné sur le retour des circuits de chauffage De deux sondes de température en doigt de gant Température de départ Température de retour Le compteur de calorie réalise un calcul différentiel permettant de compter l'énergie dissipée E = K Q T Avec K : coefficient d enthalpie en kwh/m 3.K E : énergie en kwh Q : débit en m 3 /h
Instrumentation des systèmes Quel matériel? Compteur de calories Compteur volumétrique gaz fioul bois
Instrumentation des systèmes Quel matériel? Compteur de calories Compteur volumétrique Compteur électrique
Instrumentation des systèmes Quel matériel? Compteur de calories Compteur volumétrique Compteur électrique Les compteurs de calories et les compteurs électriques sont souvent des compteurs impulsionnels. Le choix du poids de l impulsion est essentiel pour assurer un suivi pertinent
Instrumentation des systèmes Quel matériel? Compteur de calories Compteur volumétrique Compteur électrique Débitmètre Sondes à fil chaud Tubes de Pitot Ailes de débit
Production de chaleur et d ECS Conditions météorologiques Apports solaires Pertes par renouvellement d air Apports internes Consommations de chauffage Pertes techniques Conditions intérieures Déperditions par l enveloppe Pertes par infiltration d air
Production de chaleur Système de chauffage à eau CE : Compteur électrique CV : Compteur volumétrique CT : Compteur de tours CC : Compteur d énergie Données recherchées Besoins de chauffage Consommation du système Pertes de distribution Consommation des auxiliaires Rendement
Production de chaleur Pompe à chaleur CE : Compteur électrique CV : Compteur volumétrique CT : Compteur de tours CC : Compteur d énergie Données recherchées Besoins de chauffage COP Consommation du système Pertes de distribution et de stockage Consommation des auxiliaires
Production d ECS Système solaire Données recherchées Besoins d ECS Consommation d appoint Production solaire Pertes de distribution Consommation des auxiliaires Couverture solaire CE : Compteur électrique CV : Compteur volumétrique CT : Compteur de tours CC : Compteur d énergie
Ventilation Conditions météorologiques Apports solaires Pertes par renouvellement d air Apports internes Consommations de chauffage Pertes techniques Conditions intérieures Déperditions par l enveloppe Pertes par infiltration d air
Ventilation simple flux CE : Compteur électrique T : Température V : Compteur de vitesse d air (obtention du débit) Données recherchées Consommation du système Débit de ventilation
Ventilation double flux CE : Compteur électrique T : Température V : Compteur de vitesse d air (obtention du débit) Données recherchées Consommation du système Rendement calculé à partir des températures Débit de ventilation
Etape 3 : Relevé des données
Relevé des données Conditions météorologiques Apports solaires Apports internes Consommations de chauffage Pertes techniques Conditions intérieures Pertes par renouvellement d air Déperditions par l enveloppe Pertes par infiltration d air
Relevé des données Plusieurs stratégies Capteurs filaires + centrale d acquisition Capteurs radio + centrale d acquisition Capteurs autonomes + relevé manuel Coût dépend fortement de la méthode d acquisition Des protocoles de communication différents (analogique et numérique) à faire fonctionne en semble
Relevé des données Systèmes autonomes Systèmes communicants Avantages Flexibilité Indépendance par rapport aux installations fixes Remplacement facile Coût d'installation et de maintenance Accès en temps réel aux données Meilleure réactivité en cas de problème Relève des données facilité pour les sites distants ou à forte contraintes d'accès Inconvénients Temps de trajet pour la relève des données Accessibilité des capteurs à relever Risque de défaillance (arrêt imprévu, panne de batterie) Dérive de l'horloge Coûts d'installation (câblage, paramétrage, ingénierie de développement) Maintenance Coordination des lots de travaux Pertes de communication pouvant engendrer des pertes de données
Merci de votre participation www.cerema.fr Constance LANCELLE Chargée de projets en efficacité énergétique du bâtiment constance.lancelle@cerema.fr Cerema Ouest Club Bâtiment