immeuble de bureaux à énergie positive 31 mars 2010 1 1
Bonne Energie, au cœur de la Zac de Bonne Vaste programme de restructuration d une caserne militaire au centre de Grenoble de 8,5 ha 850 logements Zac HQE développée dans le programme européen de recherche Concerto/Sesac : une référence parmi les écoquartiers français 1 er Grand Prix éco-quartier de France en novembre 2009 délivré par le ministère de l écologie 2 2
Bonne Energie, l immeuble à énergie positive Bâtiment consommant moins d énergie qu il n en produit (toutes consommations confondues) Performances anticipant largement la norme BEPOS (2020) Démarche environnementale d économie d énergie sans perte de bien-être ni dégradation des conditions de travail Grand Prix Spécial du Jury de la Biennale d Habitat Durable de Grenoble en juin 2008 Trophée Constructeo «Bâtiment privé» en décembre 2009 Démarche soutenue par l ADEME (lauréat Prébat) 3 3
L idée initiale Un bâtiment vivant, comme un arbre établissant un lien naturel et fondamental entre les éléments. Un bâtiment qui décrit un trait continu de la terre au soleil, de l eau vers le ciel. Pour protéger, emmitoufler : un manteau souple, confortable, doux. Pour éclairer, ouvrir, contrôler : lumière, ouverture, confort. 4 4
De fortes contraintes liées au site Esprit anticipateur du concours lancé en 2006 par la ville de Grenoble Optimisation du foncier : terrain de 291 m², shon de 1 865 m² Intégration dans un éco-quartier aux règles d urbanisme exigeantes Sol de qualité géo-technique médiocre, situé en zone sismique Nécessité d une architecture valorisante et pédagogique Conditions de vente en adéquation avec le marché 5 5
Définition énergie primaire / énergie finale Energie primaire : forme d énergie disponible dans la nature avant toute transformation. Elle doit généralement être transformée en une source d énergie secondaire pour être mise en œuvre et transportée. L énergie secondaire est-elle même transformée en énergie finale au stade de l utilisation. Energie finale : énergie livrée aux bornes de l utilisateur, énergie mesurée au compteur En France, pour l électricité, 1 kw d énergie finale correspond à 2,58 kw d énergie primaire. Le coefficient 2,58 correspond au rendement moyen de la chaine de production française de l électricité (estimé à 2 en Suisse et 2,85 en Allemagne) 6 6
Comparatif des différents labels et référentiels RT 2005 THPE (Très Hte perf. Energétique) BBC (Bât. Basse Consom.) Minergie-P RT 2012 Projet Bonne Energie France France France Suisse France France Réf. Réglementaire Arrêté 24/05/2006 Arrêté 08/03/2007 Arrêté 08/03/2007 2003 En cours (2012) 2009 Tpture de chauffe C 19 19 19 20 19 19 Chauffage Refroidissement ECS Elec. Auxilliaire (ventilation, asc ) Eclairage Non Equip.domestique/ bureautique Non Non Non Non Non Objectif de consom. 80 à 250 kwh ep /m²/an RT2005-20% Tertiaire neuf RT2005-50% Habitat 30 kwh ep /m²/an Administration 25 kwh ep /m²/an 50 kwh ep /m²/an 56 kwh ep /m²/an Soit 26 kwh ep /m²/an Hors bureautique (30 kwh ep /m²/an) 7 7
Enveloppe du bâtiment Limiter les consommations de chauffage tout en assurant le confort en toutes saisons Inertie thermique lourde Isolation thermique renforcée Traitement de tous les ponts thermiques Parfaite étanchéité à l air Conception de l immeuble permettant quasiment un équilibre thermique Consommation chauffage 7 500 kwh/an soit l équivalent d un convecteur de 1 000 W pour chauffer un plateau de 300 m² 8 8
Fenêtres Elever la performance d isolation de l ensemble fenêtre/store/volet intérieur pour augmenter les surfaces vitrées Fenêtre bois à rupture de pont thermique en liège Triple vitrage Protection solaire extérieure par brise soleil orientable avec pilotage automatique (station météo) Volets intérieurs motorisés La fenêtre avec volet intérieur fermé a la même performance d isolation que le mur 9 9
Contrôles de l enveloppe en fin de travaux Les objectifs de performances thermiques sont atteints Contrôle par caméra thermique (isolation, ponts thermiques, étanchéité) Contrôle de l étanchéité à l air du bâtiment : coefficient de perméabilité à l air mesuré à la livraison : Q4 Pa-surf =0,57m 3 /h/m² soit 3 fois plus performant que la valeur objectif BBC-Effinergie (bureaux neufs) 10 10
Chauffage / ventilation double flux / rafraîchissement Assurer le confort thermique en toutes saisons et réduire la consommation électrique Pompe à chaleur réversible sur la nappe Centrale de traitement d air avec récupération d énergie haute performance sur l air extrait Energie qui transite par le système de ventilation double flux (grilles de soufflage et de reprise) Performances visées : - en hiver : température des locaux de 19 C pour -11 C extérieur - en été : température inférieure à 26,5 C pour 34 C extérieur 11 11
Eclairage / bureautique / équipements auxiliaires Limiter les consommations d électricité d usage en gardant d excellentes conditions de travail Eclairage : luminaires de bureaux équipés de détecteurs de présence temporisés réglables et graduables Bureautique : ordinateurs portables Equipements auxiliaires : moteurs de ventilation, pompes hydrauliques et moteur d ascenseur haut rendement 12 12
Energie produite : données principales Produire plus d énergie que la consommation totale de l immeuble Surface de la centrale photovoltaïque : 446 m² dont 382 m² de surface effective de panneaux photovoltaïques (576 modules de 0.66 m²) Puissance installée : 48 000 Wc Production annuelle estimée : 47 500 kwh/an soit 124 kwh/m² panneau/an Recette annuelle : vente électricité à GEG = 28 500 HT/an Bilan carbone : 2,5 tonnes de CO 2 évitées chaque année Tarif de rachat bénéficiant de la prime de l intégration au bâti (arrêté du 10/07/06 et circulaire du 17/04/07) 13 13
Energie produite : technologie Modules photovoltaïques Modules photovoltaïques de marque Photowatt de type bi-verre transparent sans cadre utilisant la technologie des cellules polycristallines L encapsulation des cellules est réalisée entre deux plaques de verre trempé ce qui confère aux modules un isolement électrique et une fiabilité accrue Chaque module (576 au total) est composé de 4x9 cellules 5 pouces (125.5 x 125.5 mm) Onduleurs Onduleurs de marque Schneider Electric (type SunEzy SE2800 et SE600E) délivrant respectivement en sortie 2.8 et 4.6 kw de puissance nominale pour une puissance du générateur photovoltaïque de 3.2 et 5.4 kwc Coût brut de la centrale hors ossature primaire 340 000 ht (subvention Région : 55 000 ) 14 14
Positionnement de Bonne Energie par rapport aux référentiels existants ou à venir 15 15
Bilan production / consommation de Bonne Energie en kwh ep /m² 16 16
L usage La conception de Bonne Energie privilégie le bien vivre sans diminution d usage ou de confort Bien-être, ergonomie et liberté d aménagement Grand confort thermique et visuel (lumière du jour) Manuel des bonnes pratiques Assistance des utilisateurs sur la base d un contrôle des consommations (125 points de contrôle) 17 17
La réalisation Bonne Energie,lancé en blanc par PRD Qualité de réalisation Contrôle de suivi des performances Atteinte des objectifs de performance Inscription dans le marché : réservation avant livraison par des acquéreurs 18 18
Le concept Bonne Energie 1. Localisation urbaine dans un éco-quartier avec desserte transports en commun, stations vélo 2. Densité d occupation du sol élevée 3. Possibilité de production d énergie renouvelable jusqu à 100% des besoins de l immeuble 4. Immeuble sobre en énergie avec un maximum de consommation à 10 kwh/m²/an pour chauffage et rafraîchissement (chauffage >0 et rafraîchissement très limité par la gestion des apports internes) 5. Mise en œuvre d un immeuble à enveloppe multifonctionnelle (structure, isolation thermique, production d énergie, stockage d énergie) 19 19
Le concept Bonne Energie (suite) 6. Conception de l immeuble intégrant une simulation thermique-dynamique, un suivi de la construction et de la livraison définis par un cahier des charges contractuel, un contrôle à la livraison et à la fin de l année de PA (performance thermique de toutes les parois, ponts thermiques, étanchéité à l air, consommation de l éclairage et des auxiliaires, production d énergie) 7. Limitation des consommations d eau 8. Immeuble confortable, agréable et doux à l usage 9. Relation à l utilisateur régie par un bail vert, un livret d accueil définissant les bonnes pratiques, une formation, un suivi des consommations et de l usage 10. Calcul de l énergie grise et prise en compte des futures normes 2020 20 20
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