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LYON ­ 10 MAI 2011 Enseignements des campagnes d’évaluation réalisées sur des bâtiments performants Comprendre les écarts entre prévisions et mesures Olivier SIDLER


Préambule


Préambule 1 ­ Les objectifs C’est en 2003 que les premiers projets très performants (INEED, Zac du Fort
à Bron) entrent en conception et que le volet ENERGIE a été greffé sur le projet de la
ZAC de Bonne à Grenoble. A l’époque, personne ne parle en France de bâtiments
performants, il est encore prévu que la « RT » soit renforcée de 15% tous les 5 ans.
Les objectifs assignés en 2003 correspondent à la moitié des exigences fixées
pour les constructions neuves à l’époque…. Il aurait fallu attendre 2035, à la vitesse d’évolution de la RT, pour faire la même chose que dans ces projets ! Et pendant ce
temps le climat….. Tous ces projets, et notamment la ZAC de Bonne (par sa taille) ont permis d’ouvrir l’imaginaire en France, car ils ont conduit tous les décideurs vers l’idée que « puisqu’à Grenoble ils le font, ce doit être possible ». L’idée des « 50 kWh/m²/an » était née.


Préambule 2 ­ La philosophie 1 ­ Envisager d’améliorer d’un facteur 2 les performances des bâtiments
suppose qu’on travaille sur des….prototypes. Tous ces premiers projets apparaissent
donc comme UN LABORATOIRE. 2 ­ Comme dans toute expérimentation, on fait de son mieux pour que cela
marche…..puis on observe le résultat avec intérêt afin de voir ce qui a bien fonctionné
et ce qui n’a pas fonctionné. Dans tous les cas on va apprendre quelque chose en évaluant les opérations. 3 ­ L’objet de l’évaluation n’est donc pas de faire croire qu’on est les meilleurs,
mais d’apprendre avec humilité comment faire encore mieux.
4 ­ En conséquence, le droit à l’erreur (dans ce qui est nouveau) est une idée nécessaire pour pouvoir continuer à avancer par l’expérimentation. Il doit être accepté par tous.


Préambule 3 ­ L’intérêt 1 ­ Pour les maîtres d’Ouvrage, ces
projets ont permis de se préparer par avance à la RT 2012. Elle correspond, après le passage
du Grenelle de l’Environnement, sensiblement
aux objectifs qu’ils s’étaient assignés.
2 ­ Ces projets ont permis une
mutualisation des compétences en phase
conception, en phase chantier et au moment des
bilans. Mettre en commun nos expériences, nos
réussites, nos échecs est le seul moyen d’aller vite
face à la menace chaque jour plus précise du
changement climatique.


Introduction


Introduction 1 ­ L’échantillon d’observation L’analyse qui suit est fondée sur le suivi de :
– 9 bâtiments (439 logements) de la ZAC de Bonne à Grenoble (bâtiments du programme
européen Concerto). – 22 logements sociaux à Bron, – le bâtiment de bureaux de l’INEED à Alixan
(Drôme) Toutes les campagnes de mesure ont duré un an.
Chaque bâtiment a reçu entre 400 et 700 mesureurs


Introduction 2 ­ Objectif ou prévisions ? But de l’analyse : comparer des consommations à des prévisions S’agit-il de « vraies » prévisions ou bien d’un objectif affiché sans
avoir été à la base de véritables études de conception? S’il s’agit de « vraies » prévisions sont-elles issues : – du calcul RT. Mais il s’interdit lui-même d’être une prévision!! – de simulations dynamiques, avec leur cortège d’hypothèses Et pour les usages électriques ???? Quel est l’objectif ? Ils
contribuent pourtant abondamment au chauffage! Conclusion : on remarque pour commencer que la référence est floue,
voire la plupart du temps inexistante, et même illégitime (RT). Peut-on parler de prévisions dans ces conditions?


Introduction 3 ­ Ce qu’on observe… CHAUFFAGE ENERTECH Chauffage
Niveaux de consom m ation de chauffage Energie prim aire Energie utile (m esurée en aval de l’échangeur de chaleur) 80 73,4 72,4 67,8 67,9 70 63,4 64,2 57,4 60 55,0 53,4 50 44,0 40 35,2 O bjectif Zac de Bonne: 42,5 kW h/m ²Shab/an Objectif : 42,5 kWh/m²Shab/an 30 20 Consommation (kWh/m²Shab/an) 10 0 Ineed Bron B1 B2 B2
OPAC
B3 G 1 A1 A2 G 2 G 3 Dauphilogis Attention : la surface de référence est toujours la SHAB


Introduction 3 ­ Ce qu’on observe… ECS ENERTECH ECS

Niveaux des consommations d’énergie pour la production d’eau chaude sanitaire 45 40 5,7 8,3 35 30 25 Objectif Zac de Bonne: 17 kWh/m²Shab/an (appoint seul) 7,2 0,0 33,7 20 31,7 4,4 6,5 7,8 15 29,3 21,4 22,8 10 19,0 20,1 18,4 Consommation (kWh/an/m²Shab) 14,1 15,3 5 0 * B1 * ** A1 A2 G2 G3 on ogis PAC B3* G1 Br B2 O Attention : la surface de référence est toujours la SHAB B2 Dauphil Appoint Solaire *
production solaire non suivie ** production d’appoint estimative


Introduction 3 ­ Ce qu’on observe… ELECTRICITE des SERVICES GENERAUX E N E R TE C H S ervices généraux

Energie finale C onsom m ations annuelles par usage 30 25 3,7 Objectif: 10,0 kWh/m²Shab/an O b jectif Z ac d e B o nne: 10 kW hél/m ²Shab /an 0,5 1,6 4,2 20 4,4 2,6 4,2 2,2 5,0 6,6 0,8 3,8 15 3,9 0,6 2,0 0,9 1,2 0,5 1,3 0,6 11,6 1,7 1,1 1,0 2,1 14,1 0,5 1,0 0,5 10 2,2 8,6 0,7 10,4 0,7 9,2 6,7 9,1 Consommation (kWhel/m²/an) 6,0 9,8 3,5 5 4,5 3,7 4,1 2,2 2,8 2,7 1,6 2,9 3,2 4,4 0 B1 s AC B3 G1 A1 A2 G2 G3 ilogi Bron OP B2 Daup B2 Attention : la surface de référence est toujours la SHAB So us-statio n Ventilatio n Ascenseur Eclairag e* Autre * parkings inclus Nota : la ventilation de tous ces bâtiments est de type double flux


Introduction 3 ­ Ce qu’on observe… Cas particulier du bâtiment de l’INEED (Drôme) Tous usages sans exception Unités Année 1 Année 3 Chauffage kWhep/m²Shab/an 25,8 35,2 (+36,4 %) Electricité kWhelec/m²Shab/an 21,8 26,1 (+19,7 %) Total en énergie kWhep/m²Shab/an 82,0 102,5 primaire (+25,0 %) ….ou, par référence à la SHON (kWh /m² /an):

65,8 et

82,2 ep SHON Rappel : label allemand Passivhaus : 120 kWh/m²Shab/an Ce qu’il faudra comprendre dans le cas de l’INEED, c’est pourquoi les consommations ont « dérapé » entre la 1ère et la 3ème année


Introduction 3 ­ Ce qu’on observe… Consommation totale en énergie primaire E N E R T E C H

C onsom m ations totales tous usages exprim ées en énergie prim aire (fa c te u r
2 ,5 8
p o u r
l’é le c tric ité ,
0 ,8 5
p o u r
le
re n d e m e n t
d e
g é n é ra tio n
d e
c h a le u r)
3 0 0 ,0
2 6 1 ,4 2 4 1 ,1 2 4 1 ,9 an) 2 5 0 ,0
2 2 4 ,0 2 2 8 ,2 2 2 0 ,0 2 2 0 ,0 ²Shab/ 2 0 0 ,0
1 8 4 ,9 1 8 5 ,1 m 1 7 7 ,3 1 7 6 ,3 1 5 9 ,2 1 5 5 ,9 1 5 6 ,8 1 6 0 ,1 1 4 1 ,7 1 4 1 ,8 1 5 0 ,0
1 2 1 ,0 1 2 7 ,0 1 2 8 ,1 on (kWhép/ 1 0 0 ,0
5 0 ,0
Consommati B1 C B3 G1 A1 A2 G2 G3 n Bro OPA uphilogis B2
Attention : la surface de référence est toujours la S
Da HAB B2 h o rs
é le c tric ité
p a rtie s
p riv a tiv e s
a v e c
é le c tric ité
p a rtie s
p riva tiv e s
Rappel : label allemand Passivhaus : 120 kWh/m²Shab/an


Introduction 3 ­ Ce qu’on observe… Cogénération (sous couvert confirmation GEG) ENERTECH ZAC DE BONNE ZDB_Cogénération Bilan des consom m ations électriques des parties com m unes et des productions des cogénérations 25,0 Consommation SG Production cogénération 20,0 15,0 10,0 5,0 Energie produite/consommée (kWhél/m²Shab/an) 0,0 B1 B2 B3 G1 A1 A2 G2 G3 SEM
SAGES
Consommation électrique des parties communes Production électrique VILLE DE GRENOBLE Dans les cas les plus vertueux, la production électrique de la cogénération compense la totalité de l’électricité des services généraux


1 ­ Impact des données climatologiques


1 ­ Impact des données climatologiques 1 ­ Station météo hors ville Bâtiments en ville

Ecart des mesures de température d’air faites la même année sur l’immeuble, et hors de la ville ENERTECH ZAC DE BONNE ZDB_Météo Comparaison des météos mesurées in situ à la Zac de Bonne avec les données météofrance de la base Saint-Geoirs entre le 02/01/10 et le 20/01/10 15,0 Ecart annuel moyen ville/station : 2,0°C 10,0 Mesures ZAC de Bonne 5,0 ) °C ( 0,0 reu 2/1/10 4/1/10 6/1/10 8/1/10 10/1/10 12/1/10 14/1/10 16/1/10 18/1/10 20/1/10 at érp -5,0 meT -10,0 -15,0 Météo France St Geoirs -20,0 Date SEM SAGES Mesure Zac de Bonne Météofrance station Saint-Geoirs VILLE DE GRENOBLE La charge réelle en ville est sensiblement inférieure à la charge des stations météo extérieures


1 ­ Impact des données climatologiques 1 ­ Station météo hors ville ou sur bâtiment en ville

ENERTECH ZAC DE BONNE B1_Chauffage Comparaison des besoins de chauffage
issus de la simulation selon les données
météorologiques 33,7 33,8 31,9 32 28 25,4 Fichier
24 Météonorm Fichiers
20 mesures
16 2009-10
Fichiers
12 Fichiers de la
hors ville mesures
Besoins (kWh/m²Shab/an) simulation 8 2009-10
Station météo
in situ 4 utilisée 0 1 B1 météo trentenaire des simulations ZDB météo
in situ 2009-10
météo station du Versoud hiver 2009-10 météofrance site de St Geoirs hiver 2009-10 LE PATIO LUMIERE Entre des températures mesurées la même année en périphérie de ville ou sur site urbain, il y a une différence de 33 % sur les besoins !!!


2 ­ Impact des comportements


2 ­ Impact des comportements 1 ­ Les températures intérieures mesurées l’hiver Des températures intérieures très élevées ENERTECH Confort d’hiver Température moyenne mesurée dans les logements suivis 24,0 22,0 22,2 21,9 22,0 21,0 21,3 21,3 21,5 20,9 20,3 20,4 19,8 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 Température (°C) 8,0 6,0 4,0 2,0 B1 B3 G1 A1 A2 G2 G3 on ed logis Br Ine auphi B2 OPAC B2 D


2 ­ Impact des comportements 1 ­ Les températures intérieures mesurées l’hiver Certaines températures intérieures dépassent 24°C B1_Fréquences cumulées – Températures 14/10/2009 – 15/05/2010 25,0 Dans cet immeuble de 43 logements à
24,0 Grenoble, les températures de tous les
séjours et toutes les chambres ont été
23,0 mesurées au pas de temps de 5 minutes 22,0 °C) 21,0 res (u 20,0 érat 19,0 mpeT 18,0 17,0 16,0 94,8 % 15,0 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Occurences (%) Pendant près de 95 % du temps la température du bâtiment a dépassé 19°C


2 ­ Impact des comportements 2 ­ Impact d’un degré supplémentaire l’hiver Evaluation de l’impact par simulation dynamique… 40,0 + 6,1 kWh/m²/an 20 °C primaire 20 °C 35,0 36,7 35,6 19 °C 19 °C ) 30,0 n + 4,9 kWh/m²/an utile 31,8 /ab 29,5 soit 5,4 primaire ha 25,0 ²S /m Whk 20,0 ( tiona + 21% + 15 % m 15,0 om nsoC 10,0 5,0 Ineed B2 Bureaux Logements 1°C de plus induit une surconsommation de 15 à 20% dans les bâtiments performants


2 ­ Impact des comportements 2 ­ Impact d’un degré supplémentaire l’hiver Résultats obtenus par simulation dynamique Evolution des besoins de chauffage avec la température de consigne 80 19°C 70.2 70 20°C ) (% 21°C e 22°C 60 ffag 23°C au 53.2 51.6 e ch 50 47.0 s din 39.1 40 eso 33.5 34.7 es b dn 30 25.9 22.7 tatio en 20 m 16.1 g 12.7 au 10.6 10 0.0 0.0 0.0 0 BBC RT05 RT88 type de maison


2 ­ Impact des comportements 3 ­Températures intérieures : rappel de la législation NON : 1°C de plus ne conduit pas à une surconsommation de 7 % mais de 15 à 20 % dans un bâtiment performant. Faire des bâtiments performants c’est donc d’abord faire respecter la loi : l’article R 131-20 du Code de la Construction précise que la température maximale ne doit pas dépasser 19°C dans les locaux d’habitation ou dans la plupart des locaux tertiaires…. Si cette température ne convient pas à la majorité des français, alors il faut demander au parlement de la changer….


2 ­ Impact des comportements 4 ­ La régulation de température par ouverture des Exemple : Bâtiment G1 ­ Le Vendôme fenêtres E N E R TE C H ZA C
D E
B O N N E
B 3_C o n fo rt
d ‘h iver
E volutio n des tem pératu res du logem ent 4 la journée du 9 janvier 2010 26 ,0 0 24 ,0 0 22 ,0 0 ) 20 ,0 0 re (°C 18 ,0 0 ératu mp 16 ,0 0 eT Ouverture de fenêtre 14 ,0 0 12 ,0 0 10 ,0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 21 22 23 H eure L o g em ent
4
C ham b re
L o g em e nt
4
S é jo ur
L E
C A R R E
D ‘O R
En offrant aux usagers un thermostat par pièce principale sans accepter de brider ce thermostat, on s’expose à des comportements irrationnels comme le non respect des températures réglementaires (surchauffes) compensé par ouverture des fenêtres


2 ­ Impact des comportements 5 ­ Les températures intérieures mesurées en été Exemple de 4 bâtiments de la Zac de Bonne à Grenoble E N E R T E C H Z A C
D E
B O N N E
C o n fo rt d ‘é té

N o m b re s
d ‘h e u re s
p e n d a n t
le s q u e lle s
la
te m p é ra tu re
m o ye n n e
m e s u ré e
d a n s
le s
lo g e m e n ts
s u ivis
d é p a s s e
2 8 °C
7 0 0 Dans ce logement, les fenêtres sont
6 0 0 ouvertes le jour et fermées la nuit 5 0 0 4 0 0 3 0 0 Nombre d’heures 2 0 0 1 0 0 0 1 2 3 4 3 5 2 4 6 7 1 2 3 4 1 2 3 4 Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement Logement B 1 B 2 B 2
O P A C
B 3 G 1 D a u p h ilo g is S E M
S A G E S
L’orientation n’apporte pas de différences significatives. Comment expliquer alors, sinon par des comportements, que tout se passe bien chez certains et tout se passe mal chez d’autres….


2 ­ Impact des comportements 5 ­ Les températures intérieures mesurées en été Totalité des bâtiments de la Zac de Bonne à Grenoble ENERTECH ZAC DE BO NNE ZDB_Confort d’été

Fréquences cum ulées des nom bres d’heures où les tem pératures m oyennes des logem ents dépassent 28°C 650 600 550 500 450 400 350 300 250 Nombre d’heures 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Nom bre de logem ents SEM
SAG ES
VILLE DE G RENO BLE Plus de 67% des logements au-dessus de 40 heures au-delà de 28°C intérieur, mais dans la plupart des cas ceci se produit durant les semaines de vacances des usagers


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet des apports électriques internes Très fortes différences de consommations électrodomestiques ENERTECH ZAC DE BONNE ZDB_Parties privatives Consom m ations électriques des parties privatives (exprim ées en kW hél/m ²Shab/an) 45 39,6 40 35 31,7 30,3 30 26,9 28,0 24,7 24,5 25 20 18,1 19,1 15 10 Consommation (kWhél/m²Shab/an) 5 0 B1 gis B3 G1 A1 A2 G2 G3 lo hi up B2 OPAC SEM
SAGES
B2 Da VILLE DE GRENOBLE


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet des apports Ces consommations constituent des apports contribuant électriques internes à diminuer les consommations de chauffage E N E R T E C H Z A C
D E
B O N N E
C h a u ffa g e

A p p o rts
in te rn e s
lié s
a u x
c o n s o m m a tio n s
é le c triq u e s
s u r
la
s a is o n
d e
c h a u ffe
3 5 3 0 Parties privatives Parties communes 2 5 2 0 1 5 Apports (kWh/m²Shab) 1 0 5 0 B1 ogis AC B3 G1 A1 A2 G2 G3 OP ulation uphil B2 Sim Da S E M
S A G E S
B2 P a rtie s
p riva tive s
P a rtie s
c o m m u n e s
V IL L E
D E
G R E N O B L E
Des écarts de consommation électrique pouvant créer des variations sur les prévisions entre ­ 10 et +5 kWh/m²/an sur le chauffage


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet des apports Mulhouse : quartier « fragile ». Très faible électriques internes consommation électrodomestique ENERTECH ADEME CONSOMMATIONS ELECTRIQUES ANNUELLES DES LOGEMENTS Mulhouse nt) 2000 em 1800 gelo 1600 n//ah 1400 W (k 1200 Moyenne : 1 098 kWh/an/logement lleeu 1000 nn a 800 n tio 600 am 400 om ns 200 oC 0 33 31 13 33 31 13 33 31 33 33 Maçons Vosges Vosges Maçons Vosges Vosges Maçons Vosges Maçons Maçons log 1 log 1 log 2 log 5 log 3 log 1 log 4 log 2 log 2 log 3 Réhabilitation Franklin


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet de l’équipement électroménager ou bureautique Ce qui est montré ici pour l’électroménager est encore plus vrai avec l’équipement bureautique en tertiaire 4000 Grenoble ­ Zac de Bonne ­ Bat B1 3 451 3500 ) 3000 /an ent Moyenne française: 2 600 kWhél/logement/an m 2500 ogel/l 2000 kWhé (n atio Mulhouse ­ Rénovation Franklin 1500 m 1 098 om ons 1000 C 500 0 Mulhouse (rénovation) B1 Logement 1 Des écarts de consommation électrodomestique de près de 2500 kWh/logt/an pouvant créer des écarts de +/- 10 kWh/m²/an sur le chauffage


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet de l’équipement Encore beaucoup trop d’ordinateurs tours et de électroménager ou bureautique grands écrans….pour faire du traitement de texte ENERTECH ADEME INFORMATIQUE Consommation unitaire moyenne de chaque type d’appareil UC+Ecran : 196 kWh/an 450 2 400 350 Portable+écran : 300 109 kWh/an Ordinateur portable : 250 38 kWh/an 20 200 150 8 100 29 50 8 32 6 4 0 ur ax x s il ule s f + f nd m + bo rtable r o antes de po Mo urs hone san prim ents su lep Im ate in Te Ord uipem Eq INEED Le choix des usagers sur le matériel informatique peut avoir des conséquences considérables sur les consommations finales…


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet de l’équipement Exemple de l’INEED (Drôme) électroménager ou bureautique Courbe de charge les jours ouvrés : ENERTECH E ADEME INFORMATIQUE Répartition de la courbe de charge de l’ensemble de La veille : de nombreux usages impliqués…. l’informatique les jours ouvrés 4000 3500 – Imprimante collective : 120 W de veille 3000 – Baie VDI (Téléphone) : 309 W 2500 2000 – Serveur INEED : environ 200 W issance (W) 1500 uP 1000 500 Courbe de charge les jours non ouvrés (veille) : 0 0 0 0 0 0 0 :00 :00 00 00 00 00 00 00 :00 :00 :00 :00 :00 00 00 00 00 00 ENERTECH E ADEME 00 01 02:0 03:0 04:0 05: 06: 07: 08: 09: 10: 11 12 13 14 15 16:0 17:0 18:0 19: 20: 21: 22: 23: INFORMATIQUE Portable secrétériat Baie VDI Armoire C1E Armoire C1W Répartition de la courbe de charge de l’ensemble de Armoire C2W Salle info Serveur INEED INEED l’informatique les jours non ouvrés 1400 1200 1000 Comment maîtriser la consommation d’électricité, 800 donc d’énergie primaire, d’un bâtiment de sance (W) 600 isuP 400 bureaux, si le poste le plus consommateur, la 200 bureautique, ne fait pas l’objet d’un usage 0 rigoureux en menant une véritable guerre aux 00 00 00 00 00 :00 :00 :00 :00 :00 :00 :00 :00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00: 01: 02: 03: 04: 05 06 07 08 09 10 11 12 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 20: 21: 22: 23: veilles ???? Portable secrétériat Baie VDI Armoire C1E Armoire C1W Armoire C2W Salle info Serveur INEED INEED


2 ­ Impact des comportements 6 ­ L’effet de l’équipement Exemple de l’INEED : électroménager ou bureautique Economies réalisables : 39 % simplement en ne faisant fonctionner les Soit une consommation résiduelle de équipements que lorsque c’est nécessaire! 4,1 kWh /m² /an el utile ENERTECH ADEME BUREAUTIQUE – ECONOMIES Répartition des économies réalisables entre les différents usages Economie totale : 6 745 kWh/an (-39 %) Imprimantes + fax Serveur internet Sal e informatique 17% 0% 14% Baie de brassage VDI Imprimante collective 28% 12% Modem + box 4% Equipements sur onduleur 5% Différents petits périphériques (scanne Téléphone sans fil Unités centrales +
Ordinateurs portables +
enceintes) 1% écrans écrans 2% Ordinateurs portables 14% 1% 2%


2 ­ Impact des comportements 7 ­ L’effet dévastateur des veilles et du mauvais pilotage Exemple de l’INEED : des équipements Répartition des consommations des différents postes entre les périodes d’occupation et d’inoccupation Occupation : du lundi au vendredi de 07h30 à 19h00 Bureautique Inoccupation : Nuit (19h00 à 07h30) + WE + Jours fériés Inoccupation Bureautique Occupation 12% 14% Puissance de veille comprise entre 4 CTA Inoccupation 14% et 6,5 kW CTA Occupation 13% Divers Inoccupation 5% Divers Occupation 5% Eclairage extérieur Inoccupation Eclairage Occupation 5% 11% Eclairage hors ecl Pompes Occupation extérieur Inoccupation 2% 8% Usages thermique Pompes Inoccupation Usages thermique Occupation 4% Inoccupation 4% 3% 51 %
des consommations d’électricité ont lieu en période
d’INNOCCUPATION!!!


3 ­ Impact des erreurs de conception sur la prévision


3 ­ Impact des erreurs de conception 1 ­ Accrochages de bardage dégradant la « prévision » et liaisons de doubles murs Problème des accrochages de bardage (augmentation de 50% du U) : ici U ZAC de passe de 0,21 à 0,32 W/m²°K Bonne Grenoble Accrochage des doubles murs en partie basse = façade « Léopard »


3 ­ Impact des erreurs de conception
2 ­ Insuffisance de conception
dégradant la « prévision » de l’étanchéité à l’air L’étanchéité à l’air : d’abord un problème de maître d’oeuvre. 1 – d’abord un « bon dessin » : il faut une continuité totale de l’étanchéité. En rénovation, on est moins libre, mais on doit soigner les détails 2 – la fin du joint au pistolet! En conférence à Grenoble Walter Unterrainer a déclaré devant 250 architectes « médusés » : « Chez nous, en Autriche, le joint au pistolet commence là où l’intelligence

S e n s ib ilité
d e s
b e s o in s
d e
c h a u ffa g e
à
la
p e rm é a b ilité
d e
l’e n ve lo p p e
s’arrête » 4 0 )2m 35 3 0 2 5 L’augmentation des besoins 2 0 s de chauffage (kWh/n 15 est de 3 à 4 kWh/m²/an et 1 0 5 on des besoi par vol/h de n 0 50 -5 Augmentati -10 0 .0 1 .0 2 .0 3 .0 4 .0 5 .0 6 .0 7 .0 8 .0 9 .0 1 0 .0 P e rm é a b ilité
(V o l/h
à
5 0
P a )
F ic h ie r
p ro je t
:
B B _ m o d if_ p rj.th c V e rs io n
T H C
:
2 .1 .1
D L L
C O M

2 4 /0 3 /2 0 0 4


3 ­ Impact des erreurs de conception 3 ­ Surdimensionnement des dégradant la « prévision » générateurs Exemple avec générateur non sur dimensionné (INEED) ENERTECH CHAUDIERE ADEME Courbe de fréquences cumulées du taux de charge (par rapport au comptage de chaleur) de la chaudière 100% 90% Malgré l’absence de surpuissance, Taux de charge le taux de charge est faible, ce qui 80% maxi : 67% dégrade le rendement. 70% Taux de charge
&gt, 50% pendant
60% 3% de l’année (132 h) 50% 40% Taux de charge moyen sur l’hiver : 21 % 30% Taux de charge de la chaudière 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Occurence INEED


3 ­ Impact des erreurs de conception 3 ­ Surdimensionnement des dégradant la « prévision » générateurs Exemple avec générateurs surdimensionnés E N E R T E C H A D E M E C O N S O M M AT IO N S
S P E C IF IQ U E S
E N E R G IE S
U T IL E
E T
P R IM AIR E
(g a z )
p o u r
c h a u ffa g e
1 4 0 Plus la charge est faible, plus le rendement se dégrade… 1 2 0 1 0 0 M o ye n n e
é n e rg ie
p rim a ire
:
8 4
k W h /a n /m ²
8 0 M o ye n n e
én e rg ie
u tile
: 71 ,5
k W h /an /m ²
6 0 O b je c tif
:
5 0
k W h /a n /m ²
4 0 Consommation (kWh/an/m²) 2 0 0 5 3
R u n tz
3 1
V o s g e s
3 3
M a ç o n s
1 3
V o s g e s
E n e rg ie
p rim a ire
E n e rg ie
U tile
R é h a b ilita tio n
F ra n k lin
Règle d’or : ne jamais surdimensionner les installations pour ne pas dégrader le rendement


3 ­ Impact des erreurs de conception 4 ­ Surdimensionnement des dégradant la « prévision » installations d’ECS Débits de pointe à 10 minutes : imposés/réels E N E R TE C H Z AC
D E
B O N N E
Z D B _E C S

C om paraison des débits de pointe à 55°C
à 10 m inutes m esurés et calculés par les
m éthodes de conception de l’A IC V F 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 Débit (litres/logement à 55°C) 4,0 2,0 0,0 B 1 A2 G 2 so us-statio n AB G 2 so us-statio n C G 3 S E M
S AG E S
M esures C alcul d e co ncep tio n V IL L E
D E
G R E N O B L E
Des débits de pointe à 10 minutes 2 à 3 fois inférieurs à ceux obtenus par les règles de calcul usuelles : d’où des équipements trop importants et trop coûteux


3 ­ Impact des erreurs de conception 5 ­ Calorifugeage des dégradant la « prévision » distributions ECS Dans tous les bâtiments sans exception, la distribution d’ecs a un rendement catastrophique Cas du Patio Lumière
Pertes bouclage aller Apports solaires 21 370 kWh 17 ,1 % 45 720 kWh Rendement global 44,8 % (hors génération) 44,8 % Fourniture de chaleur Besoins 22,3 % 15,8 % Pertes sous-station Pertes bouclage retour Dans cette installation, la distribution est plutôt bien calorifugée (30 à 40 mm d’isolant) et mesure en moyenne 8m/logement. Pourtant les pertes sont écrasantes. Conclusion : il faudra hyper isoler les réseaux d’ECS et les organes en chaufferie à l’avenir. La réduction des consommations d’ECS passe par là.


3 ­ Impact des erreurs de conception 5 ­ Calorifugeage des dégradant la « prévision » distributions ECS La distribution d’ecs a un rendement catastrophique E N E R T E C H Z AC
D E
B O N N E
Z D B _ E C S

C o m p a ra is o n
d e s
p e rte s
E C S
(e n
s o u s -s ta tio n
e t
b o u c la g e )
2 5 2 1 ,3 2 0 1 5 1 2 ,8 1 2 ,5 1 1 ,2 1 1 ,3 1 0 Pertes (kWh/m²Shab/an) 5 0 B 1 B 2
O P A C
A 2 G 2 G 3 S E M
S AG E S
V IL L E
D E
G R E N O B L E
Des pertes de distribution et de sous-station entre 11 et 21 kWh/m²Shab/an!


3 ­ Impact des erreurs de conception 5 ­ Calorifugeage des dégradant la « prévision » distributions ECS Exemple de chaufferie très bien isolée : bâtiment de bureaux à énergie positive Zac de Bonne à Grenoble :


3 ­ Impact des erreurs de conception 6 ­ Conception et dégradant la « prévision » dimensionnement des réseaux 1 – Un bon circulateur ou un bon ventilateur ne peuvent pas, à eux seuls, conduire à de faibles consommations d’électricité…. La puissance par m3/h parfois imposée suppose certes un bon choix de machine, mais surtout une bonne conception des réseaux Puissance électrique absorbée par le motoventilateur (ou pompe) : P = D x P / el où : – D : débit [m3/s] P : écart de pression totale aux bornes du ventilateur [Pa] : rendement du motoventilateur [] Par ailleurs P D2 D’où P D3 el 2 ­ D’où Puissance/Débit = P / Donc que l’installation consommera peu si : – les pertes de charge du réseau sont faibles (renvoie à un bon dessin) – le rendement du motoventilateur est élevé (renvoie à une bonne sélection)


3 ­ Impact des erreurs de conception 6 ­ Conception et dégradant la « prévision » dimensionnement des réseaux Exemple de la mauvaise consommation des ventilateurs ENERTECH ZAC DE BO NNE ZDB_Services généraux

Consom m ations de ventilation (exprim ées en kW hél/m ²Shab/an) 16 14,1 Toutes les ventilations sont double flux 14 11,6 12 10,4 10 9,2 9,4 8,6 8 6,7 5,9 6,2 6 3,5 4 Consommation (kWhél/m²Shab/an) 2 0 B1 is C B3 G1 A1 A2 G2 G3 ilog Bron OPA B2 Dauph SEM
SAGES
B2 VILLE DE G RENO BLE De 3,5 jusqu’à 14,1 kWhél/m²Shab/an soit de 9,0 à 36,4 kWhep/m²Shab/an!


3 ­ Impact des erreurs de conception 7 ­ Pompes et ventilateurs à dégradant la « prévision » débit variable sur des installations à débit fixe Dans ce schéma hydraulique, le débit de la pompe ne varie jamais. Une pompe à débit variable ne sert à rien!


3 ­ Impact des erreurs de conception 7 ­ Pompes et ventilateurs à dégradant la « prévision » débit variable sur des installations à débit fixe Dans ce schéma hydraulique en revanche, le débit de la pompe peut varier car la régulation terminale se fait en tout ou rien. Une pompe à débit variable est utile! Conclusion : il ne sert à rien de mettre en oeuvre des pompes (ou des ventilateurs) à débit variable sur des réseaux dont la régulation terminale ne permet pas au débit de varier!


3 ­ Impact des erreurs de conception 8 ­ Mise en oeuvre des dégradant la « prévision » pieuvres hydrocâblées Photographie IR d’un plancher : (immeuble B2 le 17/11/10) Profil de température le long de la ligne Li1 Séjour, sol 28,5 28 °C 27,5 re enu 27 atérp 26,5 emT 26 25,5 0 20 40 60 80 100 Phénomène observé : un usager « monte » son chauffage à 24°C. Ce faisant il surchauffe la dalle en permanence, et celle-ci surchauffe le logements inférieur dont tous les radiateurs sont pourtant à l’arrêt


3 ­ Impact des erreurs de conception 8 ­ Mise en oeuvre des dégradant la « prévision » pieuvres hydrocâblées Photographie IR du plafond du logement situé au-dessous : surchauffe subie par le locataire Profil de température le long de la ligne Li1 Séjour, plafond 29,5 Fenêtres ouvertes en hiver 29 28,5 C 28 n ° e 27,5 27 26,5 pératurem 26 Te 25,5 25 24,5 0 20 40 60 80 100 Les pieuvres hydrocâblées non isolées se transforment en plancher chauffant en dalle pleine et affecte le confort des occupants par diffusion massive de chaleur. Résultat : les usagers en surchauffe vivent fenêtres ouvertes


3 ­ Impact des erreurs de conception 9 ­ Interdépendance des dégradant la « prévision » logements E N E R T E C H Z A C
D E
B O N N E
B 1 _ C h a u ffa g e E c a r t
e n tr e
la
c o n s ig n e
e t
la
te m p é r a tu r e
r é e lle
e n
fo n c tio n
d e
la
c o n s ig n e
2 0 1 5 Logements chauffés par leurs voisins A m b ia n c e
&lt,
C o n s ig n e
1 0 5 0 Consigne-Temp. réelle (°C) 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 -5 A m b ia n c e
&gt,
C o n s ig n e
– 1 0 C o n s ig n e
( ° C )
L E
P A T IO
L U M IE R E
Dans un immeuble aux faibles besoins, les comportements des logements sont interdépendants.


4 ­ Impact des défauts de mise en oeuvre


Remarque préalable : Pour qu’il y ait moins de défauts et d’erreurs à la mise en oeuvre, il faudrait que les bureaux d’études reviennent sur les chantiers. Pour cela, il faudrait : – qu’ils en aient à nouveau la mission et les moyens, – qu’ils fassent un véritable suivi avec contrôle détaillé de la mise en oeuvre, puis des réglages et enfin du bon fonctionnement avant réception…


4 ­ Impact des défauts de mise en 1 ­ Mauvaise réalisation de oeuvre l’étanchéité à l’air Encore de gros efforts à faire pour réaliser des bâtiments étanches à l’air en France Très mauvaise étanchéité de toiture (INEED) Joint de dilatation non traité (Zac de Bonne) Parking : Passage libre entre fourreau et câbles, mais surtout entre Espace libre de 2 cm…. réservation et fourreaux) Zac de Bonne – Grenoble (Zac Confluence ­ Lyon)


4 ­ Impact des défauts de mise en 2 ­ VMC à débit variable au oeuvre soufflage et fixe à l’extraction Dans 2 bâtiments de la Zac de Bonne à Grenoble, on trouve le montage suivant : – l’un des réseaux d’air (extraction ou soufflage) est muni d’un ventilateur à vitesse fixe – l’autre réseau est muni d’un ventilateur à vitesse variable Comment ça marche ????????


4 ­ Impact des défauts de mise en 3 ­ Ventilateur d’extraction oeuvre débitant sur des volets fermés Les Jardins de Bonne (B2) : extraction pendant 1 an sur des volets fermés Cause : un boîtier électronique
avait pris l’eau Volet de la sortie courante en position fermée pendant toute l’année. Conséquences : 1 – débits hygiéniques non assurés (débit inférieur de 70% au régime nominal) 2 – Chaleur non évacuée : importante diminution des consommations de chauffage en hiver et augmentation des surchauffes en été


4 ­ Impact des défauts de mise en 4 ­ Ventilateur de soufflage oeuvre n’ayant fonctionné qu’un mois sur une année Le Pallium (B2) : pas de soufflage pendant 11 mois