LowCal : performance du bâtiment

Instrumentation lourde de LowCal

Dès la réception du bâtiment, Enertech a souhaité démontrer que LowCal n’a pas vocation à être un bâtiment unique mais le fer de lance prototype d’une nouvelle génération de bâtiment durable sur tous ses aspects. C’est ainsi qu’Enertech a remporté un appel à projet de recherche de l’ADEME visant à démontrer de façon objective que LowCal est confortable, économique et durable.

Pour cela l’étude sur 3 ans réalisée par Enertech et ses partenaires comporte :

• une instrumentation lourde du confort thermique, visuel et de qualité d’air ;
• une instrumentation détaillée de la totalité des consommations d’énergie du bâtiment ;
• une dizaine de simulations thermiques dynamiques pour adapter LowCal à l’usage de logement et aux différents climats français ;
• une étude économique de calcul en coût global permettant de comparer les coûts de LowCal avec un bâtiment tertiaire dans les standards RT2012 ;
• une Analyse du Cycle de Vie réalisée par Enertech dans un premier temps puis par un autre bureau d’étude indépendant (expérimentation E+C- de l’ADEME).

Bilan énergétique après un an de mesure

Occupé depuis août 2016 et instrumenté dès septembre 2016, Enertech a tiré un premier bilan des consommations de Lowcal sur les 11 premiers mois (extrapolé à un an pour l’analyse).

Le graphique ci-dessous présente les résultats des calculs physiques et réglementaires ainsi que les consommations réelles mesurées par Enertech. Il illustre très bien la différence entre les hypothèses propres au projet (calcul physique : estimation des consommations à partir d’outils développés par Enertech et à l’aide de d’outils de simulation, STD, calculs d’éclairement, ponts thermiques 3D, etc. ) et les valeurs par défaut du calcul réglementaire : les consommations des « autres usages » sont prédominantes dans le calcul réglementaire (valeurs forfaitaires) alors qu’elles sont très faibles pour LowCal, ce qui illustre la performance de la conception ainsi que la sobriété d’usage. L’éclairage et la ventilation ont également été surestimés (calcul physique ou réglementaire). A l’inverse, le chauffage prend une part minime réglementairement.

En tout état de cause, le bilan BEPOS permet à LowCal d’atteindre le niveau Énergie 4 du label E+C-, niveau le plus performant.

Le bâtiment a produit environ 7 fois plus d’énergie que sa consommation sur l’année complète !

NB : la consommation de chauffage mesurée a été augmentée de 50 % pour tenir compte de la mise en œuvre tardive des 4 radiateurs électriques. Les résultats des calculs présentés sont exprimés en énergie primaire (coefficient 2,58 pour l’électricité) et en surface réglementaire (SRT).

Par ailleurs, l’année 2016-2017 a été très favorable en terme de production photovoltaïque : l’autoproduction de 65 % (productible PV autoconsommé sur consommation totale du site) et autoconsommation de 7 % (productible PV autoconsommé sur production PV totale).

Confort d’été

En termes de confort d’été, le projet est une réussite ! Le graphique ci-dessous présente les relevés de mesure sur les deux mois les plus chauds. Alors que la température extérieure franchissait régulièrement 36°C, que les bureaux présentés sont les plus défavorables du fait de leur orientation sud et ouest, les températures intérieures restent toujours inférieures à 28°C. Les températures de l’étage sont plus élevées d’un à deux degrés en été par rapport à celles du rez-de-chaussée.

Le confort a été assuré grâce à l’inertie de la terre crue, au bon usage des occultations et à la stratégie d’aération naturelle nocturne et matinale (voir graphique ci-dessous).

Le graphique précédent montre l’effet de l’aération nocturne (fenêtres ouvertes en position oscillo) et matinale (fenêtres ouvertes au maximum) sur la température intérieure et sur la température de la masse.

En journée, le renouvellement d’air est assuré soit par ouverture des fenêtres, soit par la ventilation double-flux. La bascule de l’un à l’autre est conditionné par plusieurs indicateurs : les températures intérieures et extérieures (station météo sur le toit du bâtiment consultable en temps réel) ainsi que la température de la masse (capteur incorporé dans un mur du R+1). L’objectif étant de maintenir la masse sous la barre des 26°C. Le chant des cigales rappelle également les usagers à l’ordre : elles se mettent à chanter quand il commence à faire chaud dehors, rappel auditif si les fenêtres sont encore ouvertes à ce moment là !

Le confort passif est ainsi obtenu grâce à des usagers actifs et impliqués !

Bilan carbone du bâtiment

Les graphiques suivants présentent les résultats du bilan carbone effectué avec la méthodologie du label Énergie – Carbone.

La valeur d’impact sur toute la durée de vie du bâtiment (Eges) est de 823 kg CO2/m²SDP, ce qui est inférieur au niveau Carbone 1 (< 1483) et au niveau Carbone 2 (< 980). L’impact prépondérant est celui de la construction et du chantier, par rapport à l’impact de l’énergie consommée pendant la durée de vie. Ce type de répartition est propre à un bâtiment à énergie positive (voir graphique ci-dessous).

La valeur d’impact initial (phase de construction) du bâtiment (EgesPCE, graphique suivant) est de 657 kg CO2/m²SDP, ce qui est inférieur au niveau Carbone 1 (< 1063) et au niveau Carbone 2 (< 913). Les impacts principaux sont ceux de la superstructure, du second œuvre intérieur (cloisonnement, doublages, plafonds suspendus, menuiseries intérieures), de l’installation électrique (lot forfaitaire) et de l’installation photovoltaïque.

Ces résultats permettent d’atteindre le niveau Carbone 2 du label.

Retours des utilisateurs

Les bons résultats mesurés sont-ils accompagnés de bons retours par les utilisateurs eux-mêmes ? La réponse est « Oui », trois fois oui :

• Oui pour le confort d’hiver, avec une nouvelle procédure à tester sur 2018 pour la gestion des radiateurs d’appoint.
• Un grand oui pour le confort d’été, avec des bureaux toujours au-dessous de 28°C !
• Un très grand oui pour la fonctionnalité du bâtiment, la qualité des matériaux et le confort visuel.

Et si c’était à refaire ?

Après une année dans les bureaux et des bons retours, Enertech se dit prêt à travailler sur le concept Lowcal à plus grande échelle et à l’adapter à d’autres usages (logement par exemple). Quelques points pourraient être retravaillés comme l’amélioration des volets bois (difficilement manipulables), l’amélioration de l’acoustique entre niveaux, l’intégration des réseaux électriques dans un plancher (complexe avec le plancher en terre crue) ou encore un travail sur la consommation d’eau des sanitaires (réduction des temporisations des robinets).