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RENNES 13 Mars 2008 Les solutions Facteur 4 pour la construction neuve et la rénovation : pourquoi, comment? Olivier SID

RENNES 13 Mars 2008 Les solutions Facteur 4 pour la construction neuve et la rénovation : pourquoi, comment? Olivier SIDLER – Sté ENERTECH . Quelle stratégie pour la construction et la rénovation? Deux indicateurs : 1 – Les réserves prouvées d’énergie fossile

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RENNES 13 Mars 2008 Les solutions Facteur 4 pour la construction neuve et la rénovation : pourquoi, comment? Olivier SID

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  1. RENNES 13 Mars 2008 Les solutions Facteur 4 pour la construction neuve et la rénovation : pourquoi, comment? Olivier SIDLER – Sté ENERTECH

  2. Quelle stratégie pour la construction et la rénovation? Deux indicateurs : 1 – Les réserves prouvées d’énergie fossile 2 - Le changement climatique

  3. Consommation mondiale d'énergieavec 2% de croissance par an Réserves mondiales ultimes : 4000 Giga tonnes équivalent pétrole (tep) 4 500 4 000 3 500 3 000 Consommation cumulée depuis 2000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 Consommation annuelle 0 En 2100, les réserves d’énergie connues et supposées seront épuisées Réserves prouvées : 860 Gtep En 2100, 10 milliards de terriens consommeront comme un Américain de l’an 2000 (8 tep / personne)…mais la concentration atmosphérique en CO2 aura dépassé 2000 p.p.m.v. Source : Jean-Marc Jancovici

  4. Et dans 100 ans ? Source: GIEC 2001

  5. Quelques degrés en plus, c’est un changement d’ère climatique Période glaciaire D’immenses glaciers, épais de plusieurs km, recouvrent l’Amérique et l’Europe du nord. Le sol de la France est gelé en permanence, et inapte aux cultures On passe à pied sec de France en Angleterre : la mer est plus basse de 120 mètres ! La température de l’Europe est plus basse de 8 à 10 °C mais celle des tropiques a peu varié Depuis le dernier maximum glaciaire, Il y a 20.000 ans, la moyenne planétaire n’a augmenté «que» de 5°C, mais notre planète a considérablement changé…

  6. Les conditions de l’équilibre en CO2 de la planète Absorption annuelle : 3 milliards de tonnes de Carbone CO2 Océan Pour une population de 6 milliards d’individus, le rejet annuel ne peut dépasser 0,5 t. de Carbone/pers/an soit 1,8 t. de CO2/pers/an. Olivier Sidler

  7. Les conditions de l’équilibre en CO2 de la planète Mais en 2050 on sera 10 milliards et non 6, le rejet annuel ne peut dépasser 0,3 t. de Carbone/pers/an : c’est facteur ….7. Olivier Sidler

  8. La démarche « Négawatt » Cela consiste à supprimer les gaspillages absurdes et coûteux à tous les niveaux de l’organisation de notre société et dans nos comportements individuels. Elle s’appuie sur la responsabilisation de tous les acteurs, du producteur au citoyen. Tendance Sobriété Il faut réduire le plus possible les pertes lorsqu’on utilise ou transforme l’énergie. Il est possible d’ores et déjà de réduire d’un facteur 2 à 5 nos consommations d’énergie avec les techniques existantes. Efficacité Énergies renouvelables Le solde énergétique doit maintenant être couvert par les ENR. Elles sont inépuisables et leur impact sur l’environnement est faible. Elles viennent toutes du soleil. Il est encore là pour 5 milliards d’années. négawatt Source : Negawatt

  9. Demande d’électricité de la famille Sidler Olivier Sidler

  10. Les objectifs nécessaires pour diviser par 4 les consommations d’énergie dans les bâtiments 1 – Chauffage et eau chaude sanitaire (énergie primaire en kWh/m².an) 2 – Electricité à usages spécifiques • Résidentiel : 1000 kWh/an/pers. Cible : 250 kWh/an/pers. • Tertiaire : très variable d’un secteur à l’autre Cible : 10 -130 kWh/an/m² Les usages les plus consommateurs sont toujours : l’éclairage, la bureautique (les PC), les auxiliaires de génie climatique et…. Les appareils qui fonctionnent alors qu’ils pourraient être arrêtés !

  11. Et en France ?..... Septembre/Octobre 2007 : GRENELLE de L’ENVIRONNEMENT : LA BOMBE! - en 2020 le parc de bâtiments dans son ensemble devra consommer 38 % de moins qu’aujourd’hui. Cela impose de rénover annuellement 700.000 logements au niveau 50 kWh/m²/an. - en 2012, tous les bâtiments neufs seront labellisés BBC (Bâtiments Basse Consommation : Chauffage + ECS + Rafraîchissement + Eclairage + Auxiliaires chauffage/ventilation < 50 kWhep/m²/an), - en 2020, tous les bâtiments seront des bâtiments à énergie positive. Olivier Sidler

  12. La construction des bâtiments neufs Objectif : Accélérer le processus réglementaire (RT 2010, 2015, etc) en : - luttant contre tous les corporatismes qui freinent la marche en avant, - se fixant pour le chauffage et l’eau chaude des objectifs très ambitieux dans un délai réduit : 15 kWh/m²/an (chauffage) et 10 kWh/m²/an (ecs) avant 2020, Mais il faut aussidévelopper le savoir faire sur les bâtiments à énergie positive : - pour répondre aux exigences du Grenelle de l’Environnement, - pour compenser le déficit inéluctable de certaines rénovations, - car des bâtiments « à 50 kWh/m²/an » résoudront l’équilibre en carbone, mais pas la pénurie des ressources! Est-ce techniquement faisable ?  même en France des projets de ce niveau existent déjà.

  13. 1 - La construction des bâtiments neufs Est-ce techniquement faisable ? Ce qui existe ailleurs en Europe… En Allemagne, le label Passivhaus est accordé aux logements neufs consommant moins de 15 kWh/m².an. Il y a déjà 5000 logements labélisés, En Suisse, le label Minergie fixe la limite des consommations de chauffage+ECS+ventilation à 42 kWh/m².an. Surface déjà construite : 4.500.000 m²

  14. Rénovation des bâtiments anciens (<1975) Le cas des logements Objectif : rénover d’ici 2050 l’ensemble des bâtiments datant d’avant 1975 pour atteindre des consommations de chauffage de 50 kWh/m²/an. Est-ce techniquement faisable ? Ce qui existe ailleurs en Europe…

  15. Les opérations expérimentales en cours en Allemagne Dès 2000 : lancement d’un programme de rénovation de 300.000 logements, - économie moyenne d’énergie : 335 kWh/m²/an - réduction des émissions de CO2 de 2 millions de tonnes/an - création de 200.000 emplois. Entre 2003-2005 : Programme «Niedrigenergiehaus im Bestand» - 36 bâtiments représentant 50.000 m² rénovés. Objectif < 60 kWh/m²/an, - Résultat (en énergie primaire) : - 75 % des bâtiments consomment < 40 kWh/m²/an - 14 % consomment entre 40 et 50 kWh/m²/an - 11 % consomment entre 50 et 60 kWh/m²/an En 2005: démarrage d’un nouveau programme de 110 bâtiments. ENERTECH

  16. La stratégie en cours en Allemagne Aujourd’hui, l’Allemagne rénove 1% de son parc bâti chaque année (rénovation à basse température) Le gouvernement de coalition actuel a prévu en novembre 2005 dans son contrat de rénover 5 % des bâtiments chaque année. ENERTECH

  17. 2 - Rénovation des bâtiments anciens (<1975) Le cas des logements • Principe 1 : Conserver le caractère architectural des centres villes c’est isoler par l’intérieur obligatoirement. Pour cela, il faut pouvoir travailler dans des logements vides, donc en vente. • Conclusion 1 : Pour rénover 17 millions de logements en 45 ans, il faut rénover 400.000/an. Comme il se vend 450.000 logements anciens d’avant 1975/an, il faut obligatoirement rénover tous les logements de ce type mis en vente. • A charge de qui ? De l’acheteur.

  18. 17 règlementation Nbre de logements (millions) incitation 2005 2050

  19. 2 - Rénovation des bâtiments anciens (<1975) Le cas des logements • Principe 2 : atteindre 50 kWh/m²/an va demander des efforts. Spontanément, personne ne s’imposera cette cible. Pourtant, faire moins bien c’est détruire définitivement le gisement potentiel d’économie, car il ne sera pas rentable ultérieurement de faire une seconde fois les travaux, et on n’aura jamais un réservoir de main d’œuvre suffisant en France pour intervenir 2 fois. •  Conclusion 2 : il faut rendre obligatoire le niveau d’isolation à atteindre. • Conclusion générale : c’est par une réglementation et non par des incitations qu’on atteindra les objectifs assignés en 2050.

  20. Consommation Gisement potentiel Bâtiments anciens Part perdue du gisement Incitation Bâtiments à 50 kWh

  21. Que sait-on faire de performant en France en construction neuve?

  22. L’INEED à Alixan (Gare Valence TGV) Une approche la plus HQE possible pour un bâtiment de bureaux à très faible consommation d’énergie Commanditaire : La Chambre de Commerce et de l’Industrie de la Drôme Architecte : D.DESSUS – Bet Fluides : Cabinet SIDLER Date de livraison : 01/07/2006 Shab : 2618 m² Hauteur : 15m

  23. L’INEED à Alixan Quelques résultats après 1 an d’utilisation • Consommation de chauffage = 25,8 kWhpcs/m²hab • ou 20,7 kWhpcs/m²shon • Consommation d’électricité = 21,8 kWh/m²Sutile • ou 17,5 kWhm²/shon • pour l’ensemble des usages, dont 5% sera produit par les photopiles. Consommation tous usages, en énergie primaire : 82 kWhep/m²utile soit 32 % de moins que le label Passivhaus

  24. L’INEED à Alixan Combien ça coûte? • Le coût du bâtiment s’est élevé à 1.103 Euros HT/m² shon, soit un surcoût non visible par rapport à un bâtiment traditionnel, tout en offrant une qualité de matériaux et de confort sans comparaison, ainsi que des niveaux de consommation divisés par un facteur 7, et sans besoin de climatisation. • Aujourd’hui la conception du même bâtiment nous pousserait à proposer un bâtiment à énergie positive, • Parce que c’est finalement assez aisé d’atteindre ces niveaux de consommation

  25. 31 Maisons à St Priest (Rhône) Le premier lotissement de type Passivhaus en France Maître d’Ouvrage : MCP (Promotion privée) Architecte : Atelier Thierry Roche – Bet Fluides : Cabinet SIDLER Date de livraison : Mars 2008 • Objectifs : • besoins chauffage : • <15 kWh/m²hab • Conso. tous usages : • < 120 kWhep/m² • test porte soufflante : • < 0,6 volh sous 50 Pa

  26. 31 Maisons à St Priest (Rhône) Les performances attendues… 1 - Chauffage (électricité de la PAC) = 10,5 kWh/m²hab qui seront entièrement couverts par la production des 11 m² de photopiles 2 - Appoint électrique ECS = 4 kWh/m²Sutile en moyenne 3 - Consommation tous usages, en énergie primaire : 91 à 98 kWhep/m²hab/an selon les modèles soit 18 à 24 % de moins que le label Passivhaus

  27. 31 Maisons à St Priest (Rhône) Et enfin…. Une première réussite mesurée : le taux de perméabilité à l’air Test sur la première maison : 0,49 vol/h sous 50 Pa. La norme du label Passivhaus est satisfaite ! Un coût de construction raisonnable et maîtrisé : 1.280 euros HT/m²

  28. Le programme Européen CONCERTO Objectif : réaliser à l’échelle de quartiers des constructions consommant très peu d’énergie et recourant massivement aux ENR. ******* Sur 42 propositions à la Commission, Lyon et Grenoble sortent 1ère et 5ème : LYON : aménagement de la ZAC Confluence – Construction de 75.000 m² Consommation de chauffage : 60 kWh/m².an pour les logementset de 40 kWh/m².an pour les bureaux. Ces consommations seront assurées à 80% par des énergies renouvelables. GRENOBLE : aménagement de la ZAC « de Bonne » - Construction de 70.000 m² Consommation de chauffage : 50 kWh/m².an pour les logementset de 40 kWh/m².an pour les bureaux. ENERTECH

  29. Mais aussi …. • Référentiel de la Communauté Urbaine de Lyon : 60 kWh/m²/an depuis 2004, 3.100 logements déjà lancés.Passé en 2006 à 50 kWh/m²/an.  Construction à St Priest de 3.600 m² de bureaux à énergie positive. Consom-mation de chauffage : 10 kWh/m²/an assurée par une PAC géothermique. Ensemble des besoins fournis par 800 m² de photopiles.  Idem dans la ZAC de Bonne à Grenoble : bâtiment de 1500 m² à énergie positive.  ZAC à « 50 kWhm²an » : gare de Rungis (Paris 13ème), Vauban Neppert (Mulhouse), Cardinet (Paris 17ème) : au total 130.000 m² SHON. ENERTECH

  30. Et la réhabilitation à 50 kWh/m².an?

  31. Rénovation de bâtiments à très basse consommation d’énergie à Mulhouse Etude de la faisabilité technique de la rénovation de logements anciens Objectif : consommation de chauffage inférieure à 50 kWhep/m².an ALME Mulhouse ENERTECH

  32. Présentation de l’opération 31 rue des Vosges • - Centre Ville de Mulhouse • - habitat ancien début XXe siècle, • immeuble en bande R+3 avec combles et sur cave. • Surface habitable totale 194.5 m² ALME Mulhouse ENERTECH

  33. Méthodologie •  Simulations dynamiques (calcul au pas de temps de l’heure) • Simulations en conditions exploratoires très variées, sans contrainte technique (on veut voir ce qui est nécessaire, même si on ne sait pas le faire), • Etude des combinaisons de solutions techniques et de leur coût, Isolons la Terre ENERTECH

  34. Les hypothèses de simulation • 1 – Simuler d’abord l’état initial  point zéro. • 2 – Simuler les bâtiments en conditions exploratoires très variées. • Objectif : ne pas se mettre de barrières technologiques • Au total, plus de 350 simulations d’une année au pas de temps de l’heure ont été effectuées. ALME Mulhouse ENERTECH

  35. Caractéristiques techniques des solutions 1 – Les parois opaques - Murs et rampants: isolationa priori par l’intérieur - Plancher bas sur cave: en sous face plancher RdC Plusieurs solutions correspondant à des épaisseurs croissantes d’isolant - Plancher haut : isolation sur plancher en combles solution unique R = 7.5 m²K / W correspondant à une épaisseur d’environ 30 cm d’isolant ALME Mulhouse ENERTECH

  36. Caractéristiques techniques des solutions 2 – Les vitrages - Les menuiseries d’origine sont remplacées. - Les dimensions des ouvertures sont conservées (environ 1/6 de la Sh) ALME Mulhouse ENERTECH

  37. Caractéristiques techniques des solutions 3 – La ventilation - Ventilation double flux (débit 0,5 vol/h) - avec ou sans échangeur - Gaz : associé à un échangeur centralisé et commun aux différents logements, d’efficacité supérieure à 70%. - Électricité : échangeur intégré à une pompe à chaleur sur air extrait ALME Mulhouse ENERTECH

  38. Caractéristiques techniques des solutions en rénovation 4 – Systèmes de chauffage en rénovation - Energie Gaz : chaudière collective à condensation, régulation conforme aux normes. - Energie électrique: Pompe à chaleur sur l’air extrait avec régulation pièce par pièce (sans résistance électrique), ou éventuellement avec une régulation monozone. ALME Mulhouse ENERTECH

  39. Présentation des résultats 1 – Performances thermiques ALME Mulhouse ENERTECH

  40. Energie Gaz SANS échangeur ALME Mulhouse ENERTECH

  41. Energie Gaz AVEC échangeur ALME Mulhouse ENERTECH

  42. Electricité : Pompe à chaleur sur air extrait ALME Mulhouse ENERTECH

  43. Ventilation double flux avec échangeur ( = 70 % minimum) Combles : R = 7,5 m²°K/W (environ 30 cm de laine minérale) Murs : R = 4,3 m²°K/W (environ 15 cm de laine minérale) Menuiseries : Uw 1,1 Wm²°K (Bois avec chassis non renforcé + Triple vitrage peu émissif avec argon) Plancher bas : R = 4,3 m²°K/W (environ 15 cm de laine minérale) • Chaudière au bois • Chaudière gaz à condensation • Chaudière fioul à haut rendement • Pompe à chaleur présentant un COP > 3 Scénario dit de la « Solution universelle » Sous-sol

  44. Scénario dit de la « Solution universelle » Pourquoi ce scénario ? Car il est simple C’est un scénario simple car: - un seul produit pour chaque type de paroi, - une identification aisée chez les marchands de matériaux, - une obligation de moyens et non plus de résultats (pas de calcul, donc pas besoin de bet thermique pour les petites opérations), - une formation simple des professionnels (artisans), - un contrôle très facile des chantiers, - des montages financiers types, compréhensibles par les banquiers, - une continuité technique lors des rénovations intermédiaires. ALME Mulhouse ENERTECH

  45. Présentation des résultats 2 - Combien ça coûte ? ALME Mulhouse ENERTECH

  46. Le coût de la rénovation – Exemple à Mulhouse

  47. Combien ça coûte? Comment on finance? 1 – Coût (juin 2004) : de 110 à 200 euros TTC/m² habitable. Coût moyen (2007) : 180 euros /m² hab. – 400.000 logts : 7,2 MD/an 2 – Objectif : financer tous les travaux par des prêts sur 20 ans, 3 – Avec un baril à 60 dollars, tous les travaux dont le coût est inférieur ou égaux à 180 euros/m² sont finançables par des prêts à 4,5% disponibles sur le marché. Sans aide de l’Etat. 4 – Pour que l’opération soit profitable tout de suite à tout le monde, il faut créer des fonds de co-bonification qui permettraient d’abaisser de 1 ou 1,5% le taux des prêts. Coût de la co-bonification : 40 Millions d’euros/an, si on co-bonifie de 1 % les prêts des travaux de 400.000 logements par an. On peut aussi songer au prêt à taux zéro. Coût annuel de prêts à taux zéro généralisés : 165 Millions d’euros/an.

  48. Les avantages de cette stratégie de rénovation 1 – Commencer enfin à lutter concrètement contre l’effet de serre, 2 – Créer 100.000 emplois pérennes de façon homogène sur tout le territoire pendant 45 ans, 3 – Constituer pour la France un vrai projet industriel à la fois créateur d’emplois et efficace contre l’émission des GES, 4 – Protéger préventivement les classes sociales les plus fragiles contre une envolée prochaine des prix de l’énergie, 5 – Ne rien coûter à l’Etat dès lors que le baril aura durablement atteint le prix de 50 à 60 dollars, car les économies annuelles seront alors supérieures aux annuités de remboursement du financement.

  49. Présentation des résultats 3 – Le confort d’été ALME Mulhouse ENERTECH

  50. Confort d’été ALME Mulhouse ENERTECH

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