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Energie:Quel avenir pour les réseaux de chaleur dans les quartiers de demain ?

Lors de toute action ou opération d’aménagement soumise par le code de l’urbanisme à une étude d’impact, le Maitre d’Ouvrage doit, depuis la loi Grenelle 1, réaliser une étude de faisabilité énergétique sur le développement potentiel des énergies renouvelables. Dans ce cadre, le raccordement ou la création d’un réseau de chaleur ou de froid doit obligatoirement être étudiée. Cette étude passe par l’analyse de paramètres clés qui déterminent si cette option est envisageable, et si oui, quel est son positionnement par rapport aux autres solutions étudiées. Parmi ces critères de choix, la densité énergétique et la mixité des usages sont deux notions essentielles…

Quelques notions essentielles

La densité énergétique, exprimée en MWh/ml, représente la consommation d’énergie totale répartie sur la longueur du réseau. Plus les besoins sont dispersés, plus la densité énergétique sera faible. Plus la densité est élevée, plus l’installation d’un réseau de chaleur est rentable. C’est pour cette raison que les raisons réseaux de chaleur se trouvent en ville en non en campagne, et en priorité pour des immeubles plutôt que des zones pavillonnaires.

La mixité des usages, sans unité, exprime la répartition des besoins, et donc des pics de consommation, dans le temps. Lorsque tous les bâtiments alimentés par le réseau ont la même fonction, les besoins sont simultanés: les pics unitaires de chacun des bâtiments s’ajoutent. Dans ce cas, la mixité des usages est faible, ce qui entraine un sur dimensionnement du réseau pour répondre à cette demande de pointe. Au contraire, lorsque la mixité des usages est variée, les bâtiments desservis ont des besoins répartis dans le temps, les pics unitaires ne sont pas synchronisés, la consommation est quasiment constante, permettant un fonctionnement optimal.

Une étude pour appréhender l’impact des nouveaux quartiers

L’augmentation des exigences imposées par la réglementation thermique conduit à des bâtiments plus performants avec des besoins de chaud et de froid plus faibles. De ce fait, la pertinence économique des réseaux de chaleur n’est plus toujours aussi évidente. Cela est particulièrement vrai dans le cas des démarches d’éco-quartiers, de plus en plus nombreuses, et qui passent la plupart du temps par une sobriété énergétique au-delà de la réglementation. Cela entraine des densités énergétiques plus faibles qu’auparavant, transférant donc les nouvelles problématiques sur les pertes en ligne et la mixité énergétique des usages.

Après avoir proposé une trame d'étude réglementaire, c’est pour répondre à ces questionnements que Centre d’Etudes Techniques de l’Equipement (CETE) de l’Ouest a réalisé une étude sur la place des réseaux de chaleur dans les nouveaux quartiers. Cette étude se base sur un outil permettant, à partir de données d’entrée sur le quartier, le réseau et les systèmes énergétiques de réaliser des études simplifiées pour estimer les consommations. La vocation première de cet outil est de servir de support pour la réflexion des grandes orientations de l’aménagement.
A partir de cet outil, plusieurs études de cas ont été menées permettant d’observer les différents résultats en fonction des variations de densité et de mixité. Notamment, le positionnement en termes de performances du réseau de chaleur par rapport à un ensemble de systèmes décentralisés permettant de répondre aux mêmes besoins.

Effets de variation de la densité énergétique

Pour étudier les impacts de la variation de la densité énergétique, 3 cas ont été comparés : la référence, un cas où la densité est diminuée de 30 % et un cas où elle est augmentée de 30%.La première observation est que la baisse de consommation d’énergie finale du réseau, lorsque la densité diminue, est moins importante que l’augmentation de consommation, lorsque la densité augmente.

En effet, une baisse de densité de 30 % entraine une variation de consommation d’énergie finale de -25,8 %, alors qu’une hausse de 30 % de la densité conduit à une variation de la consommation de + 27 %. La variation de consommation d’énergie finale n’est donc pas reliée linéairement à la densité énergétique.

Cette observation vaut également pour l’énergie primaire puisque le facteur énergie primaire / énergie finale reste constant.

Cette même variation amène à une seconde conclusion intéressante. Dans les 3 cas étudiés, la consommation d’énergie finale est plus faible pour les systèmes décentralisés que pour le réseau de chaleur. Cependant, l’écart qui existe entre les 2 moyens de chauffage varie significativement avec la densité énergétique. En effet, dans le cas de référence, l’écart de consommation d’énergie finale est de 10,4 %, une diminution de la densité de 30 % porte cet écart à 15,2 %. La baisse de la densité énergétique dans les nouveaux quartiers est donc préjudiciable aux réseaux de chaleur de ce point de vue.

Au contraire, une augmentation de la densité énergétique réduit l’écart de consommation d’énergie primaire entre les deux modes de production pour que celui n’atteigne plus que 8,5 %. A titre d’illustration complémentaire, le doublement de la densité énergétique par rapport à la référence amène cet écart à 7,6 %.

Toujours en analysant les effets d’une variation de la densité énergétique, la baisse de la densité de 30 % est également dommageable pour les réseaux en termes de rendement. En effet, la réduction de 30 % conduit à une chute du rendement de 4 points, alors que la hausse de densité n’entraine une augmentation que de 2 points. Cela est une conséquence directe du phénomène observé sur la variation de consommation d’énergie finale.

Effets de variation de la mixité d’usage

Une fois les effets de la variation de la densité énergétique étudiés, ce sont ceux de la mixité d’usage qui sont analysés. Dans le cas où la mixité est plus faible que la référence, la consommation d’énergie finale pour un réseau de chaleur augmente très significativement par rapport à celle des systèmes décentralisés.

En effet, le fait que les pics de consommations ne soient plus répartis de manière dispersée mais concentrés sur les mêmes tranches horaires entraine un sur-dimensionnement du réseau, et donc un fonctionnement qui est la plupart du temps en sous charge. Pour les systèmes décentralisés, le pic ne varie pas dans l’absolu, le dimensionnement n’entraine donc aucun dysfonctionnement par la suite. La conséquence directe de cette observation est la baisse très significative du rendement du réseau qui est quasiment divisé par 4 !

Par ailleurs, une mixité d'usage importante n'améliore pas systématiquement les performances du réseau de chaleur mais contribue tout de même à rendre compétitif un réseau vis-à-vis d'un ensemble de systèmes décentralisés.

Une solution envisagée pour les réseaux de chaleur : la basse température

La mise en place de réseaux de chaleur basse température, consiste tout simplement à faire circuler dans les réseaux de chaleur une eau à 70 °C environ, au lieu des 110 °C traditionnellement observés. La basse température est notamment étudiée pour réduire les déperditions de chaleur. En effet, les échanges thermiques entre le réseau et son milieu environnant sont d’autant plus importants que l’écart de température entre les deux est grand. En limitant cet écart de température, les échanges se retrouvent forcément diminués.

En plus de cette baisse de température, un effort sur l’isolation des réseaux doit être réalisé, permettant de conserver au maximum des températures suffisantes pour répondre aux exigences sanitaires.

Ces mesures permettent d’après l’étude de diminuer les déperditions sur l’ensemble du réseau de plus de  50 %, augmentant du même coup le rendement global de 4 points.

Des points très positifs : l’impact sur le changement climatique et le coût

L’implantation d’EnR dans le mix énergétique d’un réseau est en effet beaucoup plus facile que dans un système décentralisé classique où les parts de l’électricité et du gaz sont encore très présentes. L’impact sur le changement climatique, même lorsque les consommations d’énergie finale sont légèrement plus importantes dans le cas d’un réseau de chaleur, reste très largement supérieur pour un ensemble de systèmes décentralisés. Certes, avec l’augmentation des chaudières individuelles alimentées au bois, cet écart tend à se réduire. A titre d’exemple, l’écart d’émissions de GES entre une chaudière bois (avec appoint gaz) et un ensemble de systèmes décentralisés ayant pour source du gaz et de l’électricité, est de 350 %.

Par ailleurs, un avantage non négligeable reste le coût, qui est plus faible pour un réseau que pour un ensemble de systèmes décentralisés. En effet, la mutualisation des moyens (une seule chaudière comparée à une unité par logement) et de l’entretien sont autant d’arguments qui pèsent en faveur du réseau sur ce point.


Construction Durable : Création par décret du label « bâtiment biosourcé »

La publication du décret n°2012-518 du 19 avril 2012 donne une existence légale dés le 20 avril au label «bâtiment biosourcé».
 
L’article 34 du Grenelle de l’environnement 1 précisait que la biodiversité forestière ordinaire et remarquable doit être préservée et valorisée, dans le cadre d'une gestion plus dynamique de la filière bois et dans une perspective de lutte contre le changement climatique. La production accrue de bois, en tant qu'écomatériau et source d'énergie renouvelable, doit s'inscrire dans des projets de développement locaux. Pour atteindre ces objectifs, l'Etat s'est engagé à l’époque et officiellement à adapter les normes de construction à l'usage du bois, notamment en augmentant très significativement le taux minimum d'incorporation de bois dans la construction et en soutenant la mise en place d'un label.

Fin 2009, le ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement durable et de la Mer (MEEDDM) a conduit une vaste consultation publique sur le développement de 18 filières vertes d’avenir, porteuses de croissance et d’emplois. Le « bâtiment à faible impact environnemental » et la « biomasse valorisation matériaux » sont deux des 18 filières retenues. Un groupe de travail s’est mis en place avec pour mission d’identifier les obstacles au développement économique de la filière « produits de construction et matériaux bio-sourcés ».

Grâce au décret n°2012-518 du 19 avril 2012 relatif au label « bâtiment biosourcé », actif dès le lendemain de sa parution, des matériaux d’origine végétale ou animale peuvent être utilisés lors de la construction de bâtiments et notamment dans le cas d’isolants. Ces matériaux sont communément qualifiés de «biomatériaux» ou de matériaux «biosourcés» : il s’agit notamment du bois et de ses dérivés, du chanvre, de la paille, de la plume ou de la laine de mouton. Ils présentent deux atouts principaux sur le plan de l’environnement :
  • la matière dont ils sont issus est renouvelable,
  • ils peuvent contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et au stockage temporaire de carbone.
La création d’un label « bâtiment biosourcé » permet de mettre en lumière cette qualité environnementale et de valoriser les démarches volontaires des maîtres d’ouvrage intégrant une part significative de ces matériaux dans leur construction.

L’article R. 111-22-3 de ce décret mentionne que les bâtiments nouveaux intégrant un taux minimal de matériaux biosourcés et répondant aux caractéristiques associées à ces matériaux peuvent prétendre à l’obtention d’un label “bâtiment biosourcé”. Le ministre en charge du logement est responsable de l'exécution du décret qui déterminera les conditions d’attribution de ce label « bâtiment biosourcé». Ce décret n’est pas encore véritablement applicable et les critères d’obtention du label ne sont donc pas connus à ce jour.

Quelques réseaux à connaître :
-    Réseau Français de la Construction en Paille
-    Association « Construire en Chanvre »
 
Retrouvez le décret original.

Urbanisme Durable : Le prêt de vélos pliables testé à Nantes Métropole

Les 20 et 21 mars derniers, Nantes Métropole et la Société d’économie mixte des transports en commun de l’agglomération nantaise (Semitan) ont lancé une expérimentation visant à tester le prêt et l’utilisation de vélos pliants dans les trajets quotidiens.

Réalisée sur un panel de 100 personnes choisies parmi 837 volontaires inscrits pour l’occasion sur le site de la SEM, l’étude consiste à mettre à disposition des «testeurs » un vélo pliant pendant 6 mois et à recueillir de façon régulière leurs avis sur ce système. Après une courte formation sur l’utilisation de ce vélo, ces personnes doivent l’utiliser de façon quotidienne et en complément d’un transport collectif.

Cette démarche vise à inciter davantage les Nantais à utiliser les transports en commun, même lorsqu’ils travaillent ou habitent à 2 ou 3 km d’un arrêt. Nantes est en effet doté d’un maillage de transports en commun intéressant, mêlant bus, tramway, busway (bus à haut niveau de service) et navibus (navette fluviales).

Contrairement aux tramways de Nantes Métropoles qui autorisent les voyageurs à garder leurs vélos lors des trajets, les bus ne le permettent pas, par manque d’espace.  Le vélo pliant offre une modularité qui lui permet d’être transporté partout, y compris à l’intérieur des bâtiments.Le « CycloTan » est conçu pour faciliter au maximum son utilisation et optimiser sa maniabilité lorsqu’il est plié : il pèse moins de 10 kg, se plie en une dizaine de secondes, ne comporte pas de chaîne mais une courroie de transmission (réduisant la gêne liée au graissage), il dispose d’un frein qui lui permet d’être plus stable lorsqu’il est plié et tenu debout, par exemple dans le bus.

Venant compléter la mixité des moyens de transports présents sur Nantes métropole, le « CycloTan »  est réservé aux personnes ayant une condition physique adaptée, contrairement aux transports en commun tels que le bus ou le tramway, dont l’accessibilité est assurée pour tous. La distance de trajet considérée acceptable jusqu’à un arrêt de bus, généralement évaluée à  500 mètres parcourus à pied, ne peut donc pas être réellement portée à 3km dans les projets urbains uniquement grâce à ce système.

Tout comme les systèmes de vélo en libre service (« Bicloo » à Nantes), le « CycloTan » permet néanmoins de désengorger les transports en commun et d’inciter à leur utilisation en limitant le temps d’accès des utilisateurs à ces derniers. Ce système s’inscrit donc entièrement dans une démarche de réduction des gaz à effet de serre liés aux transports des personnes au sein de la Métropole nantaise. Le principal avantage par rapport au Bicloo est l’accès immédiat aux transports, alors que les bornes de vélos en libre service sont parfois éloignées des arrêts et leur disponibilité n’est pas assurée.

D’autres avantages viennent compléter ceux cités précédemment :
  • le gain de temps apporté aux utilisateurs sur leurs temps de parcours quotidiens,
  • la réduction des craintes liées au vol (le système pouvant être rangé à l’intérieur des bâtiments),
  • la possibilité d’alterner entre vélos et transports lors d’une averse ou face à une côte un peu raide.
Ce système s’inspire d’une expérience belge mise en place par la société TEC (Transports en Commun en Wallonie) où le prêt de vélo pliable est facturé 20 euros à 30 euros par mois (suivant les zones couvertes par l’abonnement de bus et l’âge des utilisateurs) en plus de l’abonnement classique aux transports. Ce prix comprend la location du vélo pliable, sa maintenance annuelle et une assurance tous risques incluant le vol.

Construction durable :Parution du guide de réutilisation hors site des terres excavées

Le 19 avril 2012, le BRGM, l’INERIS et le Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement ont publié une étude commune traitant de la réutilisation hors site des terres excavées en technique routière et dans des projets d’aménagement

Les chantiers sur sites pollués génèrent souvent l’excavation d’importantes quantités de terres polluées, ne pouvant être gérées sur site. Ces terres excavées sont alors évacuées hors du site, prenant le statut de déchets. Ce guide expose les règles de l’art et les modalités sous lesquelles certaines de ces terres peuvent être réutilisées dans le cadre de projets de réhabilitation, en technique routière et dans des projets d’aménagement (aménagements industriels ou de bureaux et aménagements paysagers non privatifs). Il précise, pour chaque usage, des caractéristiques de sol à respecter pour s’inscrire dans une démarche de développement durable et de protection des populations et de l’environnement. Le guide est applicable à titre provisoire pendant 1 an et sera revu si nécessaire après 1 an d’application en fonction des retours d’expérience.

La démarche définie ne s’applique qu’aux sites engagés dans une démarche de gestion des sites et sols (potentiellement) pollués, tels que définis dans la Note Ministérielle du 8 février 2007. De nombreuses exceptions sont cependant définies pour les terres ne répondant pas à l’objectif de protection des populations et de l’environnement : par exemple, les terres qui relèvent de la catégorie des déchets dangereux au sens de l’article R.541-8 du Code de l’Environnement, … La démarche proposée ne va donc globalement concerner que les terres peu polluées et par des substances peu dangereuses.

Pour favoriser la réutilisation de ces terres excavées, une base de données a été créée : la base TERRASS. Elle vise à mettre en relation les producteurs et les receveurs de terres tout en assurant leur suivi.Le producteur va ainsi engager la réalisation d’une prestation LEVE pour savoir si son site relève ou non de la méthodologique nationale des sites pollués. Une fois cette levée des doutes réalisée, les terres excavées sont caractérisées pour s’assurer de leur compatibilité avec le milieu dans lequel elles seront réutilisées.

Le producteur est ensuite chargé de trouver une filière d’élimination des terres, de transmettre au receveur les informations liées aux caractéristiques de ces terres, d’initier la procédure de traçabilité des terres excavées (via le BSTR) et de s’assurer que les terres ont bien été valorisées.

Le receveur de son côté doit vérifier que les caractéristiques des terres excavées reçues sont bien compatibles avec les usages futurs qu’il prévoit, vérifier que les modalités de gestion des terres sont conformes aux modalités du guide, finaliser la procédure de traçabilité des terres excavées (via le BSTR) et valoriser les terres conformément au projet.

Ce guide prévoit la réutilisation des terres excavées pour les usages suivants :

  • En techniques routières :
    • remblais sous ouvrage routier ou parking ;
    • assises de chaussées (fondation et base) et en couche de forme ;
    •  remblai technique recouvert (protection phonique, tranchées…) ;
    • remblais non recouverts ;
    • remblais de pré-chargement.
  • Dans les projets d’aménagements :
    • sous bâtiment au niveau des bureaux, des locaux commerciaux et industriels ;
    • sous couverture de terres non polluées pour des aménagements paysagers non privatifs, ou sous des revêtements de type parkings, chaussées,... dans le cadre de projets d’aménagements urbains, qu’ils soient résidentiels, industriels ou commerciaux.
    • La réutilisation des terres sous des bâtiments résidentiels, au droit de jardins privatifs et en surface est exclue.

On peut regretter le peu de nouveautés apportées par ce guide en termes d’usages des terres excavées. Il offre cependant une démarche cadrée avec la création d’un Bordereau de Suivi des Terres Réutilisables (BSTR) et d’un outil de mise en relation des acteurs concernés. Retrouvez l'étude intégrale.

Ville post carbone : l’Agence de l’Urbanisme de l’agglomération de Tours expérimente un scénario du Scot visant à atteindre l’objectif facteur 4 à l’horizon 2050

L’Agence de l’Urbanisme de l’agglomération de Tours a réalisé, pour le compte de l’ADEME, l’étude « Vers un Scot Facteur 4 » qui vise à explorer les leviers locaux favorables à une agglomération post-carbone.
 Chemin vers le facteur 4
Cette étude, publiée en janvier 2011, s’inscrit dans le cadre d’un appel à proposition de recherches de l’ADEME et de la mission prospective du MEDDTL « repenser les villes dans une société post-carbone ». Au sein de cette étude, l’agence de l’urbanisme a développé un scénario du Scot de deuxième génération visant à l’horizon 2020-2030 et à l’échelle des 40 communes (353 192 habitants) de l’actuel Scot de l’agglomération tourangelle à répondre aux enjeux de réduction des émissions de GES et à se mettre en marche pour respecter le Facteur 4 à l’horizon 2050.
 
Cette étude a pour ambition d’insuffler au projet de Scot actuel des marges d’évolution et d’amélioration pour atteindre le facteur 4. En effet, le projet de Scot actuellement en construction est déjà volontariste mais n’induit qu’une baisse de 8% des émissions de GES à l’horizon 2020. A cet effet, un travail de recherche de leviers pour atteindre l’objectif du facteur 4 a été amorcé avec pour ambition de traduire ces leviers sous la forme d’orientations du Scot.

Dans la perspective d’identifier les leviers d’action, une hypothèse de base a été arrêtée, c’est la densité désirable et « une proximité bien vécue ». Cette hypothèse constitue un invariant à prendre en compte pour limiter une densification trop forte sous prétexte de densité favorable à la sobriété énergétique. La proximité bien vécue implique une réflexion en matière d’organisation des transports en commun en développant une ville des courtes distances, une mixité des fonctions favorisant l’animation. Aussi, c’est sur ce socle que des scénarios de formes urbaines et de stratégies spatiales ont été sélectionnés et évalués en fonction de leur impact en matière d’émission de GES permettant ainsi d’aboutir à un scénario 2020-2030 posant les bases à l’atteinte du facteur 4 à l’horizon 2050.

L’étude a permis d’identifier plusieurs leviers pour atteindre le facteur 4 :Différentier l'usage de l'automobile en regard du lieu
  • faire évoluer le mix énergétique et porter la part des ENR à 50% du total,
  • opérer des ruptures en matière de pratiques d’aménagement pour réduire le phénomène d’ilot de chaleur par exemple,
  • repenser la place de l’automobile : développer un urbanisme qui permette une réponse non carbonée aux principaux motifs de déplacements, raccourcir les distances grâce à la ville des proximités, limiter la vitesse aux différentes échelles de l’agglomération,
  • assurer une consommation d’espaces agricoles et naturels proche de zéro avec l’objectif de la ville qui se reconstruit sur la ville notamment sur les espaces obsolètes,
  • développer un Scot qui valorise l’activité agricole,

Pour aller plus loin, l’équipe a prévu de lancer une étude sociologique visant à mesurer le niveau d’acceptabilité sociale de ce scénario et les marges de manœuvre potentielles. Retrouvez l'étude « Vers un Scot Facteur 4 »

Energie : Le solaire thermique, grand gagnant de la RT2012 en maison individuelle

enerplanL’Association professionnelle de l’énergie solaire, Enerplan, a fait réaliser une étude comparative sur les différentes énergies renouvelables et la RT 2012 en maison individuelle. Cette étude avait pour objectif d’évaluer comment l’énergie solaire était valorisée par le calcul réglementaire en se basant sur les consommations d’énergie primaire d’une maison individuelle considérée comme type, d’environ 90 m², de plain-pied et avec un niveau standard d’isolation. D’autre part, les simulations ont été réalisées sur les 8 zones climatiques françaises au sens de la RT afin d’obtenir une réponse à l’échelle nationale.

Il est important de signaler toutefois que cette étude ne prend pas en compte la dimension économique des solutions proposées mais uniquement la performance énergétique des systèmes vis-à-vis du moteur de calcul de la RT 2012.

Le solaire thermique, champion de la chaleur renouvelable :

Les résultats de l’étude montrent que le solaire thermique est la solution la plus performante en maison individuelle pour descendre en deçà des valeurs réglementaires de consommations imposées. Trois « combinaisons » se démarquent particulièrement :

  • Le système solaire combiné (SSC) avec un appoint gaz qui permet de répondre à la fois aux besoins d’ECS et de chauffage est la solution la plus performante. Une chaudière gaz à condensation seule ne suffit plus à respecter les exigences réglementaires dans la moitié des cas, mais l’ajout d’un SSC permet de réduire de manière significative les consommations avec un gain énergétique moyen de 30% par rapport au Cep max (47% en zone H3).
  • Le chauffe eau solaire individuel (CESI) associé à une chaudière bois pour le chauffage et l’appoint d’ECS se classe en seconde position. Il est à noter que l’installation d’une chaudière bois permet déjà dans la plupart des cas de ne pas dépasser le seuil réglementaire de consommation. L’ajout d’un CESI permet quant à lui d’être largement inférieur à cette valeur, avec des gains de 23 à 42% selon la zone climatique considéré.
  • Enfin, en troisième position se trouve le chauffe eau solaire individuel « compact » couplé à une chaudière à condensation au gaz pour le chauffage et l’appoint d’ECS. Les résultats montrent que l’installation d’un CESI permet un gain énergétique moyen de 21% sur l’ensemble du territoire.

 

Energie renouvelable et maisons individuelles en RT2012

 

Le photovoltaïque, pour « compenser les consommations »
L’installation de panneaux photovoltaïque est également une alternative très intéressante pour respecter les exigences de la réglementation thermique. Cette dernière permet en effet de déduire la production électrique d’origine photovoltaïque de la consommation d’énergie primaire du bâtiment dans une limite de 12kWhep/m².an. Les résultats de l’étude montre qu’une installation de 2 m² seulement permet alors de respecter le Cep max sur l’ensemble du territoire avec un gain énergétique compris entre 5 et 28%.

Les systèmes électriques pénalisés :
D’après l’étude, le recours à des systèmes utilisant l’effet joule direct tel que les panneaux rayonnants notamment ne permet plus de respecter les exigences de consommations de la nouvelle réglementation thermique avec des consommations énergétiques largement supérieurs aux Cep max. Seul une installation photovoltaïque pourra permettre dans certaines zones climatiques d’atteindre la RT 2012, mais le recours au solaire thermique ne suffira pas à lui seul.

Parallèlement, l’étude montre également que le respect des consommations réglementaires est difficile à atteindre lors du recours à un système de PAC air-eau car l’application du coefficient de 2,58 pour l’énergie électrique utilisée par le système pénalise fortement la consommation globale d’énergie primaire du bâtiment. Seul le recours à un couplage avec un CESI à appoint gaz permet d’atteindre les valeurs réglementaires. L’étude ne se penche cependant pas sur les performances des pompes à chaleur eau-eau.  

Qualité Environnementale : Evaluation des performances environnementales des bâtiments neufs HQE, premiers retours d’expériences

L’association HQE a publié une brochure qui fait la synthèse du test HQE Performance 2011 : « HQE Performance : 1ères tendances pour les bâtiments neufs ».

C’est fin 2010 que le test HQE performance a été lancé. Deux thématiques y sont traitées :
  • l’évaluation de la performance environnementale des bâtiments au regard de l’analyse de cycle de vie (ACV) bâtiment,
  • la mesure de la qualité de l’air intérieur.
L’un des objectifs de ce test grandeur nature était de définir des ordres de grandeur pour les indicateurs environnementaux.

Le test portait uniquement sur les Bâtiments BBC inscrits dans une démarche HQE (pour la plupart certifiés). 74 bâtiments neufs représentant 800 logements et 300 000 m2 de surfaces tertiaires ont ainsi été étudiés, soit :
  • 20 maisons individuelles,
  • 19 immeubles collectifs,
  • 21 bâtiments de bureau ou administratifs,
  • 14 bâtiments tertiaires « autres » (bâtiments d’enseignement ou de recherche, commerce…).
Les modes constructifs des ces 74 bâtiments étudiés sont variés : béton, ossature bois, terre cuite, structures mixtes.

Les impacts environnementaux ont été calculés sur les contributeurs suivants :
  • produits et équipements de construction,
  • consommation énergétique réglementée,
  • consommation énergétique non réglementée (poste renseigné par peu de projets),
  • consommation et rejets d’eau  (poste renseigné par peu de projets).

Un seul logiciel d’ACV bâtiment a été utilisé afin d ‘assurer une bonne cohérence des données. Les valeurs présentées ont été calculées pour une durée de vie conventionnelle de l’ouvrage de 100 ans.

Indicateurs de performance environnementale

Indicateur 1 : Consommation énergétique totale
L’étude a permis de quantifier un constat déjà effectué : dans un bâtiment BBC, les usages réglementés (chauffage, auxiliaires, eau chaude sanitaire, éclairage et climatisation) représentent seulement 24 % de l’énergie primaire totale pour les bureaux (soit 68 kWhep/m2/an) et 37 % pour les maisons individuelles (soit 67 kWhep/m2/an).

Les autres consommations, majoritaires sur la durée de vie du bâtiment, peuvent être distinguées en 2 grandes catégories :

  • les consommations non réglementées (électroménager, audiovisuel, bureautique, ascenseur, éclairage extérieur),
  • l’énergie contenue dans les produits et équipements (l’énergie grise).

Des ordres de grandeur des consommations d’énergie non réglementaires ont pu être établis :

  • 61 kWhep/m2/an pour les maisons individuelles,
  • 80 kWhep/m2/an pour les logements collectifs,
  • 141 kWhep/m2/an pour les bâtiments de bureau ou administratifs.

La réduction des consommations d’énergie hors usages réglementaires est ainsi un enjeu très fort dans le tertiaire.
Les valeurs moyennes obtenues pour l’énergie grise diffèrent également selon les types de bâtiments :

  • 50 kWhep/m2/an pour les maisons individuelles,
  • 39 kWhep/m2/an pour les logements collectifs,
  • 41 kWhep/m2/an pour les Bâtiments de bureau ou administratifs.


Indicateur 2 : Changement climatique
Les résultats de l’étude montrent que les produits et équipements de construction pèsent pour plus de la moitié des émissions de GES du bâtiment avec une moyenne de 8,7 kgeqCO2/m2/an.

Indicateur 3 : Déchets
L’étude met en évidence que les produits de construction représentent au moins 70 % de la production de déchets inertes du bâtiment (béton, terre cuite, carrelage, verre…) avec une moyenne de 18,8 kg/m2/an, du fait essentiellement du « scénario de fin de vie du bâtiment » : démolition et mise en décharge intégrale de ces déchets inertes. La brochure donne également quelques pistes de recyclage pour les déchets inertes du bâtiment.

Indicateur 4 : Consommation d’eau
A l’échelle du cycle de vie du bâtiment fixé dans l’étude à 100 ans, il apparaît que l’indicateur consommation d’eau est dû à 89 % à la consommation d’eau pendant la phase de vie du bâtiment avec une moyenne à 1 100 L/m2/an, quelque soit la typologie du bâtiment étudié (maisons individuelles, bureaux…).

Qualité de l’air
Sur la qualité de l’air intérieur, seules quatre opérations ont fait l’objet d’une mesure : un immeuble collectif, une résidence étudiante, une maison individuelle et un immeuble de bureaux. Les valeurs mesurées de formaldéhyde, de benzène, de dioxyde d’azote, de monoxyde de carbone et de radon respectent, dans la plupart des cas, les valeurs sanitaires repères actuelles. Si la ventilation est défaillante, la qualité de l’air intérieur est compromise, de même si l’air extérieur est pollué (proximité de voies routières de forte circulation…).
Ces tests menés ont permis de démontrer la faisabilité du protocole établi par l’Association HQE pour la plupart des polluants recommandés : formaldéhyde, benzène, dioxyde d’azote et radon. La mesure des particules et des « COV totaux » a été plus problématique, du fait notamment d’appareils de mesure encore peu répandus et donc peu disponibles.

La brochure est téléchargeable gratuitement après inscription sur le site de l’association HQE.

Energie/photovolatique : 218 lauréats pour l’appel d’offre des installations 100-250 kWc

Le Gouvernement a publié le 22 mars dernier la liste des lauréats de la première tranche de son appel d’offre lancé en aout 2011. Cet appel d’offre, organisé conjointement par le Gouvernement et la Commission de Régulation de l’énergie (CRE) concerne la construction d’installations photovoltaïques d’une puissance comprise entre 100 et 250 kWc, ce qui représente des surfaces de panneaux comprises entre 1 000 et 2 500 m².

345 dossiers avaient été déposés en réponse à cet appel d’offre, pour une puissance totale de 68 MWc, alors que la puissance cible avait été fixée à 120 MWc.Au final, tous les projets considérés comme complets par la CRE ont été retenus par le Gouvernement, soit 218 projets représentant une puissance totale de 45 MWc.
Les lauréats de cet appel d’offres ont été sélectionnés sur la base d’exigences industrielles et environnementales renforcées. Le cahier des charges exigeait notamment un engagement de recyclage des panneaux en fin de vie ainsi qu’une évaluation carbone simplifiée. Les projets devaient également être accompagnés de cautions bancaires.

Le prix moyen des projets lauréats s’élève à 229 €/MWh. A titre de comparaison, ces mêmes projets auraient bénéficié d’un tarif de rachat de 370 €/MWh avant la mise en place du nouveau dispositif de soutien. Aujourd’hui, toujours à titre de comparaison, le tarif d’achat de l’électricité photovoltaïque sur le segment de 36 à 100 kW est actuellement à 213,7 €/MWh.

Rappel sur le nouveau dispositif de soutien à la filière photovoltaïque
En décembre 2010, le Gouvernement avait suspendu le mécanisme d’obligation d’achat pour les installations photovoltaïques non résidentielles. Une concertation fut organisée avec l’ensemble de la filière pour établir un nouveau cadre réglementaire. En Mars 2011, le nouveau dispositif de soutien est entré en vigueur. Ce dispositif fait appel à deux mécanismes distincts suivant la puissance de l’installation :

  • Puissance < 100 kWc (environ 1 000 m² de panneaux) : L’obligation de rachat est maintenue. Les tarifs d‘achats sont révisés chaque trimestre en fonction du nombre de projets déposés le trimestre précédent (plus le volume de projets déposés est important par rapport aux objectifs, plus la baisse du tarif de rachat sera importante)
  • Puissance > 100 kWc : Pour les installations sur bâtiments de plus de 100 kWc et les centrales au sol, un dispositif d’appels d’offre est mis en place. Deux procédures distinctes sont mises en place : une pour les installations entre 100 kWc et 250 kWc, une autre pour celles supérieures à 250 kWc.


Déroulement des appels d’offres

  • Installations sur bâtiments entre 100 et 250kWc : L’appel d’offres porte sur la réalisation et l’exploitation d’ici 2014 d’installations photovoltaïques pour une puissance cumulée maximale de 300 MWc. Cet appel d’offres est divisé en sept périodes de candidature dont la puissance cible a été fixée à 120 MWc pour la première et 30 MWc pour chacune des six périodes suivantes. L’appel d’offre lancé en aout 2011 ainsi que la désignation des lauréats communiqué en mars 2012 correspond à la première période de candidature de cet appel d’offres.
  • Très grandes toitures au delà de 250 kWc et centrales au sol : La seconde tranche de l’appel d’offres lancé en septembre 2011 concerne l’installation de panneaux photovoltaïques de plus de 250 kWc, pour une puissance totale de 450 MWc. A ce jour, déjà 2 400 MWc de candidatures ont été déposées. Les lauréats seront désignés le 23 Juin 2012 par la CRE.

Construction Durable : Lancement d’une plateforme européenne sur la construction durable

L’IFPEB (Institut Français pour la performance énergétique du bâtiment)  a annoncé le 30 mars dernier le lancement du site Construction21.eu , projet européen ambitieux d’une plateforme européenne à destination des professionnels de la construction durable.

Ce portail collaboratif multilingue entend favoriser le partage et l’appropriation des pratiques innovantes et propose ainsi une base de données de projets performants, une bibliothèque des innovations et une plateforme d’échanges entre spécialistes de différents pays.

Genèse du projet
Le projet, piloté par l’IFPEB, a été développé en partenariat avec le France Green Building Council (GBC), lui-même membre du World GBC. L’association France GBC regroupe différents organismes impliqués dans la construction durable, tels que le CSTB, le collectif Effinergie ou encore l’association HQE. L’initiative est soutenue par l’Union Européenne via BUILD-UP, le site de la Commission Européenne sur l'efficacité énergétique dans les bâtiments, qui financera le projet les 2 premières années.

Fonctionnement de Construction21.eu
Construction21 s’adresse à tous les professionnels de la construction durable : architectes, maîtres d’ouvrage, constructeurs, promoteurs, bureaux d’études, collectivités, certificateurs, etc. Il s’agit d’une plateforme communautaire constituée d’une base de données participative pour favoriser le partage des connaissances. On retrouve ainsi :

  • Les «Études de cas » : elles regroupent, sous forme de fiches synthétiques, des informations sur des projets performants de construction ou de rénovation. La base de données est directement alimentée par les membres du site, et vérifiée par un comité d’experts avant publication. Pour chaque projet, on retrouve :
    • Une brève description et les acteurs du projet
    • Des informations sur la consommation énergétique et la performance énergétique de l’enveloppe
    • La liste des systèmes mis en œuvre et le recours aux énergies renouvelables
    •  Les émissions de gaz à effet de serre du projet
    • La liste des innovations mises en œuvre
  • La Bibliothèque des Innovations : elle répertorie des systèmes, équipements ou matériaux performants dans différents catégories (gros œuvre, second œuvre, génie climatique et électricité, aménagements extérieurs). Tout comme les études de cas, cette bibliothèque est alimentée par les membres et vérifiée par un comité d’experts.
  • Les Communautés : les membres peuvent créer leurs propres communautés sur des thèmes précis et les utiliser comme plateforme d’échange avec d’autres spécialistes – on y trouve par exemple les communautés suivantes : « Réhabilitation énergétique des logements sociaux », « Fondement des ACV pour la construction », ou encore « Veille Ecoquartier - Acteurs et Ressources »

1 portail, 7 plateformes
Construction21.eu regroupe 6 plateformes nationales pour la France, l’Allemagne, l’Espagne, l’Italie, la Lituanie et la Roumanie. Sur chaque plateforme, les membres peuvent alimenter la base de données des Études de cas et des Innovations. Les ressources de ces plateformes sont ensuite traduites en anglais et centralisées sur une septième plateforme européenne, à disposition de tous.

Des perspectives ambitieuses
Lors du lancement le 30 mars dernier, le site regroupait 35 fiches projet (donc 22 issues de la plateforme française) et 500 membres répartis entre les 6 pays participants. D’ici fin 2013, l’objectif est d’arriver à 1 000 fiches et 300 000 membres.  A terme, d’ici 5 ans, l’ambition de Construction21.eu  est de mettre à disposition une plateforme pour chacun des 27 pays de l’Union Européenne.

Energie - Mise à jour du contenu CO2 des réseaux de chaleur et de froid

L’arrêté indRéseau de chauffage urbain, ensemble d’installations par lesquelles de la chaleur est produite et vendue à des usagers, peut être créé par une collectivité territoriale afin d’assurer un service public local de distribution de chaleur. Ce service est souvent délégué à un tiers, chargé d’exploiter un réseau établi par la collectivité ou bien de construire lui-même le réseau à exploiter.iquant les niveaux d’émissions de CO2 des réseaux de chaleur et de froid est paru au journal officiel du 15 mars. Il s’agit de l'annexe 7 de l’arrêté du 8 février 2012 (modifiant l’arrêté du 15 septembre 2006 relatif au DPE pour les bâtiments existants proposés à la vente en France métropolitaine).
 
 
Source des données
Ces valeurs d’émissions de CO2 sont issues de l’enquête de branche  réalisée par le SNCU (Syndicat national de chauffage urbain) chaque année auprès des exploitants de réseaux de chaleur et de froid pour le ministère de l’écologie et du développement durable. Les professionnels concernés ont l’obligation de répondre à cette enquête. L’arrêté de 2012 se base donc sur des données de l’année 2010 transmises au SNCU pour l’enquête de branche 2011 et à partir desquelles il calcule le contenu CO2 d’un réseau. Le précédent arrêté était paru en octobre 2010 et se basait sur les données de l’année 2008.

DPE et RT2012
Ces valeurs de contenu CO2 des réseaux issues de l’enquête permettent de satisfaire à la réglementation sur le diagnostic de performance énergétique et à la RT2012, dans le cas de bâtiments raccordés à un réseau de chaleur.
Pour un bâtiment raccordé à un réseau de chaleur « neuf », qui n’apparaît pas dans l’annexe 7 de l’arrêté, ou dont le réseau va évoluer significativement, une validation par anticipation du nouveau contenu CO2 peut être obtenue en passant par la procédure dite de « Titre V » (procédure personnalisée permettant de promouvoir les spécificités architecturales et techniques lorsque la méthode de calcul Th-BCE 2012 n’est pas adaptée).

Évolutions
  • Évolution du nombre de réseaux - L’arrêté paru en octobre 2010 présentait le contenu CO2 de 355 réseaux (dont 11 réseaux de froid), tandis que l’arrêté de 2012 en présente 395 (dont 12 de froid). L'augmentation du nombre de réseaux constatée s'explique à la fois par la création de nouveaux réseaux mais également par l'identification de réseaux existants, notamment de réseaux de taille plus modeste (réseaux biomasse par exemple). En effet, historiquement, l’enquête de branche s’intéressait principalement aux réseaux de plus de 3,5 MW.
  • Évolution du contenu CO2 - La RT2012 définit 3 classes de contenu CO2 pour les réseaux :
  • < 50 g de CO2 par kWh,
  • de 50 à 100 g de CO2 par kWh,
  • de 100 à 150 g de CO2 par kWh.
Entre 2008 (arrêté 2010) et 2010 (arrêté 2012), la classe des réseaux de chaleur de moins de 50 g de CO2 par kWh croit de 9% et la classe des réseaux de chaleur de 50 à 100 g de CO2 par kWh augmente de 65%. Le nombre de réseaux dans la 3e classe reste sensiblement identique. Les réseaux de plus de 150 g de CO2 par kWh reste majoritaire (73% des réseaux en 2008 contre 69% en 2010). Les effets du fonds chaleur mis en place en 2006 semblent commencer à se faire sentir.

Une carte interactive différenciant les réseaux selon leur contenu CO2 est présentée sur le site du CETE de l’OUEST (Centres d’Etudes Techniques de l’Equipement).

Construction durable - l'air inquiétant de nos écoles pour 30% des enfants

L’équipe Epidémiologie des Maladies Allergiques et Respiratoires (EPAR) d’Isabella Annesi-Maesano, vient de publier dans la revue Thorax les résultats de son étude sur la qualité de l’air à l’intérieur de 108 écoles primaires réparties dans 6 villes françaises. Bien que la qualité de l’air intérieur varie en fonction des écoles et des villes, les chercheurs révèlent qu’environ 30% des 6590 enfants suivis, soit 3 enfants sur 10, sont exposés à des niveaux des principaux polluants atmosphériques supérieurs aux valeurs guides recommandées par l’OMS et l’ANSES.

 Les enfants sont plus sensibles aux effets de la pollution de l’air que les adultes (pleine croissance, bronches plus petites, activité plus intense…). La pollution de l’air intérieur peut entrainer chez les enfants des problèmes de santé à court et à long terme tels que la congestion nasale, des irritations de la peau et des yeux, des réactions allergiques, de l’asthme, des maux de tête, de la fatigue, des vertiges ou encore des nausées.

Durant une année scolaire, les chercheurs ont analysé, à l’aide de  pompes et capteurs,  les concentrations de l'air en différents polluants  atmosphériques :

  • Les Particules fines (PM 2.5) et le dioxyde d’azote (NO2) qui proviennent essentiellement, des gaz d’échappement des véhicules motorisés. Elles peuvent être portées jusqu’aux locaux –scolaires ou autres - lorsque les fenêtres en sont ouvertes.
  • 3 aldéhydes - formaldéhyde,  acétaldéhyde et acroléine qui sont des polluants intérieurs issus de différentes sources. On en trouve ainsi dans les produits de construction et de décoration comme le bois, les parquets stratifiés ou certaines colles de moquettes. Ils peuvent également être présents dans certains produits d’entretien comme les détergents, désinfectants et autres lingettes, ou des produits de traitement comme les insecticides…

En parallèle, l'équipe de recherche a étudié les signes cliniques des enfants grâce aux données recueillies lors d'une visite médicale comportant aussi un test cutané aux 11 allergènes les plus communs (acariens, chat, pollens…) et un test d’exercice permettant de détecter l'asthme à l’effort. Ces données ont été complétées par un questionnaire rempli par les parents. En détails, les résultats montrent que les rhinites (en particulier les rhino conjonctivites) sont associées de manière significative à des taux forts de formaldéhydes dans les classes (+19%) et qu'une augmentation (+42 %) de la prévalence de l'asthme est observée dans les classes avec des taux élevés de particules fines PM2.5, de formaldéhyde ou d'acroléine.

Différents facteurs interviennent sur le niveau de pollution : absence ou défectuosité de la ventilation avec filtres, état du bâtiment, travaux, proximité d’axes routiers dont les émanations sont respirées par les enfants pendant la  récréation, émission de COV des mobiliers & produits de décoration …

Quelques mesures récentes vont dans le bon sens comme l’obligation d’étiqueter les émissions de COV des produits de décoration puis de construction,l’obligation de contrôler la qualité de l’air dans les écoles élémentaires (malheureusement effective qu'en 2015) ou la définition de valeurs guides pour certains polluants  mais restent encore trop timides en regard de cet enjeu de santé publique. De vraies mesures doivent être prise pour améliorer la qualité de l'air atmosphérique en modifiant nos modes de transport, renforcer le renouvellement d'air réglementaire pour passer à minima de 15 à 30 m3/h/élève, interdire (comme c'est le cas en Californie) la construction d'une école à proximité d'axes routiers ....

Energie - Lancement de l’appel à candidatures Bâtiment à Energie POSitive du PUCA

Le PUCA (plan urbanisme construction architecture) a lancé en partenariat avec l’USH et l’ADEME un appel à candidatures Bâtiment à énergie positive auprès de collectivités territoriales (communes, villes, communautés d’agglomérations…), d’aménageurs et de maîtres d’ouvrages (bailleurs sociaux, promoteurs…) le 13 mars dernier.
 
Cet appel à candidature fait suite à l’appel à idées CQHE (Concept, Qualité, Habitat Energie) lancé en 2007 dans le cadre du PREBAT (Programme de Recherche et d’Expérimentation sur l’Energie dans le Bâtiment) et qui consistait à développer des concepts de bâtiments à haute performance énergétique voire à énergie positive situés dans un environnement urbain dense, dans une perspective à 20 ans.
Dans le cadre du PREBAT2, le groupe projet « vers des bâtiments à énergie positive » a exploré lors de différents ateliers organisés entre fin 2011 et début 2012 les nouvelles questions que pose l’exigence du bâtiment à énergie positive à l’horizon 2020 (élaboration du programme, montage, conception et réalisation) et a défini le cadre de l’appel à candidatures.

L’objectif est d’expérimenter, in-situ, la mise en œuvre des exigences réglementaires à venir concernant la performance énergétique, en axant les expérimentations sur la production de logements performants à qualité et coût maîtrisés. L’enjeu de l’expérimentation est la conception d’un ou plusieurs bâtiments de logements neufs ou en réhabilitation dépassant le niveau de performance énergétique de la RT 2012 et qui répondent aux exigences de qualités urbaine, architecturale et d’usage.
 
 Éléments de réflexion proposés dans l’appel à candidatures
L’appel à candidatures propose une charte d’expérimentation qui décline des éléments de réflexion en 5 points :
1.    Analyser les caractéristiques du site :
L’enjeu est d’assurer l’adéquation entre le projet, ses futurs usages et les performances attendues en réalisant par exemple une analyse multicritère (potentiel du site en énergies renouvelables et de récupération, présence de transports, environnement naturel et paysager, environnement acoustique…).
2.    Prendre en compte les usages futurs et la qualité de vie :
Il s’agit ici de considérer le confort des usagers (acoustique, visuel, hygrothermique…) ainsi que l’adaptation du bâtiment à l’évolution des usages dès la phase de pré-programmation.
3.    Définir une stratégie énergétique ambitieuse :
Le maître d’ouvrage pourra définir la performance énergétique de son opération par des labels existants ( PassivHaus ou  Effinergie plus), ou à travers la définition d’un niveau de performance adapté (Cep hors EnR&R de 30 kWhep/(m².an), taux de couverture minimum de 100% des usages réglementaires et d’une part des consommations électrodomestiques par des EnR&R).
Il pourra également s’intéresser aux usages non réglementaires (consommations électrodomestiques, énergie grise…) et les prendre en compte dans son bilan énergétique.
4.    Modalités du montage du projet : mettre en place une organisation et un management adapté à la réalisation d’un bâtiment performant :
Différentes pistes organisationnelles sont proposées : recours à des AMO, recours à des procédés de sélection favorisant l’ingénierie concourante, organisation en mode projet, méthodologie d’analyse des risque.
5.    S’assurer de l’atteinte des performances et de l’appropriation du bâtiment par les usagers :
Différentes pistes sont proposées et notamment : le développement de mesures d’encadrement du chantier relatives à la bonne mise en œuvre des solutions techniques (formation des superviseurs de chantier…), des actions de sensibilisation des usagers du bâtiment (guide d’utilisation / exploitation du bâtiment, affichage des consommations dans les logements par une interface écran…).
Modalités de l’appel à candidature
L’appel à candidatures vise les collectivités territoriales, les aménageurs et les maîtres d’ouvrage publics ou privés. Une fois sélectionnés, ces différents acteurs seront réunis au sein d’un consortium qui devra définir un cahier des charges d’expérimentations sur la base des éléments de réflexion présentés dans l’appel à candidatures.
Le consortium ainsi constitué pourra rassembler entre 5 à 10 projets dont la temporalité peut être différente, avec une première vague d’environ 5 opérations lancées en 2012. La taille de chaque opération devra être d’au moins 50 à 70 logements.
Parallèlement à leur activité dans le consortium, les maîtres d’ouvrage établiront le programme de leur opération. L’objectif est ensuite de mobiliser par appel d’offre des équipes de conception–réalisation sur la base du programme établi.

Modalités de l’expérimentation
Les dossiers d’intention sont à remettre pour le 9 mai au plus tard afin que le consortium ainsi constitué puisse se réunir rapidement et définir son cahier des charges d’expérimentation. L’objectif est de réunir les conditions nécessaires au lancement d’opérations en 2013.
 
Retrouvez l'appel à projet en suivant ce lien.

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