problematique et enjeux de l`energie

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GUIDE PRATIQUE POUR LA CONSTRUCTION ET LA RENOVATION DURABLES DE PETITS BATIMENTS
- PROBLEMATIQUE GENERALE ENE00 -
PROBLEMATIQUE ET ENJEUX DE L’ENERGIE
Impact énergétique du secteur de la construction en Région Bruxelles Capitale
PROBLEMATIQUE
Le parc immobilier- logement et tertiaire confondus – consomme 70 % de l’énergie finale en
Région de Bruxelles-Capitale. Il est dès lors le principal producteur de gaz à effet de serre et
est excessivement sensible aux fluctuations du coût de l’énergie fossile. La consommation
énergétique primaire des logements en RBC est la suivante (calcul basé sur les résultats de
l’étude d’Econotec en 2003) :
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35 000 kWh/an par maison existante chauffée à l’électricité
28 000 kWh/an par appartement existant chauffé à l’électricité
23 600 kWh/an par maison existante chauffée au combustible fossile
18 000 kWh/an par appartement existant chauffé au combustible fossile
RECOMMANDATIONS
Aujourd’hui, les moyens permettant d’alléger les consommations énergétiques sans
compromettre le confort des occupants existent :
1. Les mesures architecturales : diminuer la demande d’énergie des bâtiments tout en
améliorant le confort.
2. L’efficacité et la gestion énergétique : La réponse aux demandes d’énergie de la façon
la plus économe possible (avec le moins de pertes).
3. Les énergies renouvelables : produire l’énergie nécessaire avec un recours minimal
aux combustibles fossiles.
MESURES ARCHITECTURALES
> Stratégie du chaud en période hivernale
Isolation des parois en construction neuve
o
L’isolation maximale est obtenue dans une maison dite passive avec des épaisseurs
d’isolants de l’ordre de 30 cm. L’économie énergétique par rapport au parc actuel,
même neuf, est énorme puisque une telle maison ne consomme pour son chauffage
que 15 kWh/m², soit environ 2 000 à 2 500 kWh/an par logement. Cependant, au prix
actuel de l’énergie, le surcoût engendré sur 30 ans est d’environ 10 %, compte tenu
des économies d’énergie (source : Passiefhuisplatform).
Sans aller jusqu’à une telle épaisseur d’isolation, un niveau d’isolation de l’ordre de K33
pour une maison mitoyenne (environ 12 cm d’isolation dans les murs) est présenté
comme un optimum économique (source : « Analyse technico-économique de la
rentabilité des investissements dans des mesures d’économie d’énergie », 3E-KUL,
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- PROBLEMATIQUE GENERALE ENE00 -
Bruxelles Environnement-IBGE, 2005). Un tel niveau d’isolation permet de réduire la
consommation de chauffage de 20 .. 35% par rapport à un bâtiment K55, avec
surinvestissement léger et rentable en environ 5 ans.
Isolation des parois existantes
o
L’investissement prioritaire en matière d’amélioration d’une enveloppe existante est
l’isolation du plancher des combles non habité (non chauffés), car son coût est modéré
en regard de l’économie réalisée (environ 0,25 €/kWh économisé, soit un temps de
retour de l’ordre de 5 ans).
Pour les autres interventions possibles, l’investissement à consentir est plus important.
Par exemple, l’isolation des murs extérieurs, des toitures inclinées ou plates (avec
finition), le remplacement de fenêtres avec simple vitrage coûtent environ de 0,75 .. 1 €
par kWh économisé. Le temps de retour de ces mesures est donc compris entre 15 et
20 ans. Si l’on se chauffe au gaz et en considérant le coût actuel de l’énergie.
Compacité et mitoyenneté
o
La compacité des immeubles, notamment améliorée par la position entre mitoyens,
permet de limiter fortement la demande énergétique des constructions neuves, mais
également des immeubles accueillant le nouveau voisin. Une politique de densification
et de lutte contre les chancres a donc un intérêt énergétique comparable à celui de
l’isolation des mitoyens aveugles. Lorsqu’un bâtiment 3 façades devient 2 façades, la
perte de chaleur de son enveloppe est réduite de 25 %.
Conception adéquate des ouvertures.
o
Les fenêtres restent les points faibles de l’enveloppe en matière de déperditions. A
l’inverse, elles sont également des capteurs de la chaleur du soleil. Mais elles peuvent
aussi devenir des sources d’inconfort en été. Leur surface doit donc être optimisée
selon les orientations. Cependant, cette mesure concernant principalement les
constructions neuves et étant influencée par d’autres considérations (design, lumière
naturelle, vues, confort visuel, etc.), son impact potentiel est finalement assez limité.
Elimination des ponts thermiques.
o
Les ponts thermiques peuvent représenter 10 % de la consommation de chauffage d’un
bâtiment et sont sources de pollution intérieure. Leur résolution est donc un poste
important de la conception énergétique de l’enveloppe.
Etanchéité à l’air de l’enveloppe.
o
L’enveloppe du bâtiment doit être étanche à l’air de manière à permettre une gestion
correcte du renouvellement d’air, correspondant aux besoins réels en air neuf. Dans les
bâtiments anciens, le manque d’étanchéité peut également être source d’inconforts
importants.
Ventilation hygiénique.
o
Il est indispensable de ventiler suffisamment les logements pour assurer la qualité de
l’air intérieur. La part liée à la ventilation dans les consommations d’un bâtiment est
cependant importante : elle représente entre le tiers et la moitié de la facture selon le
niveau d’isolation, et bien plus dans une construction passive. Le choix de systèmes de
ventilation conformes à la norme NBN D50-001 permet déjà, par la maîtrise des débits,
de réaliser des économies d’énergie (difficilement quantifiables car variables selon le
mode de vie de l’occupant), tandis que des techniques de récupération de chaleur
peuvent économiser jusqu’à 85 .. 90 % des consommations liées à la ventilation, soit
environ 25 à 40 % de la consommation totale de chauffage. Le temps de retour de ce
type de mesure est inférieur à 10 ans.
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Puits canadiens et provençaux.
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Ces techniques, consistant à préchauffer (ou à rafraîchir, en été) l’air de ventilation en
le faisant passer dans un conduit enterré (à 2 .. 4 m de profondeur), accompagnent les
systèmes de ventilation mécanique double flux. Ils permettent une légère économie
d’énergie supplémentaire (5 .. 10% d’économie supplémentaire sur la ventilation). Il
s’agit donc de mesures « de second ordre », d’autant plus que leur mise en œuvre est
difficile en milieu urbain.
> Stratégie du froid – période estivale
Masse thermique importante des matériaux, ventilation intensive nocturne et protections
solaires
o
Ces différentes mesures, qui doivent être combinées pour assurer le confort d’été sans
climatisation, ne demandent, à l’exception des protections solaires, pas
d’investissement. La ventilation est liée à la gestion et à la conception des ouvertures.
En construction neuve, le choix d’une masse thermique accessible est du ressort du
concepteur uniquement, tandis qu’en rénovation, l’enjeu est de ne pas se couper de la
masse généralement importante déjà existante. A défaut d’étude sur le confort d’été
dans les bâtiments existants en Région bruxelloise, il est difficile d’évaluer le nombre de
logements dans lequel le confort n’est pas assuré et où une climatisation risque d’être
installée. L’impact sur la demande d’énergie de la Région est donc inconnu. Mais des
mesures préventives en faveur des protections solaires permettent de prévenir le
développement d’un marché énergivore qui explose en France, par exemple suite aux
dernières canicules.
> Stratégie de la lumière naturelle
Eclairage naturel des locaux.
o
Cette mesure relève moins de l’énergie que du confort et de la qualité de l’habitat.
L’éclairage représente 6 % de la consommation électrique des logements (hors
chauffage, source : étude Econotec), et 1,2 % de la consommation d’énergie globale
d’un logement. Le potentiel d’économie est donc assez faible à l’échelle régionale.
EFFICACITE ET GESTION ENERGETIQUE
Choix de la production de chaleur
o
La différence de rendement et donc de consommation entre la plus mauvaise
chaudière et la meilleure peut atteindre 15 à 20%. Dans les choix de chaudière
possibles, la chaudière gaz à condensation est le maître achat car elle permet
d’exploiter au mieux le pouvoir calorifique du combustible. Son surcoût par rapport aux
chaudières traditionnelles est remboursé en moins de 3 ans par les économies
d’énergie engendrées.
Régulation efficace des systèmes de chauffage
o
La régulation est un poste essentiel dans la consommation d’énergie. La généralisation
d’appareillage de gestion efficace ainsi que des mesures comportementales adéquates
offrent des économies importantes (5 à 30 % d’économie par la gestion d’une
intermittence, 10 % ou plus par le contrôle correct de la température ambiante, etc.).
Qualité du réseau de distribution de chaleur.
o
Des mesures d’isolation des conduites et de conception correcte des réseaux de
distribution permettent des économies de quelques centaines de kWh/m²an, soit
quelques pourcents de la facture globale de chauffage. L’impact est donc réel, bien qu’il
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s’agisse simplement de l’application de bonnes pratiques ou d’investissements très
limités et très rentables (isolation des conduites d’eau chaude en cave par exemple).
Choix des émetteurs de chaleur.
o
Le choix de l’émetteur a peu d’impact sur les économies d’énergie, pour autant que sa
mise en œuvre soit de qualité. Ainsi, le choix d’un chauffage par le sol implique une
isolation plus performante des planchers vers les caves ou le sol.
ENERGIES RENOUVELABLES
Choix du mode de production de chaleur.
o
Le rendement des modes de production de chaleur au départ d’énergie fossile s’est
nettement amélioré ces dernières années. D’autre part, les sources de chaleurs
alternatives sont à l'heure actuelle encore difficilement exploitables en ville (difficulté
d’approvisionnement en bois) ou impliquent des investissements déraisonnables à
l’échelle de petits projets (forages géothermiques par exemple). Ces frais seraient
mieux utilisés dans le cadre de mesures d’isolation ou de maîtrise de la ventilation. Le
choix le plus rationnel pour les petits bâtiments est donc toujours celui des chaudières
gaz à condensation, ou le branchement sur des réseaux de chauffage urbain
développés dans le cadre de projets à plus grande échelle, pour lesquels le recours à
la biomasse par exemple, ou à une cogénération est envisageable.
Solaire thermique pour l’eau chaude sanitaire.
o
Ces techniques sont maintenant efficaces et permettent une économie d’énergie
réelle : 30 à 50 % de la consommation d’énergie pour l’eau chaude sanitaire, soit en
ordre de grandeur 3 à 15 % de la consommation de combustible totale.
L’investissement reste néanmoins important et le temps de retour élevé. Sans
subsides, ces techniques ne sauraient être envisagées. Avec subsides, le solaire
thermique reste cependant l’investissement le plus prometteur en Région de BruxellesCapitale en matière d’énergie renouvelable dans le secteur domestique.
Photovoltaïque.
o
Les rendements des cellules photovoltaïques sont très faibles (10 .. 20%), ce qui
implique l’installation de surfaces importantes pour ne couvrir qu’une faible part des
besoins d’énergie électrique (10 m² de capteurs fournissent une puissance maximale
de 1 kW ou une production de 1000 kWh/an, pour un coût de l’ordre de 7000 €).
ARBITRAGE
L’ordre des priorités varie en fonction du type de projet : construction neuve ou rénovation.
EN CONSTRUCTION NEUVE
En construction neuve, il est logique de réduire les besoins en énergie avant d’essayer de les
combler avec le moins de perte au niveau des systèmes ou avec des solutions renouvelables.
Entre ces deux derniers points, nous plaçons le choix d’énergies renouvelables en second vu
leur impact limité, l’investissement important à consentir et leur rendement généralement faible.
Le potentiel de réduction des émissions de CO2 grâce aux énergies renouvelables est de 1 kT
par an pour le secteur du logement de la Région Bruxelles Capitale, contre 104 kT pour
l’amélioration des équipements et 268 kT pour les mesures passives (source : Econotec,
« Potentiel de réduction des émissions de CO2 en Région de Bruxelles-Capitale à l’horizon
2008-2012 », Econotec, Bruxelles Environnement - IBGE, 2003).
Plus précisément, c’est la stratégie du chaud qui guidera en premier lieu la démarche de
conception. En effet, c’est le chauffage représentant la plus grande partie des consommations
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d’énergie des bâtiments domestiques (72 % de la consommation d’énergie). Les normes à venir
renforceront les exigences en ce domaine pour les constructions neuves, mais un important
travail reste malgré tout à faire.
La conception énergétique ne doit cependant pas se faire également au détriment du confort et
de la qualité sanitaire de l’habitât ou induire des effets pervers tels que le développement de la
climatisation. Il est donc aussi important d’insister sur les autres stratégies, comme celle du
froid ou de l’éclairage naturel, et sur l’importance de la ventilation et du choix des matériaux de
construction. Au niveau des règlements, les normes existantes, notamment le RRU, prévoient
déjà de nombreuses dispositions relatives à la qualité de l’habitat, telles que le confort visuel et
le confort d’hiver. Les futures réglementations y ajouteront l’obligation d’une ventilation
hygiénique de qualité et des recommandations relatives au confort d’été.
EN RENOVATION
90% du parc de logements bruxellois est antérieur à 1980. L’effort doit donc porter
prioritairement sur le parc de bâtiments existants.
Ici, la répartition des coûts et donc des rentabilités énergétiques et environnementales est
différente.
Par exemple, voici, pour un bâtiment domestique, une classification des coûts d’investissement
par rapport à l’économie d’émission de CO2 sur 25 ans, pour les principales améliorations
envisageables (hors subsides) :
Rénovation
Coût de l’action par rapport à l’impact
environnemental
(€ à investir pour économiser 1 tonne
CO2 par an)
Placement d’une régulation
complète du chauffage
.. 10 .. €/t CO2.an
Isolation du plancher des combles
inhabités
.. 40 .. €/t CO2.an
Placement d’une ventilation double
flux avec récupération de chaleur
.. 60 .. €/t CO2.an
Remplacement de chaudière
.. 75 .. €/t CO2.an
Isolation de murs extérieurs
.. 125 .. €/t CO2.an
Remplacement de fenêtres
.. 160 .. €/t CO2.an
Placement de capteurs solaires
thermiques
.. 300 .. €/t CO2.an
Placement de capteurs
photovoltaïques
.. 925 .. €/t CO2.an
Notons cependant que le tableau ci-dessus considère chacune des améliorations énergétiques
comme des objectifs en soit. Cependant le choix de certaines actions peut être dicté par
d’autres impératifs de rénovation que la diminution des consommations. Par exemple, la
rénovation de l’enveloppe se justifie souvent pour des raisons de conservation du bâti
(dégradation, humidité) ou de confort (courants d’air, …). Dans ce cas, l’amélioration
énergétique doit obligatoirement être intégrée dans le projet, le surcoût de celle-ci est alors
rapidement rentabilisé (choix de vitrages à haut rendement, isolation derrière bardage, isolation
du toit dans des combles aménagés ou sous l’étanchéité renouvelée d’une toiture plate, …). Il
en va de même pour le système de ventilation qui peut être est rendu obligatoire par le
placement de nouveaux châssis étanches.
On se rend ainsi compte que dans les immeubles existants, certaines rénovations seront plus
facilement et économiquement mises en œuvre via des chantiers de grande ampleur
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(intervention sur la toiture, les châssis, les cloisonnements éventuellement). Il est donc parfois
souhaitable de promouvoir les interventions globales, de rénovation complète et cohérente des
immeubles.
POUR ALLER PLUS LOIN
Pour de plus amples informations sur les mesures d’économie d’énergie et de production d’énergie verte
dans le bâtiment, nous vous invitons à consulter les fiches suivantes :
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ENE01 - Favoriser les choix d'équipements électriques et d'éclairage efficaces
ENE02 - Développer une stratégie du chaud
ENE03 - Développer une stratégie du froid
ENE04 - Construire un bâtiment bien isolé
ENE05 - Construire un bâtiment compact
ENE06 - Optimiser la conception des fenêtres
ENE07 - Permettre une ventilation intensive
ENE08 - Assurer une grande inertie thermique
ENE09 - Limiter les ponts thermiques
ENE10 - Assurer une bonne étanchéité à l'air de l'enveloppe
ENE11 - En rénovation: isoler les parois
ENE12 - Envisager une construction "passive"
ENE13 - Assurer une bonne protection solaire
ENE14 - Choisir le meilleur mode de production de chaleur
ENE15 - Réguler efficacement l’installation de chauffage
ENE16 - Optimiser le réseau de distribution de chauffage
ENE17 - Choisir un corps de chauffe adéquat
ENE18 - Dimensionner au mieux les équipements techniques
ENE19 - Envisager un chauffe-eau solaire
ENE20 - Améliorer la production d'eau chaude sanitaire
ENE21 - Envisager un système photovoltaïque
ENE22 - Réaliser un puit canadien/provençal
ENE23 – Choisir un mode de ventilation énergétiquement efficace
SOURCES
Sur les bilans énergétiques :
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ICEDD, Bilan énergétique de la Région de Bruxelles-Capitale, Bruxelles
Environnement, 2005
3E et KULeuven, Analyse technico-économique de la rentabilité
des investissements dans des mesures d’économie d’énergie – Rapport final Bruxelles
Environnement - IBGE, 2005
Econotec, Potentiel de réduction des émissions de CO2 en Région de BruxellesCapitale à l’horizon 2008-2012 – Rapport final, Bruxelles Environnement - IBGE, 2003.
Autres :
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Plateforme maison passive : www.maisonpassive.be
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