Julien MILHAU - Bienvenue sur Catalogue des mémoires de projets

Transcription

INSA de Strasbourg - Spécialité GENIE CIVIL
Julien MILHAU
Elève ingénieur de 5ème année
Projet de Fin d’Etudes
Démarche environnementale sur un chantier
à faibles nuisances :
les énergies renouvelables
Juin 2006
Julien MILHAU
GC5
SOMMAIRE
INTRODUCTION ..........................................................4
CONTEXTE................................................................................... 5
PRELIMINAIRES............................................................................ 8
OBJECTIFS .................................................................................10
I.
LA
I.1
I.2
I.3
DEMARCHE HQE® ................................................. 12
Préliminaires.......................................................................12
Les 14 cibles HQE® ..............................................................13
Le domaine D1....................................................................14
I.3.a Les cibles d’écoconstruction....................................................... 14
I.3.b Les cibles d’écogestion.............................................................. 15
I.4
Le domaine D2....................................................................15
I.4.a Les cibles de confort................................................................. 15
I.4.b Les cibles de santé ................................................................... 16
II. LES CHANTIERS A FAIBLES NUISANCES ......................... 17
II.1 Le chantier .........................................................................17
II.1.a Descriptif du chantier .............................................................. 17
II.1.b Besoins électriques du petit outillage ......................................... 18
II.2
La base vie .........................................................................19
II.2.a Descriptif de la base vie ........................................................... 19
II.2.b Besoins électriques.................................................................. 19
II.3
Comparaison ......................................................................21
III.LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE .................................... 22
III.1 Principe de fonctionnement...................................................24
III.1.a Principe ................................................................................. 24
III.1.b Systèmes photovoltaïques ........................................................ 25
III.2 Applications ........................................................................27
III.2.a Site isolé................................................................................ 27
III.2.b Raccordement au réseau .......................................................... 28
III.3 Installation .........................................................................29
III.3.a Préliminaires .......................................................................... 29
III.3.b Données solaires..................................................................... 29
III.4 Contraintes d’utilisation........................................................31
III.4.a Orientation............................................................................. 31
III.4.b Inclinaison ............................................................................. 31
III.4.c Emplacement disponible ........................................................... 32
2
Julien MILHAU
GC5
IV. LA TECHNOLOGIE RELIEE AU CHANTIER ......................... 33
IV.1 Dimensionnement ...............................................................33
IV.1.a Données chantier..................................................................... 33
IV.1.b Données technologiques ........................................................... 33
IV.1.c Données solaires..................................................................... 33
IV.2 Analyse..............................................................................34
IV.2.a Tout le chantier ....................................................................... 34
IV.2.b La base vie ............................................................................. 34
IV.2.c Un seul bungalow.................................................................... 35
IV.3 Investissement ...................................................................36
IV.4 Aides financières .................................................................38
IV.4.a Financements directs ............................................................... 38
IV.4.b Financements indirects ............................................................. 38
IV.4.c Rentabilité ............................................................................. 38
IV.5 Inconvénients .....................................................................39
IV.5.a Vol ........................................................................................ 39
IV.5.b Manutention ........................................................................... 39
IV.5.c Fragilité ................................................................................. 39
IV.6 Avantages…........................................................................40
IV.6.a … d’un point de vue environnemental ......................................... 40
IV.6.b… d’un point de vue politique de l’entreprise ................................. 40
V. L’OPTIMISATION DU BUNGALOW ................................. 41
V.1 Fiche technique ...................................................................41
V.1.a Caractéristiques techniques ....................................................... 41
V.1.b Plan du bungalow..................................................................... 41
V.2
Etude des pertes d’énergie ...................................................42
V.2.a Pertes électriques .................................................................... 42
V.2.b Pertes thermiques .................................................................... 42
V.3
Réglementation actuelle .......................................................47
V.3.a Réglementation thermique ........................................................ 47
V.4
Solutions............................................................................48
V.4.a Pertes électriques .................................................................... 48
V.4.b Pertes thermiques .................................................................... 49
V.5
Optimisation des PV.............................................................52
V.5.a Inclinaison/orientation .............................................................. 52
V.5.b Choix du type de cellules........................................................... 52
V.6
Résultats............................................................................53
CONCLUSION............................................................ 54
REMERCIEMENTS………………………………………………………………………………………. 56
BIBLIOGRAPHIE .............................................................................57
RECAPITULATIF DES TABLEAUX .......................................................58
RECAPITULATIF DES FIGURES..........................................................59
ANNEXES ......................................................................................60
3
Julien MILHAU
GC5
INTRODUCTION
4
Julien MILHAU
GC5
CONTEXTE
« Un
développement
qui
répond
aux
besoins
du
présent
sans
compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs. »
Tel a été défini le concept du Développement Durable à l’échelle mondiale, en 1987, dans
le rapport de la Commission Mondiale de l’Environnement et du Développement.
A partir de cette date, ce concept s’est progressivement inscrit dans les agendas
politiques, avec notamment, en :
-
1992 au Sommet de la Terre de Rio : l’Agenda 21 est signé par 182 Etats : il
consiste en un programme commun d’action pour le XXIe siècle soulignant la
nécessité
de
définir
des
propriétés,
des
indicateurs
et
des
règles
internationales en matière de Développement Durable.
-
1995 au Sommet Mondial sur le Développement Social de Copenhague : il
approfondit davantage le volet social du Développement Durable.
-
1997 à Kyoto : un traité international proposant un calendrier de réduction
des émissions de gaz à effet de serre est signé entre 192 pays. Parmi eux, 156
pays ont ratifié le Protocole de Kyoto.
-
1999 au Forum de Davos : un partenariat est lancé entre l’ONU et les milieux
d’affaires comprenant neufs engagements concernant l’environnement, les
droits de l’homme et le travail.
-
2002 au Sommet du Développement Durable de Johannesburg : un bilan des
engagements de Rio est établi et un nouveau plan d’action est lancé.
Aujourd’hui,
cinq
axes
de
recherche
émergent
Développement Durable :
o
les ressources humaines
o
l’environnement
o
les pratiques commerciales
o
la gouvernance
o
la société civile
5
principalement
du
concept
de
Julien MILHAU
GC5
En ce qui concerne l’environnement, les enjeux sont très importants et diversifiés :
-
la politique environnementale et la gestion des risques
-
la politique Recherche et Développement
-
l’utilisation raisonnée des ressources : eau, carburants, énergies…
-
la pollution
-
les déchets
-
la biodiversité
-
la santé publique
Un des objectifs principaux de l’axe « Environnement » est d’installer une
démarche environnementale générale au sein de l’entreprise, ou tout au moins, de
développer et d’optimiser un point en particulier, l’utilisation raisonnée des ressources
par exemple…
Dans le domaine du BTP, et notamment le Bâtiment, deux axes d’étude sont à
envisager :
- agir directement sur l’environnement à proprement dit, c'est-à-dire protéger la
nature qui nous entoure, limiter les rejets de gaz à effet de serre, diminuer les déchets
de construction et d’activités, réduire l’utilisation de polluants, maîtriser la consommation
des énergies.
- agir sur l’environnement du personnel du chantier, c'est-à-dire réduire les bruits
issus du chantier, leur fournir une base vie propre et saine, mais aussi agir sur
l’environnement des riverains du chantier en leur expliquant les gênes possibles (bruit,
poussière, circulation piétonne ou automobile difficile…) du fait de leur proximité avec le
chantier.
Pour ce projet, j’ai voulu davantage me consacrer sur le premier point, c'est-àdire l’aspect nature de l’environnement, tout en ayant examiné les sources de nuisances
sur un chantier.
Aujourd’hui, lorsqu’on parle d’environnement, on pense notamment aux énergies
renouvelables. Elles commencent à percer dans de nombreux domaines, dont le
bâtiment. En effet, de plus en plus de constructions neuves sont réalisées en ayant
recours aux énergies renouvelables, comme par exemple, l’utilisation de panneaux
solaires ou de sondes géothermiques.
Lors du projet de la construction proprement dite, qu’il s’agisse d’une construction
neuve ou d’une réhabilitation, il est nécessaire de distinguer les phases provisoire et
définitive, à savoir la phase de chantier et la phase d’utilisation du nouvel ouvrage.
Cette distinction se révèle être importante, travaillant au sein d’une entreprise
générale de bâtiment. Les volontés de l’entreprise sont de maîtriser les coûts dans tous
6
Julien MILHAU
GC5
les domaines, c'est-à-dire faire des économies lors de l’achat de matériaux et matériels,
par exemple, réduire les déchets de tout type… La maîtrise des coûts passe aussi par la
maîtrise des énergies, et notamment l’énergie électrique. C’est sur ce point que j’ai voulu
innover en étudiant sur les énergies renouvelables lors de la phase chantier d’une
construction ou d’une réhabilitation. Cette étude peut être valorisée par la volonté d’un
grand groupe du BTP, à travers une de ses filiales du bâtiment de s’inscrire dans une
démarche de Développement Durable.
En effet, depuis le 19 Septembre 2005, le groupe VINCI a intégré l’indice DJSI
(Dow Jones Sustainability Indexes), lequel sélectionne parmi les 2000 plus importantes
capitalisations boursières mondiales les entreprises ayant les meilleures performances en
matière de Développement Durable. VINCI s’est fixé plusieurs chantiers sur le point
spécifique de l’environnement, à savoir :
-
la gestion des déchets
-
la démarche HQE® : travail sur l’architecture durable
-
l’identification et la promotion des éco-activités de VINCI
-
la diffusion des innovations environnementales révélées lors du Prix de
l’Innovation VINCI
Quant à SOGEA CONSTRUCTION, sa stratégie consiste en la mise en place de
certifications ISO 14001 mais également à l’élimination du polystyrène sur les chantiers,
à la réduction des déchets de chantier. SOGEA CONSTRUCTION est dotée d’objectifs
quantifiés et d’indicateurs précis, pour évaluer la quantité d’huiles de décoffrage végétale
utilisée, par exemple…
Enfin, BOURDARIOS, filiale de SOGEA SUD OUEST, met concrètement cette
politique à exécution à travers les certifications ISO et par l’intermédiaire de la Charte
Environnementale (ANNEXE).
7
Julien MILHAU
GC5
PRELIMINAIRES
J’ai donc étudié la possibilité de mettre en place les différentes énergies
renouvelables sur un chantier provisoire, à savoir l’utilisation de panneaux solaires
photovoltaïques et thermiques, la technologie éolienne et l’emploi de biocarburants pour
les engins de chantier.
Les sources d’énergie renouvelable sont par définition des sources d'énergie qui se
renouvellent assez rapidement pour être considérées comme inépuisables à l'échelle de
l'homme.
La phase chantier étant provisoire, l’utilisation de l’énergie éolienne se révèle
être difficile au vu de l’impact important de la durée de l’étude d’un projet éolien. En
effet, il faut en particulier s’assurer de l’acceptation du projet par les riverains, de la prise
en compte des conséquences possibles du projet et de son intégration dans le paysage.
De plus, il faut se garantir d’un bon gisement éolien et fiable, sans perturbations ou
turbulences. Plusieurs étapes rentrent en compte pour développer un projet de site
éolien :
Etude de pré-faisabilité : analyse des conditions locales
mise en place d’un capteur de mesure
Pré-diagnostic : prise de contact avec la commune, les riverains
étude environnementale
demande d’autorisation de raccordement au réseau
Etude complète : choix de l’éolienne en fonction de ses performances
demande de permis de construire
étude d’impact réglementaire
De nombreuses contraintes interviennent dans un tel projet, notamment de gisement
éolien suffisant et de temps (entre 20 et 40 mois s’écoulent avant l’exploitation du parc
éolien).
Les biocarburants existent classiquement sous trois grandes filières :
- les combustibles obtenus à partir de cultures oléagineuses (colza et
tournesol essentiellement). Dans cette catégorie, on va trouver :
"l'huile pure" laquelle, après filtration, peut s'utiliser
directement comme carburant dans un moteur diesel, sans
modification de ce dernier.
8
Julien MILHAU
GC5
l'EMHV (Ester Méthylique d'Huile Végétale) est rarement
utilisé pur, souvent incorporé au diesel à hauteur de 5%
suivant la réglementation actuelle, pour donner ce que l'on
appelle du diester.
- les combustibles obtenus à partir d'alcools (méthanol, éthanol). Dans
cette catégorie, on va trouver :
les alcools utilisés purs, mais cela nécessite de modifier le
moteur des voitures (bioéthanol).
le MTBE (Méthyl Tertio Butyl Ether) et l'ETBE (Ethyl Tertio
Butyl Ether), lequel sert comme additif au supercarburant ,
toujours à un taux d’environ 5% suivant la réglementation.
- les combustibles obtenus à partir du méthane contenu dans le biogaz. Le
biogaz est ce qui résulte de la fermentation, hors de la présence d'oxygène (donc
hors de la présence de l'air, en pratique), de n'importe quel matériau organique :
déchets alimentaires, déchets de bois, paille, et bien sûr produits des cultures…
L’emploi de biocarburants n’est pas très rentable, que l’on parle de bioéthanol ou
de diester (notamment pour les engins de chantier) car la réglementation européenne
actuelle n’autorise leur usage que comme additif au carburant traditionnel à hauteur de
5%. Enfin, le taux d’incorporation des biocarburants dans les quantités d’essence et de
gazole mises en vente à des fins de transport est faible (de l’ordre de 1,0% en 2005) car
il faut adapter le moteur (pour le bioéthanol et le diester) et trouver des pompes
délivrant de tels carburants.
L’utilisation de biocarburants pour des engins de chantier serait bénéfique pour
l’environnement à condition d’augmenter les taux restrictifs et de développer les lieux de
délivrance des ces carburants verts.
L’énergie solaire semble être davantage adaptée à des chantiers. Que ce soit
sous forme de cellules photovoltaïques ou de capteurs thermiques, un tel système peut
être déplacé et/ou modifié : il est évolutif.
D’un point de vue pratique, il dispense d’utiliser le réseau EDF traditionnel suivant
les besoins. Cela évite également d’utiliser les ressources fossiles, ressources non
inépuisables, et d’éviter à plus faible échelle certaines pollutions (suivant la filière de
production électrique). L’énergie solaire semble être donc compatible avec un chantier de
bâtiment en l’utilisant comme ressource énergétique.
9
Julien MILHAU
GC5
OBJECTIFS
Il est nécessaire, pour débuter l’étude, de se préoccuper de la réglementation
actuelle concernant l’environnement dans le cadre du BTP. La HQE® (Haute Qualité
Environnementale) est davantage une démarche visant notamment à maîtriser les
impacts
sur
l’environnement
d’un
bâtiment.
Il
existe
différents
organismes
et
associations qui développent des projets environnementaux, comme le CSTB (Centre
Scientifique
et
Technique
du
Bâtiment)
et
l’association
HQE®
(Haute
Qualité
Environnementale).
Afin de dimensionner l’installation de panneaux solaires photovoltaïques, j’ai du
réalisé un bilan énergétique des outils de chantier et des installations du cantonnement
et analysé en détail le fonctionnement des cellules photovoltaïques pour voir les
avantages et inconvénients d’un tel système sur chantier.
Enfin,
j’ai
du
optimisé
les
hypothèses
de dimensionnement
pour rendre
techniquement réalisable cette installation et évalué les possibilité d’économie d’énergie.
10
Julien MILHAU
GC5
Les principales missions du pôle Energies Renouvelables du CSTB sont :
•
d'effectuer des recherches de base sur les différentes filières, comme les
panneaux solaires thermiques et photovoltaïques
•
d'apporter son assistance aux Pouvoirs Publics pour la mise en place des
politiques de maîtrise de l'énergie dans le cadre de la lutte contre l'effet de serre
•
de proposer son savoir-faire en consultance (étude, expertise), ainsi que sa
capacité d'évaluation des produits existants et innovants, à l'ensemble des acteurs
du secteur
Quant à l'association HQE®, elle a deux missions essentielles :
- créer, approfondir, et faire progresser la démarche HQE®, en fournissant aux
acteurs du bâtiment des référentiels et des méthodes opérationnelles
- accompagner le développement de la HQE®, en assurer la promotion et la
reconnaissance en particulier par la formation et la certification.
Intéressons nous donc à cette démarche HQE® afin d’entrevoir les appuis possibles pour
monter un tel projet.
11
Julien MILHAU
GC5
LA DEMARCHE HQE®
I.
I.1
Préliminaires
Lancée au début des années 1990, la démarche HQE® commence à être reconnue : la
Haute Qualité Environnementale est une démarche de management de projet visant à :
-
maîtriser les impacts sur l'environnement d'un bâtiment, et ce, sur tout le cycle de
vie, de la conception à la déconstruction, via la construction
-
créer un environnement intérieur sain et satisfaisant,
-
tout en assurant les qualités techniques, architecturales et urbanistiques de la
construction.
Pour cela, l'association HQE® a défini 14 cibles, dites cibles HQE®, qui identifient
l'ensemble des impacts du bâtiment sur les environnements intérieur et extérieur.
Ces cibles peuvent alors servir de guide, de ligne directrice dans la mise en place
de la démarche HQE®. Chaque cible se décompose en cibles élémentaires : on en
distingue actuellement 52.
12
Julien MILHAU
I.2
GC5
Les 14 cibles HQE®
Tableau 1 : les 14 cibles HQE®
13
Julien MILHAU
I.3
GC5
Le domaine D1
Le Domaine D1 correspond aux cibles de maîtrise des impacts sur l’environnement, et
est décomposé en 2 familles :
-
famille F1 : les cibles d’écoconstruction
-
famille F2 : les cibles d’écogestion
I.3.a
Les cibles d’écoconstruction
La première famille cible davantage l’aspect conception-réalisation du bâtiment HQE®.
La Cible N°1 prend en compte les avantages et les désavantages du contexte en
fonction de l’usage du bâtiment, des usagers et des riverains, vis à vis du climat, des
nuisances, des pollutions, etc…
Elle prend également en compte les aménagements de la parcelle pour créer un cadre de
vie agréable et pour réduire les impacts liés aux transports (organisations des voiries,
des stationnements, des espaces plantés…).
La Cible N°2 vise tout d’abord l’adaptabilité et la durabilité du bâtiment dans le
temps : prévision de durée de vie du bâtiment, évolutivité et convertibilité de celui-ci par
exemple…
De plus, elle prend en compte notamment les choix des procédés de construction et des
produits de construction afin de limiter les impacts environnementaux et sanitaires.
La Cible N°3 s’intéresse davantage à la réalisation du bâtiment HQE®, c’est-à-dire
à la phase chantier avec la prise en compte de la préparation technique du chantier afin
de limiter la production de déchets et d’optimiser leur gestion. Au niveau du suivi, elle
exige la gestion différenciée et la valorisation des déchets mais également la réduction
des nuisances et des pollutions générées par le chantier.
Elle vise également la maîtrise des ressources en eau et en énergie lors de la phase de
réalisation et lorsqu’il s’agit d’une déconstruction, la prise en compte des nuisances liées
à ces travaux.
14
Julien MILHAU
GC5
I.3.b
Les cibles d’écogestion
Dans le Domaine D1, il existe une seconde famille : les cibles d’écogestion. Cette famille
vise davantage à améliorer le fonctionnement à l’intérieur du bâtiment ainsi réalisé.
La Cible N°4 a pour but la réduction de la consommation d’énergie primaire non
renouvelable et la maîtrise des pollutions.
La Cible N°5 s’intéresse notamment à la gestion de l’eau dans le nouveau
bâtiment : les économies d’eau potable, la gestion des eaux pluviales à la parcelle et la
gestion des eaux usées.
La Cible N°6 prend en compte l’aspect de la gestion des déchets d’activité : de la
maîtrise de la production des déchets à l’optimisation du système de collecte interne en
passant par la maîtrise du tri des déchets.
Enfin, la Cible N°7 prend en considération la gestion de l’entretien et de la
maintenance : le gestionnaire peut mettre en place des équipements afin de maintenir
les performances prévues en phase d’exploitation.
I.4
Le domaine D2
Le Domaine D2 correspond aux cibles de création d’un environnement intérieur
satisfaisant, et est décomposé en 2 familles :
-
famille F3 : les cibles de confort
-
famille F4 : les cibles de santé
I.4.a
Les cibles de confort
La Cible N°8 a pour but l’amélioration du confort hygrothermique tout au long de
l’année.
La Cible N°9 prend en considération l’aspect acoustique du confort : de la
conception d’une architecture spatiale favorisant un bon confort acoustique à celle d’une
bonne isolation en passant par la protection des riverains vis à vis du bruit.
15
Julien MILHAU
GC5
La Cible N°10 vise le confort visuel des habitants du nouveau bâtiment : il faut
profiter de manière optimale de l’agrément de la lumière naturelle tout en disposant d’un
éclairage artificiel confortable.
Enfin, la Cible N°11 prend en compte le confort olfactif : réduction des sources
d’odeurs désagréables.
I.4.b
Les cibles de santé
La Cible N°12 a pour but d’améliorer la qualité sanitaire des espaces en ce qui
concerne les conditions d’hygiène spécifiques dans tous les locaux du bâtiment.
La Cible N°13 vise la qualité sanitaire de l’air : maîtriser les sources de pollution et
limiter les effets des polluants de l’air sur la santé.
Enfin, la Cible N°14 prend en considération la qualité sanitaire de l’eau : assurer le
maintien de la qualité de l’eau destinée à la consommation humaine dans les réseaux
internes du bâtiment et contrôler l’accès aux réseaux de distribution collective d’eau.
Les 14 cibles de la démarche HQE® ont été explicitées précédemment les unes
après les autres ; mon étude s’est orientée principalement dans le Domaine D1, plus
exactement sur la Cible N°3 : les chantiers à faibles nuisances.
En ce qui concerne cette cible, l’utilisation des énergies renouvelables, et
notamment les panneaux solaires, semble être logique dans le cas de la limitation des
pollutions générées par le chantier lors de la production d’électricité et dans le cas de la
maîtrise des énergies.
16
Julien MILHAU
II.
GC5
LES CHANTIERS A FAIBLES NUISANCES
On peut maîtriser les ressources en eau et en énergie sur le chantier en distinguant 2
sources d’utilisation de ces ressources :
-
le chantier
-
la base vie
II.1
Le chantier
II.1.a
Descriptif du chantier
Les besoins en électricité sont très variables d’un chantier à un autre, suivant la
nature des travaux effectués. Si le chantier est une réhabilitation ou la réalisation de
petits bâtiments neufs sans utilisation de grue, les besoins électriques sont assez faibles.
En revanche, l’intervention d’une grue nécessite davantage de puissance : en effet, la
puissance nécessaire pour l’utilisation d’une grue s’échelonne de 5 kVA pour une Grue à
Montage Rapide à 190 kVA pour une grue à tour.
Pour déterminer la puissance nécessaire à l’alimentation du chantier, il faut donc
faire un bilan de puissance de chaque outil susceptible d’être utilisé. Le petit outillage
consomme effectivement peu de l’ordre de 2,5 kVA par outil.
De plus, les travaux spécifiques de désamiantage demandent une puissance non
négligeable de l’ordre de 100 kVA. Le matériel pour ce type d’opération comprend des
déprimogènes de 5000 m3/h (groupe de filtration d’air) d’une puissance unitaire de 2,20
kW ce qui est assez faible. Le besoin pour 1000 m² de zone à traiter est de 13
déprimogènes, ce qui accroît la puissance totale. Il faut également des nettoyeurs à
haute pression d’environ 9 kW ainsi que des compresseurs industriels d’air lesquels
consomment 30 kW, toujours pour une surface à traiter de 1000 m² (ANNEXE).
On doit donc distinguer les chantiers suivant leur nature ce qui influence
grandement la puissance à fournir.
Afin de développer mon projet, j’ai réalisé une étude sur un chantier de
réhabilitation
d’un
Lycée
Professionnel
à
Toulouse.
Les
travaux
consistent
au
désamiantage (présence de fibres d’amiante) du flocage des coques de la toiture du
lycée, sur 8 000m².
17
Julien MILHAU
GC5
Pour cela, le chantier va se dérouler en cinq tranches distinctes, lesquelles
suivront le même planning sur trois années, à savoir :
-
travaux de désamiantage
-
travaux de gros-œuvre
-
travaux de menuiseries intérieures et extérieures
-
travaux de plâtrerie
-
travaux de plomberie
-
travaux d’électricité … etc
Les travaux ont commencé en Janvier 2006 et s’effectuent en site occupé, d’où
cette répartition des travaux sur trois ans. Les effectifs envisagés pour cette
réhabilitation sont fixés à dix personnes, en moyenne, sur toute la durée du chantier.
De plus, ce chantier ne requiert pas de grue, seul le petit outillage (mis à part les travaux
de désamiantage) est nécessaire pour le bon déroulement du chantier.
II.1.b
Besoins électriques du petit outillage
Afin de dimensionner le système de panneaux solaires, il faut prendre en compte la
période des travaux la plus défavorable, c'est-à-dire lorsqu’il y a le plus d’appareils qui
fonctionnent simultanément sur le chantier.
Pour le chantier type, il correspond à des travaux de dallage, d’enduits, d’étanchéité, de
pose de cloisons, d’électricité et de plomberie.
Les outils qui vont être utilisés pendant ces travaux sont par exemple :
-
scies circulaires
-
bétonnière
-
cintreuses
-
perceuses
-
visseuses
-
projeteur-gâcheur
L’énergie qui va être ainsi demandée représente environ 23 kWh/j soit 6100 kWh/an
(ANNEXE 1).
18
Julien MILHAU
II.2
GC5
La base vie
II.2.a
Descriptif de la base vie
Dans la base vie, les remarques précédentes concernant la puissance électrique
variant avec la nature du chantier se révèlent également être valables. Suivant les
travaux à effectuer, la quantité de personnel sera plus ou moins élevée dans la zone de
cantonnement.
Envisageons donc le cas du chantier type présenté précédemment. Il faut prendre
en compte la période où il y a le maximum de personnel, c'est-à-dire le cas le plus
défavorable. Cela correspond à 16 personnes sur le chantier, lesquelles vont disposer de
la base vie. On considère alors les éléments de cantonnement suivants pour un chantier
type : un bureau jumelé de chantier, un réfectoire, un vestiaire, un sanitaire, un
bungalow de rangement et un autre bureau simple.
II.2.b
Besoins électriques
Le bureau 1 est constitué de :
-
2 convecteurs de 1500W chacun
-
4 néons de 60W chacun
-
2 climatiseurs de 2000W chacun
-
1 téléphone fax 35 W
Le bureau 2 est, quant à lui, composé de :
-
1 convecteur 1500W
-
1 climatiseur de 2000W
-
1 réfrigérateur 60W
-
1 micro onde 1200W
-
Le réfectoire est aménagé avec :
-
1 convecteur 1500W
-
-
1 cafetière 800W
-
1 micro-onde 1200W
-
Le vestiaire est constitué de :
-
1 convecteur 1500W
-
19
Julien MILHAU
GC5
Le sanitaire est composé de :
-
1 convecteur 1000W
-
1 chauffe-eau 30L 1500W
-
1 néon 60W
Le container est aménagé avec :
-
1 bloc éclairage 60W
Les puissances s’entendent avec la veille des machines comme le téléphone fax.
Quant aux durées d’utilisation, ce sont des estimations moyennes réalisées sur une base
de 8H de travail quotidien avec la présence d’un conducteur de travaux au 1/3 de la
journée type et avec un temps de repas fixé à une heure. Les valeurs prises en compte
sont également estimées lors d’une utilisation « normale » de l’électricité, c’est-à-dire ni
installation particulière d’appareils dits à économie d’énergie ni démarche spécifique
d’économie énergétique.
L’estimation des besoins énergétiques a été réalisée en prenant en compte tous
les appareils susceptibles de fonctionner pendant une période donnée et en estimant la
durée d’utilisation de ceux-ci, à partir de mesures relevées directement sur le chantier.
Les besoins énergétiques ont été établis par saison pour simplifier les calculs (ANNEXES
2, 3, 4 et 5).
Enfin, les besoins électriques sont additionnés appareil par appareil, bungalow par
bungalow. Les besoins énergétiques totaux sur une année sont donc estimés à environ
40kWh/j soit 10 000 kWh/an avec un pic de dépense pour la saison hivernale (ANNEXE
6).
20
Julien MILHAU
II.3
GC5
Comparaison
Dans une journée, l’énergie consommée sur la base vie est donc fixée à 40 kWh/j.
Quant à l’énergie dissipée sur le chantier, cela représente une énergie d’environ
23kWh/j.
Les consommations électriques se répartissent de la manière suivante :
-
1/3 de la puissance électrique est consommée sur le chantier
-
2/3 de la puissance électrique est consommée sur la base vie
Cette considération est effective avec les hypothèses suivantes :
-
les différents corps d’état participant au chantier n’interviennent pas tous
simultanément, seule la période de travaux la plus défavorable est prise en
compte.
-
l’intervention d’une grue sur le chantier considéré n’est pas nécessaire : en
effet, la puissance nécessaire pour l’utilisation d’une grue s’échelonne de 5kVA
pour une Grue à Montage Rapide à 190 kVA pour une Grue à tour.
-
Les outils utilisés sur le chantier ne fonctionnent pas tous simultanément,
seule la période la plus défavorable est prise en considération.
-
les travaux réalisés sur le chantier considéré n’incluent pas des travaux de
désamiantage : la totalité des machines nécessaires pour réaliser des travaux
de désamiantage (déprimogènes, producteurs d’air, chauffage, traitement de
l’eau…) requièrent une puissance d’environ 100 kVA.
Nous connaissons donc les consommations électriques utiles sur un chantier type défini
précédemment. Il faut maintenant étudier le système de fourniture d’électricité par
cellules photovoltaïques pour voir la compatibilité des deux.
L’énergie solaire étant renouvelable et disponible en tout lieu, cela semble utile et
nécessaire d’en étudier tous les aspects, en sachant qu’en 7 mois, l’énergie solaire
captée sur la Métropole peut suffire à couvrir les besoins énergétiques en électricité
(424TWh/an en 2005) de la France… pendant un an !
21
Julien MILHAU
III.
GC5
LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE
Le rayonnement solaire peut être transformé en énergie électrique par le biais de
panneaux
photovoltaïques.
Cette
énergie
renouvelable
voit
ses
applications
se
développer à plusieurs niveaux en Europe : bâtiments tertiaires, sites isolés ou raccordés
au réseau, ou encore mobilier urbain, son utilisation est variée et flexible.
L'essor du solaire photovoltaïque
Dans le cadre de l’éco-organisation, c’est-à-dire lors de la phase de constitution
d’un dossier de préparation de chantier préconisant des méthodes respectueuses de
l’environnement, les énergies renouvelables peuvent être prises en compte pour faire
face à l’appauvrissement des ressources naturelles et améliorer le quotidien d’aujourd’hui
mais aussi de demain. Ainsi, pour réduire, à petite échelle, la probable pénurie en
ressource fossilifère, la technologie photovoltaïque se révèle être très intéressante.
Cette technologie est en plein développement et fait l'objet de recherches
importantes. Ces recherches portent en particulier sur les nombreuses applications que
peut
offrir
le
solaire
photovoltaïque
et
leur
commercialisation
future.
Les multiples avantages expliquent cet essor.
Cette technologie montre tout d'abord une flexibilité importante :
-
en terme d’utilisation : régions isolées, mobiliers urbains, façades
photovoltaïques
-
le caractère modulaire des panneaux permet également une adaptation facile
aussi bien aux dimensions du bâtiment qu’aux besoins énergétiques
L’utilisation de panneaux solaires photovoltaïques pour alimenter des bungalows
de chantier peut être alors envisagée car c’est une technologie simple :
-
à installer : un installateur assemble les cellules puis les incline et les fixe
selon les caractéristiques du site.
-
à utiliser : une fois le système connecté entre les cellules, les batteries et le
groupe électrogène, le système est autonome.
-
à entretenir : les modules ne se nettoient pas, seule la batterie est à changer
(tous les 3 ou 4 ans).
De plus, en matière d’environnement, le fonctionnement du photovoltaïque est
non polluant, silencieux et ne repose que sur la disponibilité de l'énergie solaire.
22
Julien MILHAU
GC5
Une technologie chère
Le prix du solaire photovoltaïque reste malheureusement le principal frein à son
développement. Les procédés de fabrication sont complexes, et seule une amélioration
des rendements de production assortie à un large développement permettrait une
réduction suffisante des coûts. Si l’usage de l’énergie solaire thermique se développe en
France et plus particulièrement en Midi-Pyrénées, la production d’électricité à partir
d’énergie solaire reste encore marginale (0,01% de l’énergie consommée en France en
2002).
Si le stockage de l'énergie électrique est indispensable, le coût des batteries va
augmenter considérablement le coût de maintenance du système photovoltaïque
(remplacement tous les 3 ou 4 ans des batteries), de l’ordre de 80€/kWh stocké.
23
Julien MILHAU
III.1
GC5
Principe de fonctionnement
III.1.a
Principe
Les cellules solaires photovoltaïques sont composées d'un matériau semiconducteur en silicium, capable de convertir directement la lumière en électricité, par un
effet appelé effet photovoltaïque. Cet effet repose sur les propriétés du rayonnement et
sur la réaction des semi-conducteurs à un tel rayonnement.
Une cellule photovoltaïque est principalement constituée de silicium dopé (semiconducteur : jonction P-N).
Lorsqu'une cellule est exposée au rayonnement électromagnétique solaire, les
photons de la lumière transmettent leur énergie aux atomes de la jonction. Cette énergie
permet aux atomes de libérer des électrons, générant ainsi des électrons (charges N) et
des trous (charges P).
Ces charges sont alors maintenues séparées par un champ électrique qui
constitue une "barrière de potentiel". Une fois les charges P et N isolées, il suffit de
fermer le circuit entre ces 2 zones (P et N) pour mettre en mouvement les électrons et
créer ainsi un courant électrique.
Figure 1 : Principe de l’effet photovoltaïque (source : BP SOLAR)
24
Julien MILHAU
GC5
Les essais en laboratoire permettent d'atteindre un rendement de cellule solaire
de 25% ; en fonctionnement réel, on atteint à l'heure actuelle un rendement maximum
de 17%, pour des cellules de bonne qualité. Un rayonnement solaire de 1000 W/m²
correspond à la puissance normalisée, puissance exprimée en kWc. Il existe 3
technologies de cellules :
au silicium monocristallin, c'est-à-dire parfaitement cristallisé. Elles
présentent le meilleur rendement (12 à 17%) mais sont les plus chères ;
au silicium polycristallin, cristallisé par parties. Leur rendement varie de
11 à 14%, leur prix est plus faible ;
au silicium amorphe, non cristallisé. Ces cellules sont meilleur marché, et
s'adaptent le mieux à différentes configurations (capteurs souples), le rendement
cependant est limité à 6-7%.
III.1.b
Systèmes photovoltaïques
Figure 2 : Disposition des modules photovoltaïques (source : GREEN AFFAIR)
La cellule, unité de base d’un système photovoltaïque, ne produit qu’une très faible
puissance électrique. Pour produire la puissance nécessaire à alimenter un chantier de
bâtiment, les cellules sont assemblées :
tout d’abord en série pour former un module, et ainsi atteindre la tension
d’utilisation du circuit – typiquement 12 Volts (les installations les plus courantes font
12V, 24V ou 48V). Les modules disponibles dans le commerce sont classiquement
composés de 24 à 36 cellules.
puis les modules sont assemblés en parallèle pour augmenter l’intensité du
courant et atteindre la puissance attendue.
25
Julien MILHAU
GC5
Ces modules forment un ou plusieurs panneaux, encore appelé le champ
photovoltaïque.
La puissance électrique transmise par les capteurs sera proportionnelle à la surface
installée.
Le
système
photovoltaïque
est
alors
l’ensemble
composé
du
champ
photovoltaïque, des câblages, régulateurs, onduleurs et des équipements de stockage ou
de consommation.
Figure 3 : Schéma d’un système photovoltaïque (source : GREEN AFFAIR)
La batterie est l’élément délicat du système, et elle doit être choisie avec
précaution. Son rôle essentiel est de stocker l’électricité produite par les capteurs
solaires, et de la restituer selon la demande. Elle assure la production des jours sans
soleil.
L’onduleur est un appareil électronique qui transforme le courant continu de la
batterie et des capteurs solaires, en courant alternatif, semblable à celui fourni par le
réseau. Il permet d’utiliser les appareils en 230V du commerce.
La puissance produite par une cellule de 0,5 m² est, en général, de 50 Wc (Wattcrête) voire 75 Wc pour la plus performante.
Les modules photovoltaïques ont une durée de vie de 20 à 30 ans. Ils sont
garantis par les fabricants et sont insérés dans un cadre étanche résistant aux
intempéries, intégrable à la plupart des architectures. Ils sont généralement mis en
toiture pour des questions de place, de sécurité et d’inclinaison.
Si le plein Sud reste la meilleure des orientations, une exposition Sud-Est ou SudOuest donnera quand même des résultats satisfaisants.
La meilleure inclinaison pour un usage à longueur d’année est celle de la latitude
de l’endroit où sont installés les capteurs (entre 30° et 45° suivant la période de
l’année).
26
Julien MILHAU
GC5
En plus de l’inclinaison, les masques – c’est-à-dire les perturbations du
rayonnement solaire – sont un facteur naturel qui modifie l’amplitude de l’énergie solaire
au niveau du panneau solaire. Ainsi, moins il y a de masques et plus l’énergie solaire
atteignant le panneau solaire sera importante.
III.2
Applications
Il se présente 2 cas de figures principaux :
le chantier se situe loin du réseau électrique : il se trouve en site isolé ;
le chantier est desservi par le réseau électrique, mais l’entreprise
souhaite produire de l’électricité à partir de ressources inépuisables : c’est la connexion
au réseau.
III.2.a
Site isolé
L’électrification en site isolé peut se faire de différentes manières : groupe électrogène,
turbine hydraulique, éoliennes ou modules photovoltaïques. La première solution est
certes peu onéreuse à l’investissement, mais les trois autres présentent l’avantage d’être
non polluantes lors de son fonctionnement, souples, fiables, et moins coûteuses au
fonctionnement.
L’extension d’un réseau électrique peut être chère voire impossible ; un système
photovoltaïque est alors une source intéressante d’électricité.
Cette solution nécessite l’utilisation de batteries pour stocker l’électricité.
Principe de fonctionnement d’un système isolé : le jour, les modules photovoltaïques
chargent les batteries et fournissent l’énergie ; la nuit, l’énergie est fournie par les
batteries.
Cette électricité doit être stockée dans des batteries d’accumulateurs, les besoins
en électricité ne correspondant pas aux heures d’ensoleillement ou nécessitant une
intensité régulière. La capacité de stockage est fonction du nombre de jours d’autonomie
nécessaire. Une source d’énergie d’appoint est généralement nécessaire (groupe
électrogène).
27
Julien MILHAU
GC5
III.2.b
Raccordement au réseau
Des modules photovoltaïques composés de cellules photovoltaïques génèrent un
courant continu quand ils reçoivent la lumière du soleil, un onduleur transformant ce
courant en alternatif. Celui-ci est ensuite consommé par le producteur ou injecté dans le
réseau, un double comptage permettant de mesurer les kWh consommés par le
producteur d’une part, et ceux injectés d’autre part.
Le principal avantage de telles réalisations est de produire de l’électricité à
l’endroit même de la demande, et ce sans problème de stockage : l’excès de production
est injecté dans le réseau, et en période de non production (la nuit), l’électricité est
prélevée sur le réseau. Le compteur tourne alors dans les deux sens, et un contrat doit
être passé avec EDF pour le rachat de l’énergie photovoltaïque injectée dans le réseau.
Ce contrat nécessite une période minimale de dix ans et une adresse postale fixe.
Le rachat par EDF de l’électricité produite par panneaux photovoltaïques sur chantier
provisoire est donc impossible. En revanche, la production solaire est envisageable mais
sans rachat par EDF. Il faut donc envisager seulement le cas d’un site isolé pour
l’installation de panneaux solaires photovoltaïques sur un chantier.
28
Julien MILHAU
III.3
GC5
Installation
III.3.a
Préliminaires
Une étude préalable est nécessaire pour déterminer la consommation quotidienne en
électricité sur le site (durée d’utilisation des équipements, puissances…).
Le dimensionnement de l’installation se fait en général à partir des cartes
indiquant l’énergie moyenne quotidienne (en kWh/m²) à la latitude du lieu et en fonction
de la surface disponible. Il en découle une puissance en kWc (kiloWatt-crête), celle-ci
étant la puissance fournie avec un ensoleillement ‘standard’ de 1 000 W/m² à 25°C. Il
faut ensuite tenir compte de l’inclinaison des modules, de la présence éventuelle de
masques, de la période et des performances techniques du matériel envisagé pour avoir
une estimation de la production annuelle de l’installation.
Un générateur photovoltaïque d’une puissance crête de 1 kWc produit environ
1000 kWh d’énergie électrique par an. On peut alors donner une première estimation de
production annuelle en fonction de la zone climatique, et en déduire la surface de
capteurs photovoltaïques à installer.
III.3.b
Données solaires
Pour la région Midi-Pyrénées, une durée moyenne d’ensoleillement de 2 000 heures par
an est prise en compte. Sur le plan horizontal, l’énergie solaire incidente est, en
moyenne, de 1 300 kWh/m².an.
Voici la carte du gisement solaire en France :
Figure 4 : Gisement solaire en France (source : ADEME)
29
Julien MILHAU
GC5
Le système proposé tient compte de la carte suivante qui est la quantité annuelle
d’énergie fournie par un système de panneaux solaires photovoltaïques :
Figure 5 : Carte des zones climatiques (source : CLIPSOL)
Quantité annuelle d’énergie fournie par un système photovoltaïque (en kWh par m² de
capteurs)
zone 1
zone 2
zone 3 + 4
95
100
120
Tableau 2 : Récapitulatif des quantités d’énergie
30
Julien MILHAU
III.4
GC5
Contraintes d’utilisation
Pour le chantier type constitué de 6 bungalows, les besoins en énergie électrique
ont été estimés à 16 000 kWh/an. Afin de répondre à cette consommation, le
dimensionnement des panneaux solaires photovoltaïques doit s’effectuer en tenant
compte de plusieurs paramètres :
-
le lieu géographique du chantier :
suivant ce lieu, il faut choisir la station météo la plus proche du chantier. De plus, il faut
connaître la latitude, laquelle indique la distance à l’équateur en valeurs angulaires. Elle
est utilisée pour déterminer, en fonction de la répartition des besoins, l’inclinaison
optimale des modules photovoltaïques.
-
l’emplacement des panneaux sur le chantier :
afin de minimiser l’emplacement des panneaux solaires sur le chantier, la solution la plus
simple est de placer le système directement sur la toiture des bungalows.
-
l'orientation et l'inclinaison des capteurs solaires :
en tenant compte de la course du soleil, des énergies incidentes et des conditions
météorologiques (nébulosité), on peut optimiser le système.
III.4.a
Orientation
Si on choisit l’hypothèse de fixer les panneaux solaires sur les bungalows de
chantier, alors il faut prendre en considération à la fois l’intégration paysagère des
bungalows sur le site pour répondre au mieux à la Cible N°3 de la HQE® et l’orientation
des panneaux solaires photovoltaïques. L’idéal est donc de placer les bungalows de telle
manière à ce que le système photovoltaïque soit orienté vers le Sud ou au mieux Sud-Est
ou Sud-Ouest (les pertes de performance sont inférieurs à 10% par rapport à
l’orientation plein Sud).
III.4.b
Inclinaison
Les panneaux doivent être au mieux inclinés de 30 à 45° par rapport à
l’horizontale suivant la saison pour capter le maximum d’énergie solaire et ainsi diminuer
la surface de panneaux solaires.
31
Julien MILHAU
GC5
Figure 6 : Influence de l'orientation et de l'inclinaison (source : CLIPSOL)
III.4.c
Emplacement disponible
Il faut choisir également un emplacement pour les capteurs qui ne soit pas trop
éloigné des batteries afin de minimiser la longueur des câbles (et donc le coût) et ainsi
d’éviter tout vandalisme. L’emplacement des panneaux et donc des bungalows doit être
pensé de telle manière à favoriser le moins d’obstacles risquant de produire des ombres
sur les capteurs. La conséquence de ces ombres est de réduire la productivité
énergétique du système, ce qui conduit souvent à augmenter la surface des capteurs et
donc le coût de l’ensemble.
32
Julien MILHAU
IV.
GC5
LA TECHNOLOGIE RELIEE AU CHANTIER
IV.1
Dimensionnement
IV.1.a
Données chantier
Le chantier explicité précédemment se situe dans la ville de Toulouse, en
Région Midi-Pyrénées. D’après le plan d’installation de la base vie, les bungalows de
chantier sont orientés au Sud-est, c’est à dire à 45° par rapport au rayonnement
optimum.
L’environnement du cantonnement ne compte ni arbre, ni hauts de bâtiments
susceptibles d’interférer dans le rayonnement solaire global.
IV.1.b
Données technologiques
Le système solaire photovoltaïque est dimensionné à partir de cellules au silicium
amorphe dont le rendement est fixé à 6%. L’inclinaison des cellules est fixée à 45°.
IV.1.c
Données solaires
D’après la carte du gisement solaire, le site de Toulouse est alimenté par une
énergie solaire comprise entre 1220 et 1350 kWh/m².an.
Avec les données précédentes, c'est-à-dire si l’inclinaison des panneaux solaires
est de 45°, s’ils sont orientés à 45° par rapport au Sud et s’il n’y a pas de masque,
l’énergie solaire que reçoit le système quotidiennement est de (données fournies par
Satel-Light, logiciel européen de donnés climatiques - ANNEXE 7) :
Mois
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Insolation modules
Wh/m².j
2 283,00
3 042,00
4 451,00
4 717,00
4 921,00
5 119,00
5 370,00
5 209,00
4 892,00
3 518,00
2 372,00
2 120,00
Tableau 3 : Insolation modules (inclinaison 45°, orientation 45°/Sud, pas de masque, toiture)
33
Julien MILHAU
GC5
IV.2
Analyse
IV.2.a
Tout le chantier
Tout d’abord, d’après le tableau récapitulatif des quantités d’énergie, une cellule
photovoltaïque au silicium amorphe de 1m² de surface peut fournir environ 100 kWh/an,
en région Midi-Pyrénées.
Pour le chantier considéré précédemment, il faudrait un système photovoltaïque
de plus de 250m², ce qui est impensable déjà d’un point de vue encombrement sur le
chantier.
Il faut donc réétudier la démarche envisagée, en connaissant ces données techniques. Il
n’est donc pas possible d’envisager de fournir en électricité le chantier type en totalité.
IV.2.b
La base vie
Considérons donc l’ensemble de la base vie, avec ces 6 bungalows. Ceux-ci sont orientés
au Sud-Est et inclinés à 45° par rapport au plan horizontal.
On prend en compte la totalité des appareils électriques considérés ci avant. Le
dimensionnement des cellules photovoltaïques peut alors s’effectuer avec un champ
photovoltaïque de 180m². Ce champ est constitué de modules de 50 Wc, lesquels
fournissent une puissance crête totale de 19 kWc.
La puissance attendue générée par un tel système est d’environ 13 000 kWh/an.
Production
annuelle
modules
kWh/an
12 714,96
Production
Taux
annuelle couverture
groupe
solaire
kWh/an
%
1 255,50
91,01
Production
annuelle
perdue
kWh/an
3 076,89
Tableau 4 : Résultats généraux 180m²
D’après l’ANNEXE 8, la production annuelle est plus faible pendant 3 mois que la
consommation estimée en énergie électrique. Pendant ces périodes, le système a besoin
d’avoir recours à un groupe électrogène pour palier à ce manque d’insolation sur les
panneaux. Le taux de couverture solaire est d’environ 91%, ce qui est un frein au souhait
d’une totale indépendance énergétique.
En revanche, dans l’ANNEXE 9, on remarque que les besoins cumulés sont
supérieurs à la production cumulée seulement pendant 5 mois. Il faut alors absolument
charger les batteries lors de l’installation pour faire face à ce manque d’énergie. Tous les
résultats sont regroupés dans l’ANNEXE 10.
Cette
installation
est
donc
techniquement
possible,
mais
les
aspects
d’encombrement et de fort taux de couverture par le groupe électrogène provoquent une
rentabilité du système à très long terme.
34
Julien MILHAU
GC5
Il faut alors envisager le cas où seul un bungalow est alimenté par l’énergie
solaire en supprimant les convecteurs et les climatiseurs, appareils très consommateurs
en énergie électrique. En effet, il semble peu cohérent de transformer l’énergie solaire en
énergie électrique puis de convertir cette énergie en énergie thermique.
IV.2.c
Un seul bungalow
Besoins électriques
Prenons en considération l’alimentation par panneaux solaires photovoltaïques d’un seul
bungalow, lequel serait susceptible de rassembler trois bungalows en un :
-
1 réfectoire
-
1 vestiaire
-
1 sanitaire
La pièce servant de réfectoire serait composé de :
-
-
1 cafetière 800W
-
1 micro onde 1200W
-
De plus, le vestiaire comprendrait :
-
1 néon 60W
Enfin, le sanitaire serait constitué de :
-
Le bilan de puissance résulte en une estimation d’énergie consommée de 3kWh/j en
moyenne sur une année (ANNEXES 11, 12, 13 et 14). Cela représente un besoin
d’environ 800kWh/an.
Résultats théoriques
Au vu de la superficie qu’il existe en toiture d’un bungalow (environ 15m²), il faut
considérer un système de 12m² en toiture. Celui-ci conduit aux résultats généraux
suivants :
Production
annuelle
modules
kWh/an
941,95
Production
annuelle
groupe
kWh/an
101,59
Taux
couverture
solaire
%
90,26
Production
annuelle
perdue
kWh/an
110,84
Tableau 5 : Résultats généraux 12m²
35
Julien MILHAU
GC5
On remarque que les cellules photovoltaïques ne prennent pas totalement en
compte les besoins nécessaires au bon fonctionnement du bungalow, d’un point de vue
énergétique. En effet, le taux de couverture solaire dépasse légèrement la barre des
90%, ce qui oblige à disposer d’un petit groupe électrogène.
Si on regarde plus précisément ces résultats (ANNEXES 15, 16 et 17), la
production est plus faible sur une année pendant un peu plus de 4 mois, lors de la saison
hivernale principalement. De plus, il faut absolument charger les batteries avant de
mettre en service le système pour palier au manque d’insolation des modules au mois de
Janvier.
IV.3
Investissement
En première approximation, on chiffre le kilo-Watt-crête (ce qui correspond à
environ 10m²) à 7 500 € pour une installation en site isolé hors réseau.
Ce coût comprend prix des modules, onduleur, compteur, câbles, accessoires et main
d’œuvre. Il va dépendre en fonction de la technologie choisie, ainsi que des choix
d’intégration.
En site isolé hors réseau, l’utilisation de batteries est nécessaire afin de stocker de
l’électricité issue du solaire et d’obtenir une énergie suffisante pour alimenter les
bungalows de chantier sur toute une année. Mais les batteries ont une durée de vie
limitée (3 à 4 ans) et leur coût de remplacement représente une part importante des
frais de maintenance ; elles contiennent du plomb et de l’acide ; leur recyclage en fin de
vie est donc indispensable.
Pour le dimensionnement, on obtient un prix de fourniture et d’installation des
cellules photovoltaïques de :
Besoins par an
Production des PV
Puissance crête
Surface de panneaux
Prix de l’installation
782,76
941,95
1 260,00
12,00
9 450,00
kWh/an
kWh/an
Wc
m²
€
Tableau 6 : Tableau récapitulatif des données pour un bungalow
36
Julien MILHAU
GC5
Comme on peut le voir sur le graphique suivant, le coût des modules ne cesse de
diminuer parallèlement à la croissance de la production mondiale :
P rod uction m o nd iale
(M W c/an)
C oû t des m od ules (€/W c)
800
7
700
6
P ro d u ctio n m o n d ia le
C o û t m o d u le s
600
5
500
4
400
3
300
2
200
20
06
05
20
03
04
20
20
20
02
01
20
00
99
19
20
98
19
97
95
96
19
19
19
94
19
92
19
19
19
19
89
19
19
93
0
91
0
90
1
88
100
A nn é e
Figure 7 : Prix des modules – Production annuelle
Comme l’énergie photovoltaïque est une énergie propre et renouvelable, il existe
des
dispositifs
d’aides
spécifiques
pour
photovoltaïques.
37
l’installation
de
panneaux
solaires
Julien MILHAU
IV.4
GC5
Aides financières
IV.4.a
Financements directs
L’ADEME apporte son soutien financier en partenariat avec le Conseil Régional MidiPyrénées (dans le cadre du PRELUDDE : Programme REgional de LUtte contre l’effet de
serre et pour le Développement DurablE), les collectivités locales et EDF.
Cette aide est octroyée sous réserve du maintien des procédures d’aide adoptées par le
Conseil d’Administration de l’ADEME et le Conseil Régional Midi-Pyrénées et sous réserve
des disponibilités financières.
L’Europe verse également une aide financière au projet d’installer des panneaux
solaires photovoltaïques.
En site isolé, l’ADEME peut donner des subventions à hauteur de 20% du coût de
l’installation tandis que les collectivités locales peuvent subventionner cet équipement de
0 à 30% suivant les modalités propres à chaque collectivité.
Enfin, la commission européenne peut compléter ces aides à hauteur de 25%.
IV.4.b
Financements indirects
Il existe également des financements indirects, à savoir des crédits d’impôts à hauteur
de
50%
du
montant
du
matériel
pour
l’entreprise
propriétaire
du
système
photovoltaïque.
IV.4.c
Rentabilité
L’installation d’un système photovoltaïque constitué de 12m² de cellules (avec
subventions) est économiquement rentable ; en effet, avec environ 65% d’aides venant
des différents organismes, le coût d’une telle installation revient à :
Organisme
ADEME
Collectivités
locales
Europe
Aides financières
%
20,00
Coût
€
1 890,00
20,00
25,00
1 890,00
2 362,50
65,00
6 142,50
TOTAL
Tableau 7 : Tableau des subventions
Prix de l’installation
Subventions
Coût final
9 450,00
6 142,50
3 307,50
€
€
€
Tableau 8 : Coût de l’installation
38
Julien MILHAU
GC5
Quant au bungalow, son coût est aux alentours de 8 000€. Il faut donc pour
l’entreprise qui souhaite posséder un tel bungalow avec panneaux solaires débourser de
l’ordre de 11 500€ HT.
Si on considère un tel cantonnement relié au réseau EDF, il faut tout d’abord
compter les frais de mise en service d’une ligne électrique, de l’abonnement et des
consommations. Cela revient à environ, pour le Tarif Bleu :
Installation électrique
Abonnement EDF
Nombre de mois
Consommation EDF
TOTAL
500,00
100,00
12,00
70,45
1 770,45
€
€/mois
unité
€
€
Tableau 9 : Facture EDF
Cette installation est donc rentable au bout de 28 mois environ, comme l’indique
l’ANNEXE 18.
IV.5
Inconvénients
Il existe en effet des inconvénients à l’installation de panneaux solaires
photovoltaïques sur un toit de bungalow, tels les risques liés au vol, à la manutention et
à la fragilité du système.
IV.5.a
Vol
Un tel dispositif implanté au centre d’un chantier peut attirer les curieux et le
risque de vol n’est pas négligeable au vu du prix des cellules photovoltaïques. De plus,
comme les chantiers sont souvent isolés, les risques sont multipliés surtout le week-end
lorsque le chantier est à l’arrêt.
IV.5.b
Manutention
Pour obtenir un rendement maximal des panneaux solaires photovoltaïques, il faut
incliner les modules soit à 45° soit à 30° suivant la saison. Pour cela, on doit installer le
système sur un plan qui puisse s’incliner à sa guise suivant la période de l’année. De
plus, lors du transfert du bungalow d’un chantier à un autre, il faut placer les modules à
l’horizontale de telle manière à ne pas endommager le système.
IV.5.c
Fragilité
Il faut enfin veiller à ne pas entreposer des outils par exemple sur le toit où se
trouvent les modules afin de ne pas briser le système.
39
Julien MILHAU
IV.6
GC5
Avantages…
IV.6.a
… d’un point de vue environnemental
D’une part, à petite échelle, un tel système de panneaux solaires photovoltaïques
permet de limiter l’utilisation de l’énergie fossilifère.
D’autre part, une idée préconçue est que les énergies renouvelables sont des
énergies propres : c’est une idée fausse. En effet, pour produire 1kWh d’électricité, les
émissions de CO2 sont variables suivant les types d’énergies utilisées :
Emissions de CO2
en g/kWh (analyse du
cycle de vie)
charbon
nucléaire
hydraulique
biomasse bois
photovoltaïque
éolien
900
6
4
1500
100
10
Tableau 10 : Emissions de CO2 par filière
IV.6.b
… d’un point de vue politique de l’entreprise
La mise en place d’un système de panneaux solaires photovoltaïques rentre tout à
fait dans la politique fixée par le groupe VINCI : un des chantiers à mener dans le cadre
du développement durable se situe dans une démarche environnementale comme
l’utilisation raisonnée des ressources.
De même, SOGEA CONSTRUCTION crée des indicateurs pour visualiser concrètement
cette politique sur le terrain comme l’utilisation d’un indicateur pour voir l’évolution de la
réduction de la consommation d’énergie.
40
Julien MILHAU
V.
GC5
L’OPTIMISATION DU BUNGALOW
V.1
Fiche technique
V.1.a
Caractéristiques techniques
Si on considère le bungalow précédent qui sert à la fois de réfectoire, vestiaire et
sanitaire, il est constitué d’un seul bloc lequel est séparé en 3 pièces distinctes.
Il est constitué d’une structure en profilés d’acier soudés, composé d’un cadre toiture,
d’un cadre plancher et de 4 pièces d’angle.
Les éléments de plancher ainsi que les éléments de la toiture sont formés de
longerons et traverses, respectant une surcharge de 250 kg/m². Le plancher est réalisé
avec un CTBH de 22mm d’épaisseur (panneaux de particules définis selon la norme NF
EN 309).
Quant à l’isolation thermique, elle est réalisée grâce une nappe de laine de verre de
45mm d’épaisseur, pour le plancher et pour la toiture.
En ce qui concerne la composition des parois extérieures, elle est réalisée
traditionnellement par des panneaux « sandwich » à trois composants :
-
parement extérieur : tôle prélaquée micro nervurée
-
isolant : 40mm de mousse de polyuréthane
-
parement intérieur : tôle prélaquée micro nervurée
Les 3 fenêtres sont constituées d’un châssis et d’un vitrage : les châssis sont supposés
coulissants en aluminium blanc laqué équipé de barreaudage et le vitrage est un simple
vitrage.
La porte est composée d’un panneau opaque métallique.
V.1.b
Plan du bungalow
Le plan du bungalow se trouve en ANNEXE, avec ces différentes cotations.
41
Julien MILHAU
V.2
GC5
Etude des pertes d’énergie
V.2.a
Pertes électriques
Afin de prendre le pas de la démarche HQE®, notamment la Cible N°3, on doit
envisager tout d’abord une démarche que l’on pourrait qualifier de citoyenne, c’est-à-dire
une démarche visant à limiter les gaspillages énergétiques sur la base vie. Pour cela, il
faut lister les actions ou tâches qui sont susceptibles d’être très consommatrices en
énergie.
Ces gaspillages s’entendent au niveau de l’éclairage, du chauffage et du
rafraîchissement des bungalows notamment.
V.2.b
Pertes thermiques
Parois opaques
Le bungalow, dont nous étudions les pertes surfaciques, est constitué de six faces,
lesquelles sont susceptibles de laisser passer le flux thermique, à plus ou moins grande
échelle suivant l’isolation des différentes parois.
Il existe donc des échanges de chaleur entre deux ambiances, séparées par une
paroi. Le phénomène de l’échange de chaleur entre ces deux ambiances, c’est à dire
entre le milieu intérieur et le milieu extérieur de températures Ti et Te différentes,
s’effectue de la façon suivante : la chaleur issue du milieu intérieur est transmise à la
paroi par rayonnement et convection.
A l’intérieur de la paroi, les échanges s’effectuent par conduction. Pour cela, il faut
calculer la résistance thermique Ru qui est le rapport de l’épaisseur e du matériau à sa
conductivité λ :
Ru =
e
en m².K/W
λ
Les faces internes et externes de la paroi opposent ainsi au passage du flux de
chaleur des résistances dites résistances superficielles. Il s’agit de l’inverse des
coefficients d’échanges superficiels et qui ont pour expression :
R si =
1
1
et R se =
en m².K/W
hi
he
Les valeurs de Rsi et Rse dépendent du sens du flux thermique vertical ou
horizontal et sont données conventionnellement dans les règles Th-U.
42
Julien MILHAU
GC5
Tableau 11 : Valeurs par défaut des résistances superficielles (source : RT2000)
Dans le cas d’une paroi composée de plusieurs plaques parallèles de matériaux
différents, les résistances thermiques s’ajoutent pour s’opposer au passage du flux de
chaleur :
R=
1
e 1
+∑ +
en m².K/W
hi
λ he
Figure 8 : Echanges de chaleur à travers la paroi (source : KNAUF)
43
Julien MILHAU
GC5
Plus la résistance thermique d’une paroi est grande et plus la paroi est isolante.
Le coefficient de transmission surfacique U exprime la quantité de chaleur traversant une
paroi séparant deux ambiances dont l’écart de température est de 1K, par m² de paroi :
1
1
=
1
e 1
R
+∑ +
hi
λ he
U=
en W/m².K
Avec les diverses valeurs des coefficients de conductivité thermique, on peut en
déduire la valeur du coefficient de transmission surfacique U pour chaque paroi, comme
l’indique le tableau suivant :
Désignation
Epaisseur
mm
Conductivité
thermique λ
W/m.K
Résistance
thermique R
m².K/W
0,80
40,00
0,80
50,000
0,030
50,000
0,000
1,333
0,000
0,170
Déperdition
surfacique U
W/m².K
Mur sandwich
- tôle prélaquée micro nervurée
- mousse polyuréthane
- ri + re
0,67
Toiture
- bac acier galvanisé
- laine de verre avec pare vapeur
- bac tôle perforée
6,30
45,00
6,30
50,000
0,040
50,000
- ri + re
0,000
1,125
0,000
0,140
0,79
Plancher
- tôle galvanisée
- CTBH
0,80
45,00
22,00
50,000
0,040
0,13
- ri + re
0,000
1,125
0,169
0,210
0,66
Tableau 12 : Coefficients de transmission surfacique
Plus le coefficient U est faible, plus la paroi est performante.
44
Julien MILHAU
GC5
Parois vitrées
D’autres pertes thermiques existent, notamment à travers les parois vitrées, telles
les fenêtres ou portes-fenêtres.
Le coefficient de transmission thermique Uw de la fenêtre ou de la porte-fenêtre
peut être calculé selon la formule suivante :
Uw =
où
U g .A g + U f .A f + ψ g .l g
Ag + Af
en W/m².K
Ag est la plus petite des aires visibles du vitrage
Af est la plus grande aire projetée de la menuiserie prise sans recouvrement
lg est la plus grande somme des périmètres visibles du vitrage
Ug est le coefficient surfacique en partie centrale du vitrage
Uf est le coefficient thermique moyen de la menuiserie
Ψg est le coefficient linéique dû à l’effet thermique combiné de l’intercalaire
du vitrage et du profilé
Il faut tout d’abord prendre en considération le vitrage isolant, lequel est pris en
compte par l’intermédiaire du coefficient de transmission thermique Ug, donné par la
formule suivante :
Ug =
1
e
R se + ∑ + R si
λ
en W/m².K
dans le cas du simple vitrage
Les valeurs de Rse et Rsi, résistances superficielles extérieure et intérieure,
dépendent de l’inclinaison de la paroi, lesquelles sont données par la RT 2000 :
Tableau 13 : Résistances superficielles (source : RT2000)
Ug =
1
= 5,8 W/m².K
0,003
0,04 +
+ 0,13
1
45
Julien MILHAU
GC5
Ensuite, il faut considérer la menuiserie : la conductivité thermique de la
menuiserie est exprimé dans le tableau suivant :
Tableau 14 : Coefficient Uf de la menuiserie (source : THERMEXCEL)
Le coefficient surfacique moyen de la menuiserie Uf est donc :
U f = 7,5 W/m².K
Le coefficient linéique Ψg est approximé à une valeur nulle pour des raisons de
commodité.
Le coefficient de transmission thermique de la paroi vitrée est de :
5,8 × 950 × 1150 + 7,5 × (1000 × 50 + 1150 × 50 )
950 × 1150 + (1000 × 50 + 1150 × 50 )
U w = 5,95
Uw =
Enfin, il faut prendre en compte le coefficient Uw des portes courantes, en
l’occurrence, d’après le tableau ci-dessous :
Tableau 15 : Coefficient Uw des portes courantes (source : RT2000)
46
Julien MILHAU
GC5
Pour une porte simple métallique et opaque, le coefficient Uw est :
U w = 5,8 W/m².K
Finalement, les coefficients de déperditions U pour les parois opaques et vitrées
sont (en W/m².K) :
Désignation
Parois opaques
Panneaux sandwichs
Toiture
Plancher bas
Porte
Parois vitrées
Fenêtres nues
Coefficient de
déperdition U
0,67
0,79
0,66
5,80
5,95
Tableau 16 : Récapitulatif des différentes valeurs de U
La détermination des caractéristiques thermiques des parois de construction,
correspondant aux conditions moyennes de température et de résistances superficielles a
été réalisée donc suivant les règles Th-U. Ces caractéristiques doivent être comparées à
la réglementation actuelle.
V.3
Réglementation actuelle
V.3.a
Réglementation thermique
La Réglementation Thermique (RT2000) actuelle s’applique aux bâtiments neufs
résidentiels et tertiaires (à l’exception de ceux dont la température normale d’utilisation
est inférieure ou égale à 12°C, des piscines, des patinoires, des bâtiments d’élevage ainsi
que des bâtiments chauffés ou climatisés en raison de leur processus de conservation ou
de fabrication) dont le permis de construire a été déposé depuis le 1er Juin 2001 (J.O. du
30/11/2000).
Cette réglementation :
-
traduit l’évolution des différentes réglementations thermiques passées
-
applique les accords de Kyoto visant à réduire les gaz à effet de serre
-
prend en compte les méthodes de calculs harmonisées entre les différents
états membres de la CEE
La RT2000 s’applique également aux bâtiments de type modulaire (modules
préfabriqués sans emprise au sol), et bâtiments provisoires préfabriqués sur la base des
modules préfabriqués (ANNEXE).
47
Julien MILHAU
GC5
Le respect de la réglementation passe donc par la vérification des performances
maximales « gardes fou ».
En ce qui concerne les pertes surfaciques, les coefficients de transmission surfacique U
maximaux sont :
Tableau 17 : Gardes fou des pertes surfaciques (source : RT2000)
De même, pour les pertes linéiques, la RT2000 fixe des gardes fou, lesquels sont
inscrits dans le tableau suivant :
Tableau 18 : Gardes fou des pertes linéiques (source : RT2000)
V.4
Solutions
V.4.a
Pertes électriques
Si les bungalows ne sont plus utilisés, alors il faut que les lumières, radiateurs et
climatiseurs soient éteints. C’est un geste de bon sens mais qui est très peu respecté sur
les bases vie des chantiers.
Des solutions techniques peuvent être mises en place tels des détecteurs de
présence pour allumer ou éteindre l’éclairage. Il est possible de remplacer les ampoules
traditionnelles à incandescence par des ampoules fluocompactes ou fluorescentes,
48
Julien MILHAU
GC5
lesquelles garantissent une réduction de la consommation de 3 à 5 fois et une durée de
vie de 6 à 10 fois plus longue que des ampoules traditionnelles. Pour le chauffage, des
programmateurs peuvent être installés afin d’avoir des pièces à température ambiante
lorsque les compagnons se changent et se restaurent le midi.
Des solutions méthodologiques peuvent se révéler efficaces tel qu’un affichage
systématique des consignes d’économie d’énergie, en plus des consignes de sécurité.
Si on respecte cette démarche économique en énergie électrique, on peut
atteindre des consommations très intéressantes. On peut ainsi réduire la consommation
sur le site de la base vie d’un tiers environ (ANNEXES 19, 20, 21 et 22).
V.4.b
Pertes thermiques
Si on compare les valeurs calculées aux valeurs des garde fous fournies par la RT2000,
on remarque que le bungalow n’est pas conforme à la réglementation actuelle :
Coefficient de
déperdition U
Désignation
Parois opaques
0,67
Panneaux sandwichs
0,79
Toiture
0,66
Plancher bas
5,80
Porte
Parois vitrées
5,95
Fenêtres nues
Garde fous
0,47
0,47
0,36
2,90
2,90
Tableau 19 : Comparatif des valeurs de U (W/m².K)
Parois opaques
Tout d’abord, pour les panneaux sandwichs, une augmentation de l’épaisseur de
l’isolant, en l’occurrence de la mousse polyuréthane pour les parois sandwichs et de la
laine de verre pour les planchers haut et bas, permet de diminuer le coefficient U de telle
manière à être en dessous de la valeur du garde fous.
49
Julien MILHAU
GC5
Désignation
Epaisseur
mm
Conductivité
thermique λ
W/m.K
Résistance
thermique R
m².K/W
0,80
60,00
0,80
50,000
0,030
50,000
0,000
2,000
0,000
0,170
Déperdition
surfacique U
W/m².K
Mur sandwich
- mousse polyuréthane
- ri + re
0,46
Toiture
6,30
80,00
6,30
- bac acier galvanisé
- bac tôle perforée
50,000
0,040
50,000
- ri + re
0,000
2,000
0,000
0,140
0,47
Plancher
0,80
90,00
22,00
- tôle galvanisée
- CTBH
50,000
0,038
0,130
- ri + re
0,000
2,368
0,169
0,210
0,36
Tableau 20 : Coefficients de transmission surfacique optimisés
En ce qui concerne la porte, en optant pour une porte en panneaux sandwich isolante, on
rétablit le coefficient de déperdition à Uw=1,5 W/m².K.
Parois vitrées
Il faut remplacer le vitrage simple du bungalow par un vitrage double mais
également la menuiserie métallique doit être substituée par une menuiserie en PVC pour
diminuer les échanges de chaleur.
On applique l’expression pour déterminer Uw. Pour cela, il faut calculer tout
d’abord le coefficient de transmission thermique Ug avec l’expression suivante :
Ug =
1
Rse + ∑
e
λ
en W/m².K dans le cas du double vitrage
+ Rs ,k + Rsi
où Rs,k est la résistance thermique de la lame d’air ou de gaz
Rs ,k =
1
hr + h g
en m².K/W
50
Julien MILHAU
GC5
Le détail des formules est précisé en ANNEXE ; les résultats se trouvent dans le tableau
ci-après :
hr
Gr
Pr
Nu
Hg
Rsk
Ug
Uw
10°
Air
3,69650381
10424,0499
0,71117308
1,03436192
1,6136046
0,18832007
2,73
2,71
Tableau 21 : Récapitulatif des résultats du calcul de Uw (en W/m².K)
Finalement, avec ces modifications techniques, les garde fous de la RT2000 sont bien
respectés :
Coefficient de
Désignation
déperdition U optimisé Garde fous
Parois opaques
0,46
0,47
Panneaux sandwichs
0,47
0,47
Toiture
0,36
0,36
Plancher bas
1,50
2,90
Porte
Parois vitrées
2,71
2,90
Fenêtres nues
Tableau 22 : Résultats finaux (W/m².K)
Analyse
Pour 1K de différence entre les milieux intérieur et extérieur, dans les conditions
d’un bungalow traditionnel, les déperditions sont supérieures à 80W. En revanche, dans
le cas de figure du bungalow optimisé, elles sont estimées avec un tiers en moins, c'està-dire légèrement inférieures à 60W (ANNEXE 23).
Cette volonté d’isoler au mieux le module permet de diminuer les pertes
thermiques par les parois vitrées et opaques, et les liaisons du bâtiment, d’environ 30%.
51
Julien MILHAU
V.5
GC5
Optimisation des PV
V.5.a
Inclinaison/orientation
Afin d’utiliser au mieux l’énergie solaire, il faut donc orienter premièrement puis
incliner secondement les cellules photovoltaïques de manière optimale.
Les données optimales pour l’orientation sont concentrées vers le Sud. En ce qui
concerne l’inclinaison, elle peut être faible afin de privilégier la production d’été et demisaison. Elle doit être comprise entre 20 et 40°, avec un optimum de 30°.
Figure 9 : Rayonnement zénithal
L’insolation des cellules dans ces conditions optimales est donnée dans le tableau
suivant (données fournies par Satel-Light – ANNEXE 24) :
Mois
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Insolation modules
Wh/m².j
2 508,00
3 282,00
4 860,00
5 167,00
5 422,00
5 660,00
5 953,00
5 701,00
5 377,00
3 845,00
2 545,00
2 330,00
Tableau 23 : Insolation modules (inclinaison 30°, orientation Sud, pas de masque, toiture)
V.5.b
Choix du type de cellules
L’étude précédente a été réalisée avec des cellules amorphes, de rendement 6%. Afin
d’optimiser le système, on utilise des cellules au silicium monocristallin qui ont un
rendement supérieur, de l’ordre de 17%. Ce type de cellules peut générer une puissance
crête de 200Wc par module (PV SANYO HIT, dimensions : 1319*894*35mm, soit
1,18m²), soit 170Wc/m² (environ 10.50€/Wc installé).
52
Julien MILHAU
GC5
V.6
Résultats
En prenant en compte toutes les remarques précédentes (inclinaison/orientation
optimales, type de cellules, économie d’énergie…), le bungalow peut être alimenté par un
système photovoltaïque de 7m², lequel conduit aux résultats principaux suivants :
Production
annuelle
modules
kWh/an
986,86
Production
annuelle
groupe
kWh/an
0,00
Taux
couverture
solaire
%
100,00
Production
annuelle
perdue
kWh/an
921,37
Tableau 24 : Résultats généraux : 7m² dans les conditions optimales
On remarque que ce système procure un taux de couverture solaire maximum, ce qui est
intéressant d’un point de vue indépendance énergétique du bungalow (ANNEXES 25 et
26).
Besoins par an
Production des PV
Puissance crête
Surface de panneaux
Prix de l'installation
547,14
986,86
1 190,00
7,08
12 495,00
kWh/an
kWh/an
Wc
m²
€
Tableau 25 : Tableau récapitulatif des données pour un bungalow
D’un point de vue superficie d’encombrement, les 7m² de modules photovoltaïque
conviennent à la toiture du bungalow.
Subventions
Coût final
12 495,00
8 121,75
4 373,25
€
€
€
Tableau 26 : Coût de l’installation
Enfin, d’un point de vue économique, le coût final de l’installation atteint environ
4 400€ HT, subventions déduites, ce qui correspond à une plus value de 30% par rapport
au silicium amorphe.
De plus, les coûts supplémentaires engendrés par les modifications concernant
l’isolation et l’éclairage du bungalow sont accrus d’environ 20%.
Finalement, l’installation en globalité génère une plus value de 25% pour l’achat
d’un bungalow neuf équipé d’un système de panneaux solaires photovoltaïques.
53
Julien MILHAU
GC5
CONCLUSION
Depuis le Protocole de Kyoto, le concept du Développement Durable est
véritablement ancré dans la société civile, dans les entreprises, notamment par
l’intermédiaire de la démarche HQE®, laquelle ne cesse de se développer par la mise à
jour des référentiels HQE®.
Aujourd’hui, l’ensemble des acteurs économiques est sensibilisé à la nécessité
de conserver l’intégrité des écosystèmes. Ainsi, de plus en plus de maîtres d’ouvrages
souhaitent entamer une démarche HQE®, et par la même occasion, entraînent
naturellement les entreprises à développer des actions en faveur de l’environnement.
La technologie photovoltaïque n’est vraiment performante que si on se place dans
l’optique
d’alimenter
seulement
un
bungalow
de
chantier,
à
l’heure
actuelle.
Parallèlement, il faut engager toute une série de mesures, à savoir la mise en place
d’appareils économes en énergie par exemple… Elle doit s’accompagner également d’une
prise de conscience générale, à tous les échelons. Enfin, il est utile et nécessaire
d’optimiser les hypothèses de dimensionnement.
Il est vrai que de mettre en place une telle démarche sur le terrain n’est pas si simple :
-
du fait de la non rentabilité à court terme (problème quotidien d’une entreprise
privée), les investisseurs peuvent être hésitants :
Subventions
Coût final
-
12 495,00
8 121,75
4 373,25
€
€
€
il faut que tous les acteurs du chantier prennent conscience et suivent la
démarche : si une entreprise souhaite l’entreprendre, les autres corps d’état
doivent s’y attacher.
La
nécessité
de
poursuivre
chaque
jour
davantage
la
réflexion
sur
le
développement durable concerne tous les acteurs de la vie publique ou de la sphère
privée à l’échelle mondiale ou locale. Cette prise de conscience doit initier de nouveaux
comportements collectif et individuel.
54
Julien MILHAU
GC5
Ainsi, dès juin 2004, la Banque mondial a décidé d’augmenter de 20 % par an en
moyenne, pendant les 5 prochaines années ses financements en faveur des énergies
renouvelables et notamment le solaire photovoltaïque, pour encourager les initiatives
dans ce domaine.
De plus, le Premier Ministre français s’est engagé le 15 Mai dernier, pour « une
stratégie de relance massive des investissements énergétiques dans notre pays » suite
au niveau record atteint par le prix du baril de pétrole :
-
le développement des biocarburants pour porter leur incorporation à hauteur
de 10% d’ici 2015, soit deux fois plus que les objectifs européens
-
l’électricité produite par le photovoltaïque sera rachetée par EDF à un tarif
deux fois plus élevé que celui pratiqué actuellement tout en conservant les
aides financières provenant de l’Etat
D’un point de vue technologique, le stockage dans les batteries est le point faible
du photovoltaïque : les acteurs de la R&D souhaitent prolonger la durée de vie des
batteries de telle manière à égaler celles des modules. Cet objectif serait atteignable d’ici
2010.
De même, fin 2005, mené dans le cadre de l’IRDEP (Institut de R&D sur l’Energie
Photovoltaïque), le projet CISEL vise à développer une technologie de
modules
photovoltaïques pour un coût/performance à 1€ par Watt crête. Pour abaisser le coût, la
mission de l’IRDEP consiste à trouver un équilibre compétitif entre les recherches sur
l’augmentation du rendement
et la baisse du coût de fabrication, de telle manière à
obtenir un système photovoltaïque sans subvention.
Le groupe Total Energie a pris la mesure de la très forte croissance du marché de
l’énergie et a envisagé la construction dans le Grand Toulouse, d’une usine de fabrication
de système solaire photovoltaïque. Cette décision a des répercutions économiques locales
non négligeables puisqu’elle entraîne la création de 70 emplois.
Pendant les 20 semaines passées au sein de l’entreprise BOURDARIOS, j’ai pu
tenté de mettre en place l’utilisation d’une énergie renouvelable sur un chantier de
Bâtiment. Ce projet s’inscrit parfaitement dans la protection de l’environnement, et plus
généralement dans le Développement Durable, tel qu’il a été défini en 1987, dans le
rapport de la Commission Mondiale de l’Environnement et du Développement.
55
Julien MILHAU
GC5
REMERCIEMENTS
Je souhaite remercier Mme MOUHOUBI, Maître de Conférences, à l’INSA de
Strasbourg, pour m’avoir suivi tout au long de ce Projet de Fin d’Etudes et guidé dans ce
travail personnel.
Je remercie également M. BOURGEOIS, Directeur Qualité à SOGEA SUD-OUEST,
qui m’a conseillé et orienté dans mes démarches de recherche environnementale.
Je remercie enfin :
-
M. SANCHIS, Directeur d’Exploitation Bâtiment Bordeaux, de m’avoir fait
confiance en me proposant ce Projet de Fin d’Etudes.
-
MM. PLANCHON,
Responsable Travaux du service et LE DEM, Ingénieur
Travaux, avec lesquels je collaborais sur le chantier.
Pour terminer, je tiens à exprimer ma reconnaissance envers toutes les autres
personnes de l’entreprise pour la disponibilité dont elles ont fait preuve, à mon égard,
lors de ce Projet de Fin d’Etudes.
56
Julien MILHAU
GC5
BIBLIOGRAPHIE
Documentations :
Les Chantiers du Développement Durable, Christian CAYE, 26 Novembre 2003
Référentiel HQE, Association HQE, 15 Novembre 2001
Bâtiment et démarche HQE, ADEME, Avril 2004
Catalogue outillage Loxam, 2006
Réglementation Thermique 2000 (révisé 2004)
Règles Th-U
Site Internet :
www.tecsol.fr
www.ademe.fr
www.hespul.org
www.greenaffair.com
www.clipsol.fr
www.thermexcel.com
www.logement.gouv.fr
www.efisol.fr
www.rt2000.net
57
Julien MILHAU
GC5
RECAPITULATIF DES TABLEAUX
TABLEAU 1 : Les 14 cibles HQE
TABLEAU 2 : Récapitulatif des quantités d’énergie
TABLEAU 3 : Insolation modules (inclinaison 45°, orientation 45°/Sud…)
TABLEAU 4 : Résultats généraux 180m²
TABLEAU 5 : Résultats généraux 12m²
TABLEAU 6 : Tableau récapitulatif des données pour un bungalow
TABLEAU 7 : Tableau des subventions
TABLEAU 8 : Coût de l’installation
TABLEAU 9 : Facture EDF
TABLEAU 10 : Emissions de CO2 par filière
TABLEAU 11 : Valeurs par défaut des résistances superficielles
TABLEAU 12 : Coefficients de transmission surfacique
TABLEAU 13 : Résistances superficielles
TABLEAU 14 : Coefficient Uf de la menuiserie
TABLEAU 15 : Coefficient Uw des portes courantes
TABLEAU 16 : Récapitulatif des différentes valeurs de U
TABLEAU 17 : Gardes fou des pertes surfaciques
TABLEAU 18 : Gardes fou des pertes linéiques
TABLEAU 19 : Comparatif des valeurs de U (W/m².K)
TABLEAU 20 : Coefficients de transmission surfacique optimisés
TABLEAU 20 : Résultats généraux : 7m² dans les conditions optimales
TABLEAU 21 : Récapitulatif des résultats du calcul de Uw (en W/m².K)
TABLEAU 22 : Résultats finaux (W/m².K)
TABLEAU 23 : Insolation modules (inclinaison 30°, orientation Sud…)
TABLEAU 24 : Résultats généraux : 7m² dans les conditions optimales
TABLEAU 25 : Tableau récapitulatif des données pour un bungalow
TABLEAU 26 : Coût de l’installation
58
Julien MILHAU
GC5
RECAPITULATIF DES FIGURES
FIGURE 1 : Principe de l’effet photovoltaïque
FIGURE 2 : Disposition des modules photovoltaïques
FIGURE 3 : Schéma d’un système photovoltaïque
FIGURE 4 : Gisement solaire en France
FIGURE 5 : Carte des zones climatiques
FIGURE 6 : Influence de l'orientation et de l'inclinaison
FIGURE 7 : Prix des modules – Production annuelle
FIGURE 8 : Echanges de chaleur à travers la paroi
FIGURE 9 : Rayonnement zénithal
59
Julien MILHAU
GC5
ANNEXES
ANNEXE 1 : Tableau des puissances de divers outils de chantier
ANNEXE 2 : Estimation consommation hiver (base vie)
ANNEXE 3 : Estimation consommation printemps (base vie)
ANNEXE 4 : Estimation consommation été (base vie)
ANNEXE 5 : Estimation consommation automne (base vie)
ANNEXE 6 : Besoins mensuels
ANNEXE 7 : Insolation modules
ANNEXE 8 : Production/consommation 180m²
ANNEXE 9 : Consommation/production cumulées 180m²
ANNEXE 10 : Résultats généraux 180m²
ANNEXE 11 : Estimation consommation hiver (1 bungalow)
ANNEXE 12 : Estimation consommation printemps (1 bungalow)
ANNEXE 13 : Estimation consommation été (1 bungalow)
ANNEXE 14 : Estimation consommation automne (1 bungalow)
ANNEXE 17 : Consommation/production cumulées 12m²
ANNEXE 18 : Rentabilité 12m²
ANNEXE 19 : Estimation consommation hiver (1 bungalow avec économie)
ANNEXE 20 : Estimation consommation printemps (1 bungalow avec économie)
ANNEXE 21 : Estimation consommation été (1 bungalow avec économie)
ANNEXE 22 : Estimation consommation automne (1 bungalow avec économie)
ANNEXE 23 : Récapitulatif des résultats pour le calcul des déperditions
ANNEXE 24 : Insolation modules (optimisation)
ANNEXE 27 : Rentabilité 7m²
60
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 1
Tableau des puissances de divers outils de chantier
Tâches
Outils
Durée
Consommation
d’utilisation
quotidienne
h
kWh/j
Consommation
hebdomadaire
kWh/sem.
Quantité
Unité
Puissance
W
Marteau-piqueur
Brise béton
Bande transporteuse
1,00
1,00
1,00
1 400,00
2 500,00
370,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Projecteur
Ballon éclairant autogonflant
Projecteur halogène
Tour d’éclairage
1,00
1,00
1,00
1,00
17 000,00
2 000,00
1 500,00
6 000,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Traitement du béton
Scie circulaire
Bétonnière
Malaxeur transporteur de chape
Aiguille vibrante
Ponceuse
Raboteuse fraiseuse
Nettoyeur haute pression
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1 700,00
2 000,00
2 200,00
1 000,00
2 200,00
2 200,00
2 200,00
1 700,00
8 000,00
0,00
500,00
0,00
0,00
0,00
8 500,00
40 000,00
0,00
2 500,00
0,00
0,00
0,00
Elévation de personnes
Table élévatrice
1,00
0,00
0,00
Manutention
Treuil sur potence
Treuil de terrasse
Grue de terrasse
Monte matériaux
1,00
1,00
1,00
1,00
1 000,00
2 500,00
750,00
2 200,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
2 300,00
1 700,00
1 100,00
2 000,00
1 500,00
750,00
2 200,00
1 050,00
1 300,00
350,00
1 650,00
0,00
1 700,00
0,00
2 000,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
8 500,00
0,00
10 000,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Démolition
Projection
1,00
4,00
0,50
Sciage
Tronçonneuse
Scie circulaire
Scie sabre
Meuleuse angulaire
Rainureuse
Scie de carrelage
Scie de maçon
Scie égoïne
Défonceuse
Scie sauteuse
Scie à onglets
61
1,00
1,00
Julien MILHAU
GC5
Perforation
Marteau perforateur burineur
Foreuse portable
Foreuse sur bâti
Perceuse
Visseuse
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1 000,00
2 000,00
3 000,00
1 150,00
430,00
Visseuse à bande
1,00
Plomberie Génie climatique
Cintreuse
Filière électrique
Déboucheur
Pompe de détartrage
Gèle tube
Pompe eaux chargées
Pompe immergée
Pompe à fuel
Traitement des sols et murs
Générateur électrique
Déshumidificateur
Ventilateur escargot
Décolleuse de revêtement
Pulvérisateur électrique
Rabot mural
Rabot à béton
Surfaceuse de sol
Brûle-peinture
Malaxeur
Ponceuse portative
Ponceuse de sol
Ponceuse murs et plafonds
Ponceuse bordureuse
Ponceuse de parquets
Pistolet haute pression
Projeteuse d’enduits décoratifs
Gâcheur-projeteur
Aspirateur à eau
Aspirateur poussière
Autolaveuse
Cireuse
0,50
1,00
2,00
500,00
0,00
0,00
1 150,00
860,00
2 500,00
0,00
0,00
5 750,00
4 300,00
500,00
1,00
500,00
2 500,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1 010,00
1 050,00
400,00
150,00
325,00
1 500,00
850,00
600,00
1,00
1,00
1 010,00
1 050,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
5 050,00
5 250,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
12 000,00
1 500,00
750,00
2 000,00
350,00
1 200,00
3 000,00
2 200,00
3 000,00
1 800,00
2 000,00
2 200,00
400,00
1 700,00
1 500,00
1 500,00
2 200,00
2 200,00
2 300,00
1 600,00
1 500,00
600,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1 800,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
2 200,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
9 000,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
11 000,00
0,00
0,00
0,00
0,00
22,97
114,85
Fixation
1,00
1,00
TOTAL
62
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 2
Base vie
Consommation hiver
BUNGALOWS Quantité Puissance totale
Unité
W
BUREAU
Convecteur
2,00
1 500,00
Eclairage
4,00
60,00
Climatiseur
2,00
2 000,00
Téléphone fax
1,00
35,00
Durée d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
4,00
4,00
0,00
0,50
12 000,00
960,00
0,00
17,50
REFECTOIRE
Convecteur
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1 500,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
4,00
2,00
0,20
1,00
8,00
6 000,00
240,00
160,00
1 200,00
480,00
VESTIAIRE
Convecteur
Eclairage
1,00
2,00
1 500,00
60,00
4,00
2,00
6 000,00
240,00
RANGEMENT
Eclairage
1,00
60,00
1,00
60,00
BUREAU 2
Convecteur
Climatiseur
Réfrigérateur
Micro onde
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1 500,00
2 000,00
60,00
1 200,00
60,00
4,00
0,00
8,00
1,00
4,00
6 000,00
0,00
480,00
1 200,00
480,00
SANITAIRE
Convecteur
Chauffe-eau
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1 000,00
1 500,00
60,00
4,00
8,00
2,00
4 000,00
12 000,00
120,00
TOTAL
51 637,50
63
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 3
Base vie
Consommation printemps
Unité
W
BUREAU
Convecteur
2,00
1 500,00
Eclairage
4,00
60,00
Climatiseur
2,00
2 000,00
Téléphone fax
1,00
35,00
h
Consommation
Wh/j
2,00
3,00
0,00
0,50
6 000,00
720,00
0,00
17,50
REFECTOIRE
Convecteur
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1 500,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
2,00
0,20
1,00
9,00
3 000,00
240,00
160,00
1 200,00
540,00
VESTIAIRE
Convecteur
Eclairage
1,00
2,00
1 500,00
60,00
2,00
2,00
3 000,00
240,00
RANGEMENT
Eclairage
1,00
60,00
1,00
60,00
BUREAU 2
Convecteur
Climatiseur
Réfrigérateur
Micro onde
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1 500,00
2 000,00
60,00
1 200,00
60,00
2,00
0,00
9,00
1,00
3,00
3 000,00
0,00
540,00
1 200,00
360,00
SANITAIRE
Convecteur
Chauffe-eau
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1 000,00
1 500,00
60,00
2,00
8,00
2,00
2 000,00
12 000,00
120,00
TOTAL
34 397,50
64
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 4
Base vie
Consommation été
Unité
W
BUREAU 1
Convecteur
2,00
1 500,00
Eclairage
4,00
60,00
Climatiseur
2,00
2 000,00
Téléphone fax
1,00
35,00
h
Consommation
Wh/j
0,00
2,00
3,00
0,50
0,00
480,00
12 000,00
17,50
REFECTOIRE
Convecteur
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1 500,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
0,00
2,00
0,20
1,00
10,00
0,00
240,00
160,00
1 200,00
600,00
VESTIAIRE
Convecteur
Eclairage
1,00
2,00
1 500,00
60,00
0,00
2,00
0,00
240,00
RANGEMENT
Eclairage
1,00
60,00
1,00
60,00
BUREAU 2
Convecteur
Climatiseur
Réfrigérateur
Micro onde
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1 500,00
2 000,00
60,00
1 200,00
60,00
0,00
3,00
10,00
1,00
2,00
0,00
6 000,00
600,00
1 200,00
240,00
SANITAIRE
Convecteur
Chauffe-eau
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1 000,00
1 500,00
60,00
0,00
7,00
2,00
0,00
10 500,00
120,00
TOTAL
33 657,50
65
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 5
Base vie
Consommation automne
BUNGALOWS Quantité
Unité
BUREAU
Convecteur
2,00
Eclairage
4,00
Climatiseur
2,00
Téléphone fax
1,00
Puissance totale
W
Durée d’utilisation Consommation
h
Wh/j
1 500,00
60,00
2 000,00
35,00
2,00
3,00
0,00
0,50
6 000,00
720,00
0,00
17,50
REFECTOIRE
Convecteur
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1 500,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
2,00
0,20
1,00
9,00
3 000,00
240,00
160,00
1 200,00
540,00
VESTIAIRE
Convecteur
Eclairage
1,00
2,00
1 500,00
60,00
2,00
2,00
3 000,00
240,00
RANGEMENT
Eclairage
1,00
60,00
1,00
60,00
BUREAU 2
Convecteur
Climatiseur
Réfrigérateur
Micro onde
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1 500,00
2 000,00
60,00
1 200,00
60,00
2,00
0,00
9,00
1,00
3,00
3 000,00
0,00
540,00
1 200,00
360,00
SANITAIRE
Convecteur
Chauffe-eau
Eclairage
1,00
1,00
1,00
1 000,00
1 500,00
60,00
2,00
8,00
2,00
2 000,00
12 000,00
120,00
TOTAL
34 397,50
66
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 6
Besoins mensuels
Sur une année complète, voici les besoins générés par les bungalows de chantier dans le
cas précédent explicité :
MOIS
BESOINS
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
51,64
51,64
51,64
34,40
34,40
34,40
33,66
33,66
33,66
34,40
34,40
34,40
Graphiquement, on obtient :
BESOINS
Besoins (kWh/j)
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Janvier
Mars
Mai
Juillet
Mois
67
Septembre
Novembre
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 7
Insolation modules
68
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 8
Production/consommation 180m²
Pour un système photovoltaïque de 180m² de surface, voici le graphe comparatif de la
production solaire par rapport à la consommation estimée précédemment :
Production / Consommation
1 600,00
1 400,00
1 200,00
Conso
800,00
Production
600,00
400,00
200,00
Mois
69
e
e
N
ov
em
br
D
éc
em
br
ct
ob
re
O
Se
pt
em
br
e
Ao
ût
Ju
il le
t
Ju
in
M
ai
il
Av
r
M
ar
s
Fé
vr
ie
r
0,00
Ja
nv
ie
r
kWh/mois
1 000,00
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 9
Consommation/production cumulées 180m²
Pour un système photovoltaïque de 180m² de surface, voici le graphe comparatif de la
production solaire par rapport à la consommation estimée précédemment :
Consommation / Production
45 000,00
40 000,00
30 000,00
25 000,00
Consommation cumulée kWh
Production cumulée kWh
20 000,00
15 000,00
10 000,00
5 000,00
0,00
ja
nv
m 06
ar
s0
m 6
ai
-0
6
ju
ils e 06
pt
-0
no 6
v0
ja 6
nv
m 07
ar
s0
m 7
ai
-0
7
ju
ils e 07
pt
-0
no 7
v0
ja 7
nv
m 08
ar
s0
m 8
ai
-0
8
ju
ils e 08
pt
-0
no 8
v08
35 000,00
Mois
70
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 10
Résultats généraux 180m²
180m² TOULOUSE Sans Masque Orientation/Sud : 45° Inclinaison : 45°
Nbre de
jours
Mois
Insolation Potentiel
Potentiel Production Production
Besoin
Production
modules théorique Besoins perdu
solaire
solaire
estimé/mois
groupe
Taux couv.
Groupe
Wh/j.m²
kWh/j
kWh/j
kWh/j
kWh/j
kWh/mois
kWh/mois
kWh/mois
%
31
Janvier
2 283,00
24,66
51,64
0,00
24,66
764,35
1 136,03
524,55
46,17
28
Février
3 042,00
32,85
51,64
0,00
32,85
919,90
1 136,03
400,10
35,22
31
Mars
4 451,00
48,07
51,64
0,00
48,07
1 490,19
1 136,03
0,00
0,00
30
Avril
4 717,00
50,94
34,40
13,24
37,71
1 131,20
756,75
0,00
0,00
31
Mai
4 921,00
53,15
34,40
15,00
38,15
1 182,57
756,75
0,00
0,00
30
Juin
5 119,00
55,29
34,40
16,71
38,58
1 157,25
756,75
0,00
0,00
31
Juillet
5 370,00
58,00
33,66
19,47
38,53
1 194,28
740,47
0,00
0,00
31
Août
5 209,00
56,26
33,66
18,08
38,18
1 183,50
740,47
0,00
0,00
30
Septembre
4 892,00
52,83
33,66
15,34
37,49
1 124,78
740,47
0,00
0,00
31
Octobre
3 518,00
37,99
34,40
2,88
35,12
1 088,62
756,75
0,00
0,00
30
Novembre
2 372,00
25,62
34,40
0,00
25,62
768,53
756,75
141,92
18,75
31
Décembre
2 120,00
22,90
34,40
0,00
22,90
709,78
756,75
188,92
24,97
71
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 11
1 bungalow
Consommation hiver
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
4,00
0,20
1,00
8,00
720,00
160,00
1 200,00
480,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
60,00
3,00
180,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
60,00
2,00
360,00
TOTAL
3 100,00
BUNGALOWS
72
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 12
1 bungalow
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
3,00
0,20
1,00
9,00
540,00
160,00
1 200,00
540,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
60,00
3,00
180,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
60,00
2,00
360,00
TOTAL
2 980,00
BUNGALOWS
73
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 13
1 bungalow
Consommation été
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
0,20
1,00
10,00
360,00
160,00
1 200,00
600,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
60,00
2,00
120,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
60,00
2,00
360,00
TOTAL
2 800,00
BUNGALOWS
74
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 14
1 bungalow
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
60,00
800,00
1 200,00
60,00
3,00
0,20
1,00
9,00
540,00
160,00
1 200,00
540,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
60,00
3,00
180,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
60,00
2,00
360,00
TOTAL
2 980,00
BUNGALOWS
75
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 15
Nbre de
jours
Mois
Insolation
modules
Potentiel
théorique
Besoins
Potentiel Production
perdu
solaire
Production
solaire
Besoin
Production
estimé/mois
groupe
Taux couv.
Groupe
Wh/j.m²
kWh/j
kWh/j
kWh/j
kWh/j
kWh/mois
kWh/mois
kWh/mois
%
31
Janvier
2 283,00
1,64
3,10
0,00
1,64
50,96
68,20
27,43
40,23
28
Février
3 042,00
2,19
3,10
0,00
2,19
61,33
68,20
19,14
28,06
31
Mars
4 451,00
3,20
3,10
0,08
3,12
96,75
68,20
0,00
0,00
30
Avril
4 717,00
3,40
2,98
0,33
3,06
91,90
65,56
0,00
0,00
31
Mai
4 921,00
3,54
2,98
0,45
3,09
95,87
65,56
0,00
0,00
30
Juin
5 119,00
3,69
2,98
0,56
3,12
93,63
65,56
0,00
0,00
31
Juillet
5 370,00
3,87
2,80
0,85
3,01
93,41
61,60
0,00
0,00
31
Août
5 209,00
3,75
2,80
0,76
2,99
92,69
61,60
0,00
0,00
30
Septembre
4 892,00
3,52
2,80
0,58
2,94
88,33
61,60
0,00
0,00
31
Octobre
3 518,00
2,53
2,98
0,00
2,53
78,52
65,56
2,74
4,18
30
Novembre
2 372,00
1,71
2,98
0,00
1,71
51,24
65,56
24,57
37,48
31
Décembre
2 120,00
1,53
2,98
0,00
1,53
47,32
65,56
27,71
42,26
76
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 16
Production / Consommation
120,00
100,00
Conso
60,00
Production
40,00
20,00
Mois
77
e
e
éc
em
br
D
ov
em
br
N
ct
ob
re
O
Se
pt
em
br
e
Ao
ût
Ju
il le
t
Ju
in
M
ai
il
Av
r
M
ar
s
Fé
vr
ie
r
0,00
Ja
nv
ie
r
kWh/mois
80,00
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 17
Consommation/production cumulées 12m²
3 000,00
2 000,00
Consommation cumulée kWh
1 500,00
Production cumulée kWh
1 000,00
500,00
0,00
ja
nv
m 06
ar
s06
m
ai
-0
6
ju
il0
se 6
pt
-0
no 6
v0
ja 6
nv
m 07
ar
s0
m 7
ai
-0
7
ju
ils e 07
pt
-0
no 7
v0
ja 7
nv
m 08
ar
s08
m
ai
-0
8
ju
il0
se 8
pt
-0
no 8
v08
2 500,00
Mois
78
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 18
Rentabilité 12m²
Rentabilité
4 500,00
4 000,00
3 500,00
2 500,00
2 000,00
1 500,00
Coût EDF
1 000,00
Coût installation
500,00
0,00
ja
nv
-0
6
m
ar
s06
m
ai
-0
6
ju
il0
se 6
pt
-0
6
no
v06
ja
nv
-0
7
m
ar
s07
m
ai
-0
7
ju
il0
se 7
pt
-0
7
no
v07
ja
nv
-0
8
m
ar
s08
m
ai
-0
8
ju
il0
se 8
pt
-0
8
no
v08
Coût (€)
3 000,00
Mois
79
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 19
1 bungalow avec économie d’énergie
Consommation hiver
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
15,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
0,20
1,00
8,00
90,00
160,00
1 200,00
480,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
15,00
1,00
15,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
15,00
1,00
45,00
TOTAL
1 990,00
BUNGALOWS
80
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 20
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
15,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
0,20
1,00
9,00
90,00
160,00
1 200,00
540,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
15,00
1,00
15,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
15,00
1,00
45,00
TOTAL
2 050,00
BUNGALOWS
81
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 21
Consommation été
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
15,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
0,20
1,00
10,00
90,00
160,00
1 200,00
600,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
15,00
1,00
15,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
15,00
1,00
45,00
TOTAL
2 110,00
BUNGALOWS
82
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 22
Quantité
Unité
Puissance
totale
W
Durée
d’utilisation
h
Consommation
Wh/j
REFECTOIRE
Eclairage
Cafetière
Micro onde
Réfrigérateur
3,00
1,00
1,00
1,00
15,00
800,00
1 200,00
60,00
2,00
0,20
1,00
9,00
90,00
160,00
1 200,00
540,00
VESTIAIRE
Eclairage
1,00
15,00
1,00
15,00
SANITAIRE
Eclairage
3,00
15,00
1,00
45,00
TOTAL
2 050,00
BUNGALOWS
83
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 23
Récapitulatif des résultats pour le calcul des déperditions
Bungalow traditionnel
DESIGNATION
Unités
PAROIS
Mur extérieur Sud
Mur extérieur Nord
Mur extérieur Est
Mur extérieur Ouest
Porte
Fenêtre Nord
Fenêtre Est
Toiture
Plancher
Surface A ou
Linéaire L
m, m²
Delta
W/m².K
U
W/m².K
13,52
13,52
4,51
4,51
1,84
1,20
1,20
11,52
11,52
0,36
0,42
0,36
0,61
0,00
0,00
0,00
0,26
0,26
0,67
0,67
0,67
0,67
5,80
5,95
5,95
0,79
0,66
Up
W/m².K
1,03
1,09
1,03
1,28
5,80
5,95
5,95
1,05
0,92
TOTAL
Bungalow optimisé
Hd
W
U
W/m².K
Up
W/m².K
Hd
W
13,92
14,72
4,64
5,75
10,65
7,14
7,14
12,08
8,41
0,46
0,46
0,46
0,46
1,50
2,71
2,71
0,47
0,36
0,82
0,88
0,82
1,07
1,50
2,71
2,71
0,73
0,62
11,08
11,88
3,69
4,80
2,75
3,25
3,25
8,40
8,41
84,45
57,52
LIAISONS
Plancher bas/murs Sud
Plancher bas/murs Nord
Plancher bas/murs Est
Plancher bas/murs Ouest
Toiture terrasse/murs Est
Toiture terrasse/murs Ouest
Toiture terrasse/murs Sud
Toiture terrasse/murs Nord
5,88
5,88
1,96
1,96
1,96
1,96
5,88
5,88
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
TOTAL
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
1,23
1,23
0,41
0,41
0,41
0,41
1,23
1,23
6,59
84
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
1,23
1,23
0,41
0,41
0,41
0,41
1,23
1,23
6,59
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 24
Insolation modules (optimisation)
85
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 25
Nbre de
jours
31
28
31
30
31
30
31
31
30
31
30
31
Insolation Potentiel
Potentiel Production
modules théorique Besoins perdu
solaire
Wh/j.m²
kWh/j
kWh/j
kWh/j
kWh/j
Janvier
2 508,00
2,98
2,05
0,75
2,24
Février
3 282,00
3,91
2,05
1,48
2,42
Mars
4 860,00
5,78
2,05
2,99
2,80
Avril
5 167,00
6,15
2,07
3,27
2,88
Mai
5 422,00
6,45
2,07
3,51
2,94
Juin
5 660,00
6,74
2,07
3,74
3,00
Juillet
5 953,00
7,08
2,11
3,98
3,10
Août
5 701,00
6,78
2,11
3,74
3,04
Septembre 5 377,00
6,40
2,11
3,43
2,97
Octobre
3 845,00
4,58
2,07
2,01
2,57
Novembre 2 545,00
3,03
2,07
0,77
2,26
Décembre 2 330,00
2,77
2,07
0,57
2,21
Mois
86
Production
Besoin
Production
solaire
estimé/mois
groupe
kWh/mois
kWh/mois
kWh/mois
69,34
45,10
0,00
67,79
45,10
0,00
86,70
45,10
0,00
86,45
45,43
0,00
91,22
45,43
0,00
89,97
45,43
0,00
96,25
46,42
0,00
94,39
46,42
0,00
89,03
46,42
0,00
79,58
45,43
0,00
67,73
45,43
0,00
68,40
45,43
0,00
Taux couv.
groupe
%
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 26
Production / Consom m ation
120,00
100,00
Conso
60,00
Production
40,00
20,00
Mois
87
e
e
éc
em
br
D
ov
em
br
N
ct
ob
re
O
Se
pt
em
br
e
Ao
ût
Ju
il le
t
Ju
in
M
ai
il
Av
r
M
ar
s
Fé
vr
ie
r
0,00
Ja
nv
ie
r
kWh/mois
80,00
Julien MILHAU
GC5
ANNEXE 27
Rentabilité 7m²
Rentabilité
2 500,00
2 000,00
Coût (€)
1 500,00
1 000,00
Coût EDF
500,00
Coût installation
ja
nv
-0
6
fé
vr
-0
m 6
ar
s06
av
r-0
6
m
ai
-0
6
ju
in
-0
6
ju
il0
ao 6
ût
-0
se 6
pt
-0
6
oc
t-0
6
no
v06
dé
c06
ja
nv
-0
7
fé
vr
-0
m 7
ar
s07
av
r-0
7
m
ai
-0
7
0,00
Mois
88

Julien MILHAU - Bienvenue sur Catalogue des mémoires de projets

Transcription

Documents pareils

SVGW G10001 Erdgas Eigenschaften 2014 f

Precious Mother chez Gas bijoux - Maison Méditerranéenne des

1000240034 - GAS VALVE.ai

TAille hAie à essence 22 po / 22

Olivier Julien

Stagiaire au Groupe Accueil et Solidarité

T1/2 Cours Julien (13005)

CREER UN BON DE LIVRAISON A PARTIR D`UN

Chef de chantier - Bouygues Bâtiment Sud-Est