Blog Immobilier

Le secteur du bâtiment est le plus gros consommateur d’énergie national : il représente 70 millions de tonnes équivalent pétrole, soit 43 % de l’énergie finale totale consommée en France. Cette consommation d’énergie est à l’origine de l’émission de 120 millions de tonnes de CO2, soit 25 % des émissions nationales (source : ADEME).

Le récent Grenelle de l’Environnement et la prise de conscience générale de la nécessité d’un développement durable sont à l’origine de modifications profondes dans le secteur du bâtiment. L’ensemble des intervenants, qu’il s’agisse des constructeurs ou des exploitants, doit changer de paradigme et concentrer ses efforts sur la réduction drastique des consommations énergétiques des bâtiments. Cette réduction s’obtient par l’application des principes d’architecture bioclimatique pour réduire les besoins, la mise en œuvre de systèmes techniques innovants et efficaces et, enfin, par le recours aux énergies renouvelables.

Or, pour attester les performances énergétiques des bâtiments construits, le recours aux simulations de consommations énergétiques des bâtiments est nécessaire.

Tout d’abord, il est important de faire un point succinct sur les outils usuels de simulation de la consommation énergétique des bâtiments :

La consommation énergétique des bâtiments est aujourd’hui simulée par une étude thermique réglementaire. Cette étude est réalisée sur des logiciels adaptés type CLIMAWIN utilisant un moteur de calcul développé par le CSTB.

Les postes pris en compte sont les suivants :

• Eclairage,
• Chauffage,
• Rafraichissement,
• Production d’Eau Chaude Sanitaire,
• Ventilation,
• Auxiliaires.

La consommation du bâtiment est exprimée en kWh d’énergie primaire/m².an. Cette consommation est comparée à une consommation de référence : l’obtention des labels énergétiques est conditionnée par le gain réalisé par rapport à la consommation de référence (label HPE : gain de 10 % par rapport à la référence RT 2005, label THPE : gain de 20 % par rapport à la RT 2005, label BBC : gain de 50 % par rapport à la référence RT 2005).

Les outils de simulation couramment utilisés ont les défauts suivants :

• Le moteur de calcul actuellement en place est à l’origine de tous les calculs réalisés dans les outils réglementaires. Or, celui-ci est inadapté pour simuler les gains de systèmes innovants disponibles sur le marché. Par exemple, la valorisation des gains énergétiques apportés par un système de ventilation type double flux sont mal appréhendés : l’installation d’un système double flux performant est souvent pénalisée à tort par rapport à un système simple flux traditionnel.
• Les consommations des Usages Spécifiques de l’Electricité (USE) ne sont pas prises en compte. Or, ce poste est primordial dans plusieurs catégories de bâtiments, et notamment pour les bureaux. Il représente plus de 30 % de la consommation énergétique globale d’un bâtiment de bureaux.
• Les hypothèses de simulation communément admises sont souvent éloignées de la réalité en phase exploitation. Par exemple, les hypothèses de température moyennes pour l’hiver sont fixées à 19°C alors que la température moyenne réellement constatée est plus proche de 22°C. De même, la valeur théorique des rendements et coefficients de performance des installations de climatisation est rentrée dans le logiciel de simulation. Or, cette performance est calculée dans des conditions de fonctionnement nominales qui  diffèrent fortement des performances réelles.

Au vue de ces observations, il semble important de modifier profondément la façon de considérer la simulation des consommations énergétiques des bâtiments. Les propositions suivantes permettraient d’impulser ce changement :

• Réaliser l’estimation des consommations énergétiques des bâtiments par simulation thermique dynamique. Cette forme de simulation thermique est plus précise et permet un paramétrage plus fin adaptable aux différentes situations rencontrées. Cependant, cette forme de simulation demande plus de maitrise par l’utilisateur du logiciel et fait appel à des moteurs plus complexes (type TRNSYS) prenant en compte une multitude de paramètres. Pour des bâtiments dont la consommation énergétique est très faible, chaque paramètre influe grandement sur les résultats de simulation : des études de sensibilité doivent être conduites systématiquement sous peine d’obtenir de résultats inverses à ceux escomptés, à savoir des écarts trop importants entre simulation de consommation et consommation réelle.
• Réaliser des simulations avec des hypothèses basses et hautes : Les hypothèses de simulation doivent être travaillées d’une façon différente. La réalisation de deux bilans de consommations énergétiques serait souhaitable : l’un avec des hypothèses de dimensionnement standards (hypothèses basses) et l’autre avec des hypothèses collant à la réalité (hypothèses hautes). Cette étude double mettrait en relief les gains qu’il est possible de réaliser en mettant en place une politique simple et efficace de maitrise des consommations.
• Simuler le coût global de l’exploitation du bâtiment : Une simulation en coût global devrait être réalisée et fournie au maître d’ouvrage comme outil de décision. En effet, les investissements nécessaires pour atteindre une performance énergétique importante (surcoût du à des systèmes techniques ayant un meilleur rendement par exemple) seront relativisés par les économies réalisées en phase exploitation sur l’ensemble de la durée de vie du bâtiment.
• Mieux impliquer l’utilisateur final dans la conception : L’utilisateur final doit être impliqué au plus tôt dans la démarche de conception du bâtiment. Il ne doit pas subir les innovations mais être associé au processus de décision : L’acceptation des systèmes techniques installés sera plus forte et leur efficacité sera donc accrue. Cette démarche passe également par la rédaction et la signature par l’exploitant d’une charte d’utilisation du bâtiment, une information avant et pendant le chantier et une formation importante des personnels à l’utilisation des équipements techniques.
• Mettre en place un échange plus transparent : Les professionnels du bâtiment manquent de transparence par rapport à la démarche de conception mise en place : en effet, les métiers de l’ingénierie restent, dans la plupart du temps, dans la théorie de la conception et s’aventurent trop peu souvent dans la phase réalisation et dans la vérification des performances énergétiques réelles en phase exploitation.
• Instrumenter les bâtiments : Afin de permettre à l’utilisateur final de suivre ses consommations et de les corriger si nécessaire, le bâtiment doit être équipé de systèmes de sous-comptage simples et efficaces permettant  un affichage pédagogique et en temps réel des consommations énergétiques du bâtiment. Les consommations d’autres ressources (eau, fluides, etc …) peuvent être également relevées afin de donner une vue globale à l’utilisateur du bâtiment. Les données recueillies sont également très importantes pour l’équipe de conception du bâtiment : elles lui permettent de valider les hypothèses de simulation et de les affiner si nécessaire.

Dans cet article, nous évoquons la nécessité de changer les outils de simulation de consommation énergétique des bâtiments et proposons des solutions d’amélioration.

Immeuble FIDAL & KPMG

L’amélioration de ces outils permettra, peut-être, l’émergence d’un nouveau type de contrat garantissant la consommation énergétique des bâtiments en exploitation. D’ici là, le secteur du bâtiment doit fiabiliser les résultats de simulation obtenus par le retour d’expérience sur les consommations énergétiques des bâtiments performants construits.

Sébastien DEGORRE

Directeur du pôle “Energies et Développement durable”

Tél. 06 84 80 28 69

sdegorre@groupeccr.fr