Energétique des Bâtiments
Maison zéro énergie – 2ème partie
Rendu sous la forme d’un rapport d’une dizaine de pages détaillant les calculs pour le
lundi 21 janvier 8h (envoi par courriel du rapport au format pdf ainsi que des fichiers de
calcul). La note sera réduite d’un point pour chaque jour de retard entamé.
1 Description
Les calculs seront détaillés et effectués pour les 2 variantes constructives (RT2012 et
passive).
On considère désormais une consommation annuelle totale (en énergie finale)
d’électricité (hors chauffage, ECS) de 2000 kWh.
Les besoins annuels pour le chauffage et l’ECS sont données dans le tableau suivant.
RT2012
Passive
Besoins de chauffage (kWh)
3403
1305
Besoins d’ECS (kWh)
1189
1399
2 Production d’énergie renouvelable
On étudie la performance de panneaux photovoltaïques installés en toiture, côté sud,
en supposant une valeur d’albédo de 0.2.
2.1 Calcul de l’ensoleillement et de la production
a) A partir des données météorologiques de Trappes (fournies dans le fichier « H1a -
Projet.xlsx »), calculer le rayonnement direct horizontal, puis le rayonnement
global horizontal et tracer son évolution pour les deux premiers jours de l’année.
Pour le calcul du temps solaire, utiliser la formule indiquée dans le fichier excel
« Rayonnement - Correction du temps solaire.xlsx ».
b) En déduire le rayonnement global sur les panneaux photovoltaïques et tracer son
évolution pour les deux premiers jours de l’année et indiquer le total annuel.
c) Calculer la production annuelle pour 1 m² de panneau avec un rendement global de
13,5 %.
2.2 Calcul environnemental
a) A l’aide des données environnementales jointes (fichier « Données
environnementales.xlsx »), calculer l’impact de la fabrication d’un m² de panneau
(en énergie primaire et en équivalent CO2).
b) En considérant que l’électricité produite est exportée sur le réseau et correspond à
de l’électricité de type « base » (cases K8 et K9 du fichier joint), calculer un
impact évité lié à la production annuelle.
c) Calculer le temps de retour en énergie primaire et en CO2 et commenter les
résultats.
Energétique des Bâtiments
2.3 Dimensionnement pour une maison zéro énergie tous usages
On fait l’hypothèse qu’une maison zéro énergie est une maison qui produit en
moyenne annuelle autant d’énergie que ce qu’elle consomme, calculée en énergie primaire et
prenant en compte tous les usages énergétiques (les 5 usages réglementaires, ainsi que les
autres consommations d’électricité). On exclut donc l’énergie grise des matériaux ainsi que
les consommations indirectes associées au traitement de l’eau (fourniture d’eau froide et
traitement des eaux usées).
a) A l’aide des données environnementales fournies, calculer la consommation
d’énergie primaire liée au chauffage, à l’ECS et aux consommations d’électricité.
Attention, ne pas prendre les valeurs réglementaires de conversion en énergie
primaire, mais se servir des valeurs du fichier joint.
b) En déduire la surface de panneaux nécessaire pour atteindre un bilan nul.
c) Mêmes questions si l’on cherche à atteindre un bilan nul en CO2.
2.4 Dimensionnement pour une maison zéro énergie sur le cycle de vie
On considère désormais l’ensemble des impacts liés à la construction, à la rénovation
du bâti et des équipements, à la démolition et aux différents usages de l’énergie et de l’eau. En
supposant une durée de vie de 120, les impacts totaux (hors panneaux photovoltaïques) sont
indiqués dans le tableau suivant.
RT2012
Passive
Energie primaire (kWh)
1,89 x 106
1,49 x 106
CO2 équivalent (kg)
217 600
150 500
a) Dimensionner les panneaux photovoltaïques pour atteindre un bilan nul en énergie.
b) Commenter les résultats, et proposer des alternatives.
c) Mêmes questions si l’on cherche à atteindre un bilan nul en CO2.
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