La basse et très basse énergie dans l’habitat neuf et rénové État des lieux et retours d’expériences de 4 pays européens associée avec la Auteur : Pierre LECUELLE Février 2005 Avant propos Les actions du programme ENERGIVIE Parmi les 7 points du programme Energivie engagés par la Région Alsace (annexe 1), l’action 7.7 concerne l’expérimentation des énergies renouvelables et le suivi de réalisations en basse énergie à l’échelle de quartiers urbains sur la CAMSA et le SIVOM avec une démarche prioritaire sur Mulhouse. Le rapport présenté ci-dessous, inscrit dans le cadre de ce programme sur deux ans (2004-2005), est soutenu par l'Union Européenne, la Région Alsace, l'ADEME et plus localement par l’ALME, la SERM, la Communauté d’Agglomération Mulhouse Sud Alsace et le SIVOM de l’agglomération Mulhousienne. Le rapport présenté constitue une première étape et fait le point sur les initiatives prises dans quelques pays européens pour encourager des constructions peu consommatrices en énergie. La deuxième étape consistera à définir un certain nombre d’actions qui permettront de faire émerger des réhabilitations et des réalisations neuves en basse énergie dans les quartiers concernés par le Grand Projet de Ville de Mulhouse, ainsi que dans d’autres secteurs de l’Agglomération mulhousienne et d’une étude permettant de qualifier les solutions pour réaliser des réhabilitations en basse énergie. Il est réalisé par l’accompagnateur de projets énergies renouvelables (ER) présent au sein de l’Agence Locale de la Maîtrise de l’énergie, Mulhouse Sud Alsace (ALME) dans le cadre du Programme ENERGIVIE. La mission principale de l’accompagnateur est de motiver les maîtres d’ouvrage et de les accompagner dans la réalisation de projets intégrant des productions d’énergie par énergies renouvelables en milieu urbain et d’autres qui soient référents en matière de basse énergie. 1 SOMMAIRE Etat des lieux du concept de bâtiments à basse et très basse énergie en France et en Europe 1- Les enjeux 1.1 L’efficacité énergétique des bâtiments 1.2 Etat du secteur résidentiel en France et en Alsace a) En France b) En Alsace 1.3 Basse énergie ou très basse énergie : définitions 2-Etat des lieux dans 3 pays européens et en France 2.1 Etat des concepts de bâtiments à basse et très basse énergie développés à l’étranger a) La Suisse b) L’Allemagne c) Le Danemark d) Situation en France et plus particulièrement en Alsace 2.2 Recueil et analyse d’exemples de réalisations 3- Comparatif des solutions proposées 3.1 Comparatif des performances énergétiques 3.2 Les coûts 3.3 Appliquer le concept de coût global 3.4 Les systèmes constructifs 3.5 Les solutions énergétiques pour les besoins résiduels 3.6 La place des énergies renouvelables 3. 7 Moyens de contrôle mis en place, certification, normes. 4- Implication des professionnels 5- Comportement et satisfaction des usagers Liste des annexes avec sources, et documents consultés 2 Etat des lieux du concept de bâtiments à basse et très basse énergie en France et en Europe. Pierre Lécuelle. Accompagnateur Energivie. Agence Locale de la Maîtrise de l’Energie de Mulhouse (ALME) 1 Les enjeux 1.1 L’efficacité énergétique des bâtiments L’efficacité énergétique des bâtiments et l’utilisation des énergies renouvelables sont 2 réponses à un même enjeu : maîtriser nos besoins en énergie fossile afin de diminuer les rejets polluants, notamment de CO2, réduire notre dépendance vis-à-vis des énergies fossiles ou fissiles tout en augmentant le confort de l’habitat. Néanmoins, à moins d’un baril de pétrole à 150 dollars, il ne faut pas espérer un développement spontané et important de la qualité thermique des bâtiments. Une réglementation plus contraignante est nécessaire. Dés 2006, la directive européenne sur la performance thermique va s’appliquer en France, mais il est possible, dés aujourd’hui d’aller beaucoup plus loin pour diminuer les consommations d’énergie. L’expérience d’autres pays montrent qu’il est techniquement possible de diviser au moins par 2 les niveaux de consommation pour les constructions neuves et par 4 pour les bâtiments rénovés par rapport aux consommations actuelles. La directive européenne impose aussi à partir de 2006, une signature énergétique des bâtiments lors de la vente et de la location de bâtiment. La performance énergétique deviendra un argument de vente. D’autre part, les maîtres d’ouvrage publics sont de plus en plus conscients de la nécessité de baisser le niveau des charges locatives. Il existe aussi aujourd’hui un marché porteur dans le locatif privé comme dans la vente d’appartements pour des logements ayant une qualité environnementale reconnue et économes en énergie. En terme financier et pris dans une perspective de coût global (sur 15 ou 20 ans), l’expérience des autres pays montre que le surcoût est nul et ceci sans prendre en compte dans les calculs, une éventuelle mais probable augmentation des énergies fossiles. Mais ces expériences montrent aussi qu’il est difficile d’atteindre ces niveaux sans un engagement de tous les acteurs du bâtiment, de l'architecte à l’entreprise du bâtiment, du maître d’ouvrage à l’usager. D’où un important effort d’information qui doit accompagner ces projets en basse énergie. Un accompagnement des différents acteurs du bâtiment accélérerait le mouvement afin de motiver et aider ceux-ci dans cette nouvelle démarche qui fait appel à des mises en œuvre différentes ainsi qu’à de nouveaux produits. Ce besoin d’information est confirmé par une récente étude réalisée en Allemagne dans le Badewurtemberg sur la connaissance des usagers sur le thème de la maîtrise de l'énergie. Celle-ci indique clairement une méconnaissance des sources d'économie d'énergie: alors que le chauffage représente la plus grande partie de la consommation d'énergie totale d’un ménage, 55%, contre 8% pour l’électroménager une grande partie des usagers pensent que 40% de leurs consommation d'énergie est due aux appareils électroménagers et 26% seulement au système de chauffage. Enfin, d’après cette même étude, une politique encourageant la rénovation en basse énergie a un effet positif sur l’emploi car le rapport entre le temps de travail/ matériel acheté est de 70%/30% pour une rénovation en basse énergie alors qu’il est de 50/50 pour une rénovation traditionnelle. Ce 3 sont, en outre, essentiellement les entreprises locales, PMI et PME, qui bénéficient du travail généré dans les projets de rénovation. 1.2 Etat du secteur résidentiel en France et en Alsace a. En France (sources : Collectif "Isolons la terre contre le CO2") La France compte 29,3 millions de logements, 57 % de maisons individuelles et 43 % de logements en immeubles collectifs. 65 % de ce parc a été construit avant 1975, date de l’entrée en application de la première réglementation thermique sur les logements neufs. Le parc de l’ensemble des logements est donc relativement ancien et beaucoup d’entre eux restent encore très faiblement isolés. Au rythme actuel des réhabilitations et des remplacements des logements vétustes par des logements neufs (1%/an), la remise à niveau du parc construit avant 1975 ne sera vraisemblablement pas réalisée avant 2050. 75 % de la consommation totale des logements est due au chauffage. Néanmoins, la réglementation a permis de réduire de près de moitié les besoins de chauffage des constructions neuves et un nombre important de travaux d’améliorations techniques a été réalisé sur les bâtiments existants. Ainsi, la consommation unitaire moyenne de chauffage et d’eau chaude sanitaire (ECS), observée sur l’ensemble du parc de résidences principales, est passée de 323 kWh/m2/an en 1973 à 180 kWh/m2/an en 2000 (source CEREN). Certaines résidences nouvelles atteignent des performances de 110 kWh/m2/an. Les prochaines réglementations thermiques (RT2005 et RT2010) permettront, dans la construction neuve, d’augmenter les exigences en matière de performances énergétiques, mais celles-ci sont encore loin de celles de nos voisins européens, dont les normes de construction sont maintenant proches de la basse énergie, c'est-à-dire autour de 60 à 80 kWh/m2/an pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire (Voir annexe 2, tableaux de consommation de chaque pays). Quand au parc de construction ancien dont le potentiel d’économie est important, il ne fait l’objet d’aucun plan particulier de la part des pouvoirs publics et ce n’est que très récemment que les normes de la RT 2000 se sont vues appliquées pour les réhabilitations lourdes. Un des leviers importants qu’ont les pouvoirs publics pour motiver les propriétaires à engager des travaux d’économie d’énergie, est le crédit d’impôts (de 15 à 25% actuellement sur les travaux de maîtrise de l’énergie). La RT 2005 imposera des objectifs de performance énergétique pour toutes rénovations importantes, mais exigera aussi des minima d’isolation pour tout travaux de réhabilitation. b. En Alsace Le parc Alsacien de logements est réparti également entre les maisons individuelles et les logements collectifs, respectivement de 333 000 et 330 000 unités. L’ALME a réalisé sur l’agglomération Mulhousienne quelques diagnostics qui permettent de constater une grande disparité dans la consommation d’énergie de chauffage et d’ECS dans l’ancien bâti du centre ville de Mulhouse. De 120 a 200 kWh/m2/an pour le bâti rénové ces 15 dernières années, et jusqu’a 300 kWh/m2/an pour le bâti non rénové ou non isolé. 1.3 Basse énergie ou très basse énergie : définitions a) Habitat basse énergie Le concept basse énergie se développe depuis plusieurs années dans de nombreux pays européens et notamment en Allemagne, en Suisse et en Scandinavie. Il vise à réduire de manière significative, la consommation d’énergie aussi bien au niveau des besoins de chauffage et d’ECS, que de ventilation et d’électricité spécifique. Une réduction des consommations d’énergie d’au moins 50 % 4 par rapport à une habitation conventionnelle est, dans la plupart des pays, l’objectif d’un habitat basse énergie. Les valeurs retenues dans ces pays pour qu’un logement soit dit "basse énergie"oscillent de 40 à 60 kWh/m2/an* pour le chauffage. *Il est difficile d’après les sources consultées de savoir si ces valeurs expriment les consommations en énergie utile (celle qui chauffe effectivement le logement), finale (celle que le consommateur paye, fioul, gaz ou électricité) ou primaire (celle que l’on prélève sur la nature avant transformation). Il semblerait que dans la plupart des cas il s’agit de l’énergie finale. Ces valeurs expriment donc les caractéristiques intrinsèques du bâti ainsi que le rendement des appareils de production de chaleur. Dans le cas d’une labellisation ou de certification de l’habitat, le type d’énergie utilisé et donc l’énergie primaire sera pris en compte au travers d’une pondération, comme c’est le cas du label Suisse Minergie. La conception de ces habitats repose sur 6 principes. Au niveau du bâti : 1- Concept architectural adapté, forme compacte de l’édifice, orientation favorable par rapport à la course du soleil, zonage des températures, 2- Isolation renforcée de l’enveloppe, fenêtres et vitrages basse émissivité et minimisation des ponts thermiques, 3- Valorisation des apports passifs (solaires ou interne), captage et stockage de la chaleur solaire au niveau du bâtiment, 4- Contrôle de la ventilation, avec récupération de la chaleur, Au niveau des équipements : 5- Recours aux énergies renouvelables pour la production de chaleur et d’électricité, 6- Choix d’appareils électriques basse consommation et installation de systèmes de production d’énergie à rendement élevé. b) Habitat très basse énergie, appelé aussi habitat passif L’habitat très basse énergie est le résultat d’un développement conséquent de la maison basse énergie Ce concept a d’abord été expérimenté par des particuliers dans les années 70, notamment au Etats-Unis, mais c’est l’Allemagne qui l’a rationalisé, professionnalisé et popularisé. Le concept de très basse énergie s’appuie sur les mêmes principes que l’habitat basse énergie mais les exigences sont majorées et une attention particulière est consacrée à la conception détaillée et la mise en œuvre des techniques qui doit être particulièrement soignée. Au final, il s'agit d'un bâtiment confortable, avec un climat intérieur sain et une très faible consommation d'énergie, au point qu’un système de chauffage devient pratiquement inutile. Les apports solaires ainsi que ceux provenant de la chaleur corporelle des habitants et de leurs activités (lave-linge, TV, ordinateur….) sont souvent suffisants pour maintenir l’habitat à une température confortable. Une conception logique, de bons matériaux et une exécution rigoureuse et soignée est donc indispensable pour ce type de réalisation. La consommation d'énergie annuelle pour le chauffage d’un habitat très basse énergie doit être comprise entre 10 et 15 kWh/m2/an soit entre 10 à 15% de la consommation d'une maison neuve conventionnelle ! Le recours aux énergie renouvelables est dans ce concept un impératif. Seule la consommation d’énergie non renouvelable est comptabilisée dans le bilan des consommations. 5 Consommation de chauffage et d'eau chaude sanitaire pour une maison de 130 m² 160 à 300 160 140 120 120 100 90 kWh/M²/an 80 60 60 40 20 20 0 Bâtiment actuel Reglementation thermique RT 2000 Future RT 2005 RT2005 Bâtiment -Basse Energie- Bâtiment -Très Basse Energie- 2. Etat des lieux dans 3 pays européens et en France 2.1 Etat des concepts de bâtiments à basse et très basse énergie développés à l’étranger a) La Suisse La Suisse a développé, à la fin des années 90, le label Minergie qui délivre un certificat aux bâtiments neufs ou rénovés qui respectent un certain nombre de consignes en matière de consommation d’énergie. Ce label est protégé officiellement par une marque. Une méthodologie très rigoureuse de l’évaluation des consommations d’énergie est définie. Elle prend en compte à la fois les besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire, le type d’énergie et le rendement de l’installation ainsi que le renouvellement de l’air. Une campagne de mesures sur 2 ans, réalisée par le bureau Minergie, permet de valider la certification définitive. Le standard de construction Minergie est de plus en plus accepté et reconnu par les professionnels suisses. Pour stimuler ce type de construction, un système de prêts bonifiés est proposé aux porteurs de projets, particuliers ou collectifs. A l’image de la pyramide des besoins nutritionnels, le standard Minergie définis clairement les priorités d’actions avec dans l’ordre la qualité de l’enveloppe, le contrôle du renouvellement de l’air et ensuite l’utilisation des énergies renouvelables. Energies renouvelables Contrôle de la ventilation et étanchéité Haute qualité thermique de l’enveloppe 6 Pour les nouvelles constructions réalisées suivant la norme Minergie, la consommation pour le chauffage, la ventilation et l’ECS ne doivent pas dépasser 42 kWh/m2/an. En ce qui concerne les constructions antérieures à 1990 réhabilitées, elle doit être inférieurs à 80 kWh/m2/an. Jusqu'à fin 2003, 4000 bâtiments ont été certifiés avec ce label, en grande partie des maisons individuelles neuves, représentant plus 1,5 million de m². 30 bâtiments antérieurs à 1990 ont été rénovés suivant ce standard et parmi ceux-ci seuls 3 ou 4 bâtiments sont antérieurs à 1950.Quelques rares exemples sont situés en centre ville sur du bâti ancien. Néanmoins les rénovations suivant les normes Minergie sont en net augmentation en 2003 et 2004 et plusieurs documents sur les solutions a adopter sont téléchargeables sur leur site en français (www. minergie.ch/fr) Toutes les formes d’énergies sont autorisées, mais un système de pondération sanctionne certains types d’énergies utilisées (comme par exemple l’électricité) par rapport à d’autres. Des paramètres comme l’altitude, l’ombrage, etc. permettent de prendre en compte l’environnement extérieur à la construction. Le recours aux énergies renouvelables n’est pas une exigence, mais celles-ci sont tout de même intégrées dans une grande partie des réalisations. Le choix des matériaux et des systèmes constructifs est laissé à la liberté de l’architecte et du maître d’ouvrage. (Voir en annexe 2 le tableau des consommations exigées en label Minergie suivant le type de bâtiment et les plaquettes Minergie). Le label MINERGIE P Récemment un nouveau label, Minergie P, ou Plus, a été mis en place, permettant de certifier des habitats très basse énergie. Les exigences en matière de consommation sont dans ce cas de 9 à 12 kWh/m2/an pour l’énergie de chauffage, et un maximum de 30 kWh/m2/an si on inclut l’ECS et le renouvellement de l’air. La production des ER est déduite de la consommation utile. Comme pour le standard Minergie, une certaine liberté est laissée aux maîtres d’ouvrage et aux architectes pour atteindre ces objectifs. Ils ont le choix entre augmenter la performance du bâti et/ou utiliser l’apport d’énergies renouvelables et de chaleur passive. Les exigences ne concernent que les performances du bâti et non la qualité des matériaux utilisés, bien que souvent le choix de matériaux de qualités environnementales accompagne ces projets. La performance est telle qu’il est techniquement impossible d’envisager de rénover de l’habitat ancien en très basse énergie. Seules des réalisations neuves ou des réhabilitations lourdes peuvent répondre aux exigences du label Minergie P. Récapitulatif des exigences MINERGIE Habitat individuel et collectif neuf Chauffage + ECS Chauffage + ECS + ventilation U bat.moyen : Habitat individuel et collectif ancien Chauffage + ECS : Minergie Minergie P 42 kWh/m2/an * Norme suisse 2001 0,2 W/m2/C De 9 à 12kWh/m2/an 30 kWh/m2/an 0,1 W/m2/C 80 kWh/m2/an * Exprimé en énergie finale A la demande de certains acteurs français de la maîtrise de l’énergie, l’association Minergie envisage d’introduire son système de certification en France. 7 b) L’Allemagne L’Allemagne, avec les pays scandinaves, a été l’un des pays pionniers en matière de construction basse énergie appelé "niedrig-énergie-haus". Elle consacre depuis plusieurs années un effort important à l’amélioration de l’efficacité énergétique. Les différents acteurs de la construction ont intégré ces exigences et ces pratiques. Les premières réalisations basse énergie datent des années 80. La construction basse énergie est en train de devenir, dans certains länder, la norme officielle en matière de qualité thermique et certains d’entre eux exigent déjà un passeport énergie qui permet de connaître les caractéristiques énergétiques de chaque bâtiment lors de sa vente ou de sa location. Cette signature énergétique des bâtiments fait partie de la nouvelle directive Européenne et est en cours d’introduction dans un grand nombre de pays de UE. L’Allemagne a imposé très tôt le comptage des consommations d’énergie (chauffage, électricité) et de l’eau dans tous logements neufs, collectifs ou particuliers. Ces comptages permettent d’avoir une action de sensibilisation et d’information plus efficace et plus ciblée et des statistiques fiables sur un grand nombre de bâtiments. L’Allemagne s’est engagé dans les années 90 dans le développement et la rationalisation du concept de maisons à très basse énergie, appelé" Passivhaus», maison passive, et on compte, à fin 2004, 4000 réalisations. Le potentiel d’économies réalisé par les maisons à faible consommation est très important, mais l'évolution allemande actuelle s’oriente de plus en plus sur les actions à mener sur le parc existant et ancien. En effet celui-ci représente 70 % de l’habitat, et plusieurs voix s’élèvent pour que l’Etat engage un plan ambitieux pour la rénovation en basse consommation des maisons existantes où les potentiels d’économie sont énormes. Le Lande du Bade-Wurtemberg montre la voie avec le programme ALTBAU (www.impuls-programm-altbau.de), qui permet aux propriétaires, aux entreprises du BT et aux architectes, d'obtenir des informations concrètes et précises sur la construction neuve et la rénovation en basse énergie. Habitat individuel Parc ancien (avant 75) 260 kWh/m2/an Réglementation thermique de 1982 150 kWh/m2/an Réglementation thermique de 1995 100 kWh/m2/an Réglementation thermique de 2005 70 kWh/m2/an Habitat très basse énergie Chauffage 15 kWh/m2/an Chauffage + ECS + ventilation 30 kWh/m2/an Conso. totale énergie primaire < 120 kWh/m2/an Evolution des normes de consommation d’énergie (chauffage d’habitat en Allemagne. Logement collectif 160 kWh/m2/an 90 kWh/m2/an 65 kWh/m2/an 60 kWh/m2/an 15 kWh/m2/an 30 kWh/m2/an < 120 kWh/m2/an et d’ECS) en énergie finale par type En Allemagne, quelques expérimentations sur la prochaine génération de bâtiment très basse consommation sont déjà lancées avec le concept de maison à énergie positive, c'est-à-dire des bâtiments produisant plus d’énergie qu’ils n’en consomment, notamment grâce au photovoltaïque. c) Le Danemark Le Danemark comme l’Allemagne, ont été des précurseurs tant au niveau de la maîtrise de l’énergie que du développement des énergies renouvelables. Une politique conséquente et soutenue par toute la classe politique a permis en 30 ans d’obtenir des très bons résultats. L’accent a été mis sur l’amélioration continue des normes de constructions neuves et de la productivité énergétique et à la différence des autres pays, un effort important a été 8 engagé dans le cadre des rénovations d’immeubles. Ainsi la consommation d’énergie primaire n’a pas augmenté ces 30 dernières années, malgré une croissance de l’économie danoise de 75%. Les prochaines normes pour la construction neuve seront proches des standards basse consommation. Plus que tout autre pays, le Danemark a eu une véritable politique d’information et de sensibilisation des citoyens pour développer un comportement éco citoyen. Un certain nombre d’outils a été créé et diffusé au grand public. Pour exemple : Le suivi obligatoire des consommations énergétiques aussi bien chez les particuliers que dans l’habitat collectif (les compteurs individuels pour l’électricité, le chauffage et l’eau sont obligatoires pour tous les logements depuis le début des années 90) la signature énergétique de tout bâtiment vendu ou loué est obligatoire depuis 2001, l’obligation pour chaque ville de produire chaque année un écobilan, aussi bien en tant que gestionnaire de patrimoine immobilier avec ses bureaux et son fonctionnement interne qu’en tant que collectivité territoriale. Pour les nouveaux projets, les pouvoirs publics obligent les bailleurs sociaux à produire une analyse de coût total sur 20 ans de l’immeuble intégrant investissement et charges d’exploitation, ceci afin de permette d’encourager des investissements plus importants lors de la conception. Hélas l’application de cette mesure laisse encore à désirer. Ce n’est que très récemment que plusieurs projets en habitat très basse énergie ont vu le jour. Plusieurs d’entre eux seront terminés en 2005. Habitat individuel Logement collectif 2 Parc ancien (avant 1975) 200 kWh/m /an 150 kWh/m2/an 2 Réglementation thermique de 1982 130 kWh/m /an Réglementation thermique de 1995 78 kWh/m2/an 58 kWh/m2/an 2 Prochaine réglementation thermique 60kWh/m /an (avec ventilation 60 kWh/m2/an (avec 2005 naturelle) ventilation mécanique) Habitat très basse énergie 15 kWh/m2/an Chauffage 15 kWh/m2/an 2 30 kWh/m2/an Chauffage + ECS + ventilation 30 kWh/m /an Evolution des normes de consommation d’énergie (chauffage et ECS) en énergie finale par type d’habitat au Danemark. d) Situation en France et plus particulièrement en Alsace Depuis 30 ans la France a eu diverses politiques énergétiques. Des progrès réels ont été faits mais la consommation d’énergie dans le résidentiel est toujours élevée. L’essentiel du progrès a été accompli sur le nouveau bâti grâce essentiellement à l’isolation de l’enveloppe (parois et planchers) et le passage au double vitrage. D’une manière générale la construction n’est pas aussi encadrée que chez nos voisins. Néanmoins, les récentes normes de la RT 2000 et surtout les prochaines exigences de la RT 2005 rapprocheront la France de ses voisins dans les standards d’isolation et de consommation énergétique sans toutefois parler de basse consommation. La construction basse consommation reste assez expérimentale. Curieusement ce sont sur des édifices publics (bureau, lycée) que les premières tentatives de basse consommation ont été réalisées. (Voir fiches exemples en annexe). Seules quelques réalisations en habitat très basse consommation ont vu le jour, comme à Rennes dans le cadre du programme européen CEPHEUS où 40 logements ont été réalisés en 2002. Aucune norme basse consommation ou habitat passif n’existe en France, même à titre expérimental. 9 La démarche française est plus globale avec une réflexion HQE (Haute Qualité Environnementale) basée sur 14 cibles comprenant une cible "gestion de l’énergie ". Cette dernière s’appuie sur des référentiels d’isolation par rapport à la RT 2000 mais sans toutefois fixer des valeurs de consommation /m2/an comme cela se fait dans les autres pays. La RT2000 étant encore assez éloigné des objectifs de basse consommation, peu de projets HQE ont engendré des progrès significatifs au niveau de la consommation d’énergie. A signaler la norme Qualitel, utilisée par un certain nombre de maîtres d’ouvrage de logements collectifs qui impose une amélioration thermique HPE (Haute Performance Énergétique) de -8 % par rapport à la RT 2000 et -15% si le maître d’ouvrage choisi l’option THPE (Très haute performance Energétique). Hélas, cette dernière est rarement choisie. Evolution des consommations énergétiques finale du parc Chauffage existant pour l’habitat individuel Moyenne nationale 1973 Moyenne nationale 2000 328 kWh/m2/an 180 kWh/m2/an ECS 37 kWh/m2/an 37 kWh/m2/an La RT 2000 n’impose pas de valeurs de consommation d’énergie finale mais impose des valeurs maximales de déperdition. Il est donc difficile de traduire ces exigences en consommation mais des valeurs approximatives sont données. Avant la 1er réglementation thermique Réglementation thermique de 1988 Réglementation thermique de 2000 Prochaine réglementation thermique 2005 (sur la base de -15% par rapport à RT 2000) Habitat individuel 330 kWh/m2/an 155 kWh/m2/an 130 kWh/m2/an 100 120kWh/m²/an Logement collectif 210 kWh/m2/an 145 kWh/m2/an 110 kWh/m2/an conso 90 conso 110kWh/m2/an Evolution des normes de consommation d’énergie (chauffage et d’ECS) en énergie finale, par type d’habitat en France en zone H1 (source ADEME) Quelques projets nationaux récents ou en voie de réalisation vont néanmoins dans la bonne voie : -7 programmes immobiliers sociaux (6 réalisations en collectif et un en habitat individuel) représentant 200 logements HQE et basse consommation ont été construits sur la période 2000/2002 dans la Communauté Urbaine de Lyon dans le cadre du projet européen RESTART. Près de 80 % des dispositions concernent le caractère énergétique du bâtiment. -Un projet sera réalisé en 2005 à Grenoble dans le cadre du projet européen SHE (Sustainable Housing in Europe) (annexe 5). -A Rennes dans le cadre du projet européen CEPHEUS réalisation de 40 logements ont été réalisés en très basse consommation. En annexe 6, une plaquette d’information de Greenpeace France sur la réalisation de maison en basse énergie. A noter aussi, l’association NegaWatt qui tente de sensibiliser les pouvoirs publics sur le potentiel d’économie d’énergie dans le bâtiment.( http://www.negawatt.org/) 10 2.2 Recueil et analyse d’exemples de réalisations 8 exemples de construction ou rénovation basse énergie ou très basse énergie, réalisés dans 4 pays sont détaillés en annexe 3. Ces projets ont été évalués et les consommations indiquées proviennent de campagnes de mesures réalisées sur une ou plusieurs saisons de chauffe. Les consommations sont données en énergie finale sauf indication contraire. Ces exemples permettent de visualiser la variété des bâtis sur lesquels ces opérations ont été réalisées. Allemagne 1) Bâtiment neuf construit en 1999 dans le quartier de Vauban Fribourg Nombre de logements : 16 logements et 4 bureaux Consommation pour le chauffage : 13,2 kWh/m2/an Consommation globale : 36,2 kWh/m2/an. 2) Logements mitoyens construits en 1998 à Wiesbaden-Lummerlund Nombre de logements : 22 Consommation pour le chauffage (moyenne des 3 dernières années) : 12 kWh/m2/an. Suisse 1) Réhabilitation d’un immeuble du XIXème siècle, en centre ville à Zurich, Magnustrasse 23 Nombre de logements : 4 Consommation total toutes énergies : 100 kWh/m2/an (énergie primaire) contre 1000 kWh avant la rénovation. 2) Réhabilitation d’un immeuble des années 60 à Flawill en Suisse, Santisstrasse Nombre de logements : 44 Consommation pour le chauffage et l’ECS : 62 kWh/m2/an. Danemark 1) Réhabilitation d’un immeuble de ville à Aalborg, Louisegade Nombre de logements : 8 Consommation pour le chauffage et l’ECS: 55 kWh/m²/an Consommation globale : 75 kWh/m²/an 2) Réalisation de logements sociaux neufs en basse consommation à Aarhus, Skejbytoften Nombre de logements : 45 Consommation pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire : 50 kWh/m²/an Consommation globale : 75 kWh/m2/an. France 1) Réalisation de logements basse consommation, Rennes, Résidence Salvatierra Nombre de logements : 43 Consommation de chauffage: 23 kWh/m2/an Consommation globale : 107 kWh/m2/an 2) Réalisation de logements sociaux neufs en basse consommation Opération Damidot à Villeurbanne Nombre de logements : 17 Consommation de chauffage: 67 kWh/m2/an soit 16% de plus que prévu. Consommation ECS : 36 kWh/m2/an soit 20% de plus que prévu. 11 3. Comparatif des solutions proposées 3.1 Comparatif des performances énergétiques Des exemples nommés dans le § 2.2, il ressort que les constructions neuves en très basse énergie se situent en dessous des 23 kWh/m2/an avec des performances de 12 kWh/m2/an pour les meilleures. Pour les rénovations sur de l’ancien bâti, ces valeurs oscillent entre 55 et 80 kWh/m2/an. Il semble difficile de descendre en dessous de 55 kWh/m²/an pour le chauffage et l’ECS pour le bâti ancien rénové. 3.2 Les coûts Surcoût lié a la construction basse énergie En Suisse, le standard MINERGIE impose un plafond des surcoûts de 5 à 7 % pour la basse énergie et 10% pour le standard MINERGIE P de maison passive. En Allemagne, les surcoûts relevés indiquent aussi des ratios de 7 à 10 %. Le surcoût de construction d’une maison passive se situe entre 77 et 101 /m2, pour un prix de construction moyens de 1450 /m2, et les économies d’exploitation atteignent 6 à 10 /m2/an par rapport à une maison construite traditionnellement. Néanmoins ces chiffres doivent être rapportés au coût de la construction qui est plus élevé en Allemagne et en Suisse qu’en France. Au Danemark le surcoût se situe plutôt à environ 20% au dessus de la moyenne, mais le prix des énergies étant en moyenne 2 fois plus élevé qu’en France, le retour sur investissement est généralement intéressant. En France, la réalisation de 7 programmes immobiliers Haute Qualité Environnementale (programme européen THERMIE) construits durant la période 2000-2003 a été suivie d’une analyse des surcoûts. 80 % des dispositions concernaient exclusivement les dispositions à caractère énergétique. Les résumés de ces analyses sont en annexes 4 et 5. L’étude complète de l’analyse des surcoûts et des performances thermiques de ces constructions basse énergie peut être téléchargée sur http://sidler.club.fr/index.html. 7 509 Plancher Solaire Direct PSD 2 179 Revêtement de sol autre que PVC 1 450 Vérandas solaires 1 076 Production ECS solaire 984 Menuiseries exterérieures Bois au lieu de PVC Niveau d'isolation (Surépaisseur, Par l'extérieur, VIR) 643 Chauffage collectif au lieu de individuel 593 Collecteurs et chutes autres que PVC 221 VMC performante 203 Ascenseur performant 147 Peintures NF Environnement 122 113 Maintenance, suivi des consommations Tri sélectif des déchets en cuisine 98 Baisse des charges électriques communes 58 Dispositifs pour économie d'eau 48 Baisse des charges électriques individuelles 46 Descentes EP en zinc 24 0 Euros/logement 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 12 Le tableau ci-dessus permet de cerner précisément le surcoût de chaque élément de construction, dont ceux liés aux dispositions énergétiques. Pour ce programme, si on enlève le plancher solaire directe qui a un surcoût important par rapport aux autres éléments, le surcoût moyen est de 3 960 /HT/logement ou 56 HT/m2 hab. ou 6 % du coût de construction et honoraires. Les dispositions énergétiques sont marquées en rouge (ou couleur sombre si noir et blanc) sur le graphique. (Source Enertech). 3.3 Appliquer le concept de coût global Pour être sérieux et complet, le débat sur le surcoût doit s’appuyer sur la notion de coût global d’un bâtiment dont la durée de vie est souvent supérieure à 80 ans. Le coût global est la somme du coût de la réalisation et du coût des charges d’exploitation généralement calculé sur une période de 20 ou 30 ans, période correspondant à des rénovations de fond d’un bâtiment. Ce raisonnement commence tout juste à être pratiqué dans certains pays et pour certains types de constructions. L’institut de la maison passive en Allemagne a étudié plus précisément le rapport entre investissement dans la maîtrise de l’énergie, coût du chauffage et coût global. Le trait rouge indique le coût énergétique du chauffage en kWh par m2 et par an. Le trait vert montre le surcoût de l’investissement lié aux mesures d’économies d’énergie. Le trait bleu indique le coût global (investissement et coût énergétique) lequel diminue à mesure que les mesures d'économie d'énergie augmentent. On remarque que le rapport est le plus économiquement favorable pour des consommations de 35 kWh par m2 et 15 kWh par m2. Il est intéressant de noter que le surcoût augmente avec l’importance des mesures d’économie, mais lorsque les niveaux de consommation énergétique de l’habitat très basse énergie sont atteints, c'està-dire moins de 15 kWh/m2/an, une chute importante de l’investissement est constatée car l’installation de chauffage est alors économisée. Au Danemark, les évaluations de coût global de la construction basse énergie de différentes réalisations faites les 15 dernières années, montrent que celles-ci ne sont pas plus chères que les solutions conventionnelles. 13 Mais ce calcul basé sur le coût global est aussi dépendant de l'évolution du coût de l'énergie. A terme, le prix de l’énergie restera le meilleur levier pour modifier les comportements et engager un mouvement de fond pour une meilleure efficacité énergétique des bâtiments. L’exemple du Danemark ou de l’Allemagne avec un prix du kWh chauffage (gaz) respectivement à 5 et 7cts (France 3,5) ou électrique à 17 et 23 cts (France 11) est là pour le rappeler. Enfin, il est intéressant de noter que l'évolution des prix de l'immobilier en Suisse montre que les bâtiments conçus d'après le standard Minergie se vendent en moyenne 10% plus cher qu'un bâtiment équivalent. Un investissement dans la maîtrise de l'énergie validée par une labellisation a bien une incidence sur la perception de la valeur de l’immobilier par les acheteurs. 3.4 Les systèmes constructifs Dans les exemples étudiés, le choix des matériaux et des systèmes constructifs est souvent laissé à la liberté de l’architecte, du bureau d’étude et du maître d’ouvrage. La phase de conception et le rôle des prescripteurs sont essentiels dans la définition de la qualité thermique du futur bâtiment et c’est le projet global qui donne une cohérence thermique. Les systèmes constructifs des bâtiments basse et très basse énergie sont souvent basés sur des enveloppes légères (par exemple ossature bois avec remplissage d’isolant) au détriment des masses thermiques importantes, choix tout a fait justifié aussi bien d’un point de vue thermique que financier. Mais ceux-ci peuvent être un frein à l’utilisation optimale des apports énergétiques gratuits internes (renforcés par l’augmentation des surfaces vitrées) ou de production de chaleur solaire active qui doivent être emmagasinés dans des matériaux à forte inertie thermique. Le confort d’été est aussi en partie lié au choix de matériaux massifs. La variété des systèmes constructifs pour réaliser une enveloppe basse énergie étant déjà très importante dans des pays comme l’Allemagne, des outils d’aide à la décision et à la conception ont donc été mis en place, permettant aux acteurs du bâtiment de choisir des solutions performantes et d’en évaluer les conséquences thermiques : catalogue de système constructifs basse énergie, bilan global énergétique, logiciel de simulation. Néanmoins, des traditions constructives régionales fortes ainsi que les normes nationales, limitent l’importation et l’utilisation de solutions constructives développées dans d’autres pays. Il est donc indispensable qu’une politique de construction et de rénovation en basse énergie s’appuie sur le mode de construction et le tissu industriel régional, afin que les différents acteurs du bâtiment locaux s'approprient les techniques et les processus nécessaires à la réalisation de ces objectifs. Valeurs indicatives du coefficient U de transmission thermique et épaisseur d’isolation correspondante : Niveau RT2000 (120 kWh/m²/an) Double vitrage basse émissivité Isolation toit Isolation plancher Isolation façade 2 0,25=17 cm 0,5=8 cm 0,3=10 cm Niveau basse consommation (60 kWh/m²/an) 1,1 0,15=30 cm 0,3=17 cm 0,2=25 cm Niveau très basse consommation (15 kWh/m²/an) Inf. à 0,80 0,1=40 cm 0,15=25 cm 0,15=25 cm Pour ce type de construction, deux points sont à étudier minutieusement : a) L’étanchéité à l’air Quel que soit le système constructif choisi, le problème de l’étanchéité à l’air de l’enveloppe est l’un des points essentiels dans la construction basse et très basse énergie. Hors, face a cette 14 problématique, il n’y a pas de réponse technique, mais une réponse de qualité de mise en oeuvre, d’organisation des chantiers et de contrôle du travail réalisé. Dans la construction très basse énergie, cette problématique est renforcée par l’utilisation d’enveloppe à ossature bois plus difficile à rendre étanche à l’air. Pour contrôler ce paramètre, les Allemands ont développé le "Bloower-door Test" qui permet de mesurer le débit de fuite (entrées d’air parasites). Pour réaliser le test, toutes les entrées d’air (fenêtres, ventilation…) sont colmatées et la porte est remplacée par un système permettant de créer une dépression de 50 Pascal par rapport à la pression atmosphérique. La quantité d’air qu’il faut extraire pour maintenir cette dépression donne le débit de fuite. Alors que pour une maison conventionnelle en France le débit de fuite peut atteindre 1 à 2 volumes d’air/heure, pour des bâtiments basse énergie, il faudra descendre en dessous de 0,5 volumes/heure. Pour certaines maisons très basse énergie en Allemagne, ce débit de fuite ne dépasse pas 0,44 litres/heure ! b) Les ponts thermiques L’étude des possibles ponts thermiques par un bureau d’étude est indispensable. En effet chaque liaison entre les différents éléments de construction doit être dessinée et les déperditions seront calculées afin de visualiser les éventuels ponts thermiques. Les liaisons fenêtre/mur, socle/mur, toit/mur ainsi que les séparation d’étages sont souvent les parties les plus délicates à traiter. 3.5 Les solutions énergétiques pour les besoins résiduels La réduction drastique des besoins énergétiques dans les futurs bâtiments basse énergie, obligera à revoir la conception du système de chauffage. D’un système centralisé et de moyenne puissance, le système de chauffage s’oriente vers un système flexible, individualisé à chaque pièce et de faible puissance, voir inexistant. La conception du système devra être global pour intégrer les apports passifs ou ceux de la ventilation double flux. De plus le système de chauffage devra être réactif pour s’adapter rapidement aux apports solaires passifs. Dans l'optique de maisons consommant de moins en moins d'énergie, l'exploitation des kWh fournis gratuitement (personnes, électroménager, solaire passif) devient un enjeu important, mais qu'il faut gérer intelligemment. Le solaire passif, pour une maison bien exposée, peut sans problème couvrir 30% des besoins de chauffage. Le solaire actif peut lui aussi fournir 30% des besoins. Emmagasiner ces différents apports solaires sans qu’ils rentrent en concurrence, représente un défi certain pour les constructions futures. Pour les bâtiments basse énergie, c'est-à-dire avec un besoin inférieure à 60 kWh/m2/an, un système de chauffage traditionnel est toujours nécessaire, mais les solutions de chauffage individuel sont à préférer car les pertes de distribution des systèmes collectifs et des réseaux de chaleur deviennent trop importantes par rapport aux consommations. Dans les exemples étudiés, plus un bâti est économe en énergie, plus la production énergétique solaire représente un apport non négligeable de la consommation et l’autonomie énergétique est alors envisageable. Pour les maisons très basse énergie, c'est-à-dire ayant un besoin de chauffage de l’ordre de 15 kWh/m2/an, le système de chauffage traditionnel disparaît, le chauffage solaire (actif et passif) devenant la source primaire couvrant 90% des besoins. Le système de ventilation double flux devient alors la clé de voûte de la maison très basse énergie, assurant le renouvellement optimal de l’air sans consommation supplémentaire et le complément de chauffage. 15 Le très faible appoint nécessaire pour chauffer le bâtiment se fait ponctuellement, soit intégré à la ventilation double flux (réchauffage de l’air à l’aide d’une pompe à chaleur, d’un appoint gaz ou électrique), soit au moyen d’un poêle (à granulés ou a bûches). Certains locataires en Allemagne ont même passé l’hiver sans allumer l’appoint. Leurs logements ne sont jamais descendus en dessous de 17° malgré des températures largement en dessous de O° ! Certains aspects du système de chauffage doivent être particulièrement étudiés : - L’utilisation optimale des productions solaire, actives et passives, - Une attention particulière sera donnée à la gestion des apports solaires en été, mais aussi des apports gratuits dus aux activités des usagers, - Le calcul et la gestion précise des apports des systèmes de ventilation double flux performants, celui-ci ayant des rendements minimum de 80%. 3.6 La place des énergies renouvelables Plus les besoins en énergie sont limités plus il est pertinent et facile de couvrir ces besoins avec les énergies renouvelables. Si il est possible de compresser le besoin de chaleur par une augmentation de la qualité technique de l’enveloppe et une gestion intelligente du chauffage par des usagers, les besoins d’eau chaude sanitaires sont par contre difficilement compressibles en dessous d’un certain seuil qui se situe autour de 20 à 25 kWh/m²/an. La consommation d’eau chaude a même tendance à augmenter avec l’évolution des modes de vie. Pour les maisons très basse énergie, celle-ci dépasse donc de loin les besoins de chaleur. Le recours aux panneaux solaires pour la production ECS est donc indispensable. Le recours aux énergies renouvelables d’une manière générale, sans être toujours une exigence dans les projets européens cités, est très souvent intégrées dans les réalisations. La logique des conceptions en basse énergie et très basse énergie tend vers un habitat complètement autonome pour ce qui est de l’alimentation énergétique, notamment grâce au photovoltaïque. 3. 7 Moyens de contrôle mis en place, certification, normes. Pour atteindre des objectifs de basse et très basse énergie, un système de contrôle de qualité doit être mis en place avant, pendant et après la réalisation. En Allemagne, un Institut pour les Maisons Passives (PHI) se charge de la certification des constructions réalisées mais aussi de la certification des produits techniques (fenêtres, système de ventilation, isolation…). Sur le chantier, des procédures "Contrôle Qualité" sont mises en place pour s’assurer de la qualité du travail fini. Pour les entreprises importantes, la certification ISO 9000 et ISO 14001 peuvent être demandée. Certains contrats de maîtrise d’œuvre conditionnent le dernier versement financier à l’évaluation réelle des consommations qui doit correspondre aux objectifs définis dans le programme de construction. En Suisse, c’est l’association Minergie qui valide la certification après une période de mesure de 2 ans. La Suisse et l’Allemagne travaillent actuellement au rapprochement de leurs standards et de leurs systèmes de certification. 4. Implication des professionnels Le nombre d’acteurs engagés dans une opération de construction collective, neuve ou en rénovation est toujours important : le maître d’ouvrage, le maître d’œuvre, les partenaires techniques comme le BET, les entreprises des différents corps de métier. Souvent, en milieu urbain, la commune est propriétaire du terrain à bâtir et une société d’aménagement gère et coordonne les actions de rénovation. Ces 2 acteurs jouent aussi un rôle important dans la définition du projet avant que celui-ci ne soit revendu à un promoteur. 16 La routine des procédures, le partage précis des tâches, l’expérience des conceptions et des calculs, l’habitude de techniques qui ont fait leurs preuves, la connaissance des mises en œuvre et les mille astuces qui permettent de faire un travail correct sur le chantier, permettent à cet ensemble d’acteurs de gérer ce processus lourd et complexe qu’est l’acte de construire ou de rénover un immeuble. Le secteur du bâtiment est de ce fait long à intégrer des innovations et à réagir face à de nouvelles exigences. Or, la réalisation d’un habitat basse énergie, plus que l’introduction de nouvelles technologies, demande avant tout beaucoup de rigueur dans la conception et de soin à la réalisation ainsi qu’une coopération très poussée entre les différents corps de métier. On peut parler de "management" basse ou très basse énergie. Les pays comme l’Allemagne ou la Suisse réalisent des projets basse énergie ou très basse énergie depuis 15 à 20 ans. Les premières réalisations dans ces pays ont souvent été encouragées et soutenues par les organismes publics. Celles-ci ont permis de valider des processus de décision, des méthodes de calculs et de travail, d’évaluer les manquements et les points faibles dans la chaîne de conception/construction. La mise au point de nouveaux matériaux, de techniques innovantes de la part des fabricants ou de nouvelles procédures de travail a accompagné ce processus et tout un travail d’information des professionnels a suivi. L’évaluation et le suivi de ces constructions ont permis au concept de mûrir, et de sensibiliser peu à peu l’ensemble des acteurs du bâtiment. En Allemagne, pour diffuser ce savoir faire, une dizaine d’universités proposent des formations continues, spécifiques à la réalisation basse énergie, aux prescripteurs et aux acteurs du bâtiment. Un institut, Passivhaus, se concentrant uniquement sur la construction très basse énergie, à été également crée, (www.passiv.de, version en anglais) Un congrès et un salon se tiennent tous les ans, le prochain se tient à Pfalzbau prés de Mannheim, les 29 et 30 avril 2005 (www.passivhaustagung.de/index_engl). Des revues spécialisées ont aussi vu le jour. Un numéro vert a même été mis en place pour les professionnels et les particuliers qui sont à la recherche de solutions ou d’informations (fiches projets, adresses d’entreprises, architectes, cheklistes basse énergie, etc.). Au Danemark, la formation d’équipes multidisciplinaires d’ouvriers du bâtiment est expérimentée au niveau des entreprises. L’équipe est composée de 5/6 personnes qui travaillent ensemble et dans laquelle se trouvent les compétences nécessaires à la réalisation complète du projet (maçon, menuisier, chauffagiste, électricien…). La communication et la mise en commun des connaissances permettent de résoudre correctement les innombrables situations sur le chantier, des dysfonctionnements comme par exemples des percées inadéquates de parois ou le traitement des ponts thermiques à la jonction de différents éléments de construction. Le travail, qui était individualisé et parcellaire, devient globalisé et devient l’œuvre d’une équipe. 5. Comportement et satisfaction des usagers Il n’a pas été possible de trouver des études précises et systématiques sur l’appréciation et le niveau de satisfaction des usagers. Seuls, quelques articles font références à des interviews de locataires ou de propriétaires de bâtiments réalisés en basse ou très basse énergie. Une récente évaluation (2005) des usagers qui ont adoptés le standard Minergie donne quelques éléments de réponse sur le degrés de satisfaction des consommateurs (voir annexe 2.5). Ceux-ci sont toujours positifs et c’est le confort accru des logements et la qualité de vie qui est d’abord mis en avant, avant l’aspect financier ou environnemental. Il est à noter que l’implication des usagers dans le projet de construction est un plus, pour atteindre les objectifs de basse énergie et indispensable dans les projets de très basse énergie. 17 En effet, les solutions techniques réalisées sur le bâti et les équipements pour limiter les consommations énergétiques ne suffisent pas à elles seules si il n’y a pas une prise de conscience des usagers de la nécessité de modifier certaines habitudes. L’évaluation du programme Restart à Villeurbanne (déjà nommé) où 197 logements locatifs ont été construits par un bailleur social avec l’objectif de réduire les consommations énergétiques au niveau de la basse énergie, montre clairement qu’un comportement inadapté réduit une partie du gain énergétique escompté. C’est le cas si la température intérieure est maintenue élevée (21/22° au lieu de 19), si l’ouverture des fenêtres ou l’accès a la véranda n’est pas géré, si certains espaces sont occupés en dehors de leurs fonction (certains occupants installent un radiateur électrique dans la véranda solaire et s’en servent comme pièce de vie toute l’année), si la consommation d’eau chaude n’est pas maîtrisée. Une étude au Danemark montre que les consommations de chauffage et d’eau peuvent varier de 30 à 50% dans des logements identiques suivant le comportement des usagers ! Cette réflexion permet de montrer les limites du volet technique de la basse énergie, du besoin d’implication et d’une information permanente des usagers, basée sur un suivi individualisé des différentes consommations (électricité, chauffage, eau, gaz). Plusieurs documents joints en annexes permettent de compléter les informations générales et le retour d’expériences sur la construction basse et très basse énergie dans les pays étudiés. 18 Liste des annexes avec sources, et documents consultés Liste des annexes Annexe 1 : Les 7 objectifs du programme Energivie. Annexe 2 : Le standard Minergie o 2.1 Tableau des consommations exigées en label « Minergie » suivant le type de bâtiment. o 2.2 Plaquette Minergie o 2.3 Plaquette Minergie P o 2.4 La plaquette « Minergie » sur la réhabilitation basse énergie. (2004). o 2.5 Enquête de satisfaction des réalisations Minergie. Annexe 3 : Exemples de réalisations dans quatre pays européens. Annexe 4 : Résumé de l’évaluation des performances thermiques de 40 logements réalisés en basse énergie (septembre 2004). Annexe 5 : Résumé de l’évaluation des surcoûts liés aux éléments HQE (80% concerne la cible énergie) du projet RESTART. Annexe 6 : La plaquette Greenpeace sur la construction basse énergie. Sources et documents consultés Le site internet réalisé par les étudiants d’ECO-Conseil Strasbourg pour le compte de l’ALME a été une source de données concernant plusieurs pays : (http://biohab.free.fr) Sustainable Housing in Europe (www.she.coop ) .Site européen sur un projet de réalisation de 600 logements sociaux en HQE et basse énergie dans 4 pays, dont la France à Grenoble. Plusieurs projets en basse et très basse énergie. Documents consultés : Programme du concours (en anglais) et présentation des projets (en français). France Magazine ; Chaud. Froid. Plomberie Nov. 2002 : L’avenir du chauffage .Sa disparition ? L’exemple allemand. http://www.negawatt.org L'association négaWatt a pour objectif de promouvoir et développer le concept et la pratique "négaWatts" à tous les niveaux de notre société. Elle souhaite ainsi contribuer à la protection de notre biosphère, à la préservation et au partage équitable des ressources naturelles, à la solidarité et la paix par le développement harmonieux des territoires. Enertech : Rapport : Evaluation des performances thermiques Bâtiments de logements HQE économes en énergie et en eau. Programme RESTART. Enertech : Rapport : Evaluation des surcoûts HQE lié au programme RESTART. Olivier Sidler : "Diviser par 4 la consommation d’énergie des bâtiments : mythe ou réalité ?" Site construction Energie-Cité. Greenpeace. Plaquette sur la basse consommation. Energies renouvelables (www.energies-renouvelables.org) Site de l’ADEME www.ademe.fr/alsace/index.html Association Qualitel www.qualitel.org Danemark: Suisse Université technique du Danemark : 12 expérimentations de bio construction et basse énergieEvaluations et propositions. Ministères de l’énergie et de l’environnement. Statistiques. Cenergia (www.cenergia.dk) : Bureau d’étude spécialisé dans l’efficacité énergétique. Exemples de réalisations. Article sur la construction très basse énergie : La maison passive. Pour plus d’information sur la politique de développement durable dans le logement en Danemark voir le site Biohab : http://biohab.free.fr/BIOHAB/Niveau%20V/Reg_pdf_pays/reg_pdf_dk.pdf Site Minergie (www.minergie.ch/fr/index). 19 Charte Minergie pour la consommation basse énergie et Minergie P pour la construction de bâtiments en très basse énergie (voir article ci-joint). Liste de références des bâtiments ayant reçu le label Minergie. Allemagne Site internet CEPHEUS: Cost Efficient Passive Houses as European Standards www.cepheus.de/eng Article sur la construction basse énergie : What Makes a Building a Passive House. Pour plus d’information sur la politique de développement durable dans le logement en Allemagne voir le site Biohab : http://biohab.free.fr/BIOHAB/Niveau%20V/Reg_pdf_pays/reg_pdf_allemagne.pdf 20 Annexe 2 Programme énergivie Actions Innovatrices Energies Renouvelables La basse et très basse énergie dans l’habitat neuf et rénové Le standard Minergie • • • • • Tableau des consommations exigées en label « Minergie » suivant le type de bâtiment. Plaquette « Minergie » sur la construction basse énergie. (2004). Plaquette « Minergie P» sur la construction très basse énergie. (2004). Plaquette « Minergie rénovation» sur la réhabilitation très basse énergie. (2004). Évaluation auprès des usagers du standard Minergie Associée avec la Mulhouse Sud Alsace Exigences MINERGIE • • Exigences pour nouveaux bâtiments Exigences pour les bâtiments antérieurs à 1990 Exigences pour nouveaux bâtiments Catégorie Exigences supplémentaires Indice pondéré énergie ’chaleur’ Eau chaude Froid industriel I Habitat collectif 42 kWh/m - - - II Habitat individuel 42 kWh/m - - - III Administration 40 kWh/m - - IV Ecoles 40 kWh/m - - V Commerce 40 kWh/m - Util. rejets thermiques si P > 10 kW VI Restauration 45 kWh/m 20% des besoins: énergies renouvelables - VII Lieux de rassemblement 40 kWh/m - - VIII Hôpitaux 75 kWh/m - Util. rejets thermiques si P > 10 kW IX Industrie 20 kWh/m - - X Dépôts 20 kWh/m - - XI Installations sportives 25 kWh/m 20% des besoins: énergies renouvelables - XII Piscines couvertes - 20% des besoins: énergies renouvelables - 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Exigences pour bâtiments antérieurs à 1990 Catégorie Exigences supplémentaires Indice pondéré énergie ’chaleur’ Eau chaude Froid industriel I Habitat collectif 80 kWh/m - - II Habitat individuel 80 kWh/m - - III Administration 70 kWh/m - - IV Ecoles 70 kWh/m - - V Commerce 70 kWh/m - Util. rejets thermiques si P > 10 kW VI Restauration 85 kWh/m 20% des besoins: énergies renouvelables - VII Lieux de rassemblement 80 kWh/m - - VII I Hôpitaux 110 kWh/m - Util. rejets thermiques si P > 10 kW IX Industrie 50 kWh/m - - X Dépôts 45 kWh/m - - XI Installations sportives 50 kWh/m 20% des besoins: énergies renouvelables - XII Piscines couvertes - 20% des besoins: énergies renouvelables - 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Maisons avec un label de qualité Mieux construire, mieux vivre Une bonne enveloppe du bâtiment et une technique efficace assurent le bien-être dans une maison MINERGIE. Maisons d’habitation, hôtels, bâtiments administratifs et industriels MINERGIE pose les jalons • Standards pour toutes les catégories de bâtiments (constructions nouvelles et rénovées). • La consommation énergétique est réduite d’un facteur 3 par rapport aux bâtiments traditionnels. • Pour les bâtiments d’habitation, une consommation annuelle de 42 kWh par m2 de surface s’applique. • Le cadre financier est défini: au maximum 10 pour cent d’investissements supplémentaires. • Le contrôle du projet est assuré par un service professionnel neutre. • Une aération contrôlée et une enveloppe de bâtiment étanche. La consommation énergétique est sous contrôle: une isolation thermique de 20 cm (sur la photo, encore sans revêtement) est la norme dans une maison MINERGIE. Module MINERGIE La qualité d’une maison dépend de la qualité de ses éléments et systèmes de construction. Les modules MINERGIE certifiés, tels que les fenêtres isolantes, les charpentes et les façades, garantissent un mode de construction conforme au standard MINERGIE. Un aperçu des produits certifiés figure à l’adresse www.minergie.ch. Lumière, air, calme, confort MINERGIE garantit le confort • Températures agréables et absence de courants d’air grâce à une meilleure isolation thermique. • Aération douce au lieu de fenêtres basculantes: le bruit de la rue reste à l’extérieur. • La lumière naturelle et des luminaires efficaces assurent un bon éclairage des pièces. • L’aération contrôlée garantit une humidité de l’air équilibrée. • L’air extérieur filtré est un plus pour les personnes allergiques. L’aération douce réduit la consommation énergétique du chauffage et assure une bonne atmosphère dans les pièces. Une caractéristique de MINERGIE. Fritz Schuppisser avec son fils Alexandre: «Dans la maison MINERGIE, nous dormons comme des loirs.» Architecture individuelle MINERGIE crée des espaces libres • L’architecte dispose d’une liberté absolue dans la configuration des pièces. • Pas de restriction lors du choix des matériaux. • Liberté de choix pour le générateur de chaleur et le système d’eau chaude sanitaire. • Pompe à chaleur, capteurs solaires, chauffage à bois, à gaz ou à mazout. • Pas de contraintes pour le type de fenêtres et l’isolation thermique. MINERGIE offre une grande liberté pour le plan d’étage, la conception et l’agencement. Bonus Elsbeth Kindhauser, habitante du lotissement MINERGIE «Am Chräbsbach» à Winterthour, achète de l’électricité écologique à une centrale hydro-électrique. Le standard MINERGIE honore cet engagement en faveur de l’environnement lors de la certification en offrant un bonus. Utilisation rationnelle de l’énergie MINERGIE respecte l’environnement • MINERGIE réduit les émissions de gaz carbonique (CO2) et de substances nocives. • Les énergies renouvelables telles que le bois et la chaleur solaire donnent droit à un bonus. • L’utilisation rationnelle des ressources naturelles bénéficie d’un soutien. Une maison individuelle MINERGIE avec pompe à chaleur produit 15 fois moins de substances nocives qu’une maison traditionnelle avec chauffage à agents énergétiques fossiles. Par conséquent, MINERGIE est un composant important de la politique énergétique et climatique suisse. Le bonus MINERGIE Flumroc: un pas novateur vers l'avenir énergétique. Mieux isoler et utiliser l'énergie solaire, c'est profitable pour vous et pour l'environnement. Flumroc SA, 1024 Ecublens Téléphone 021 691 21 61, Téléfax 021 691 21 66 Sécurité, efficience et peu de frais d’exploitation MINERGIE utilise des techniques futées MINERGIE soulage le porte-monnaie: un foyer MINERGIE a des coûts d’énergie réduits. • Appareils électroménagers efficients et luminaires économisant l’électricité. • Aération douce avec récupération de chaleur. • Capteurs solaires pour la production d’eau chaude sanitaire et le chauffage des pièces. • Chaudières et pompes à chaleur avec un rendement élevé. • Robinetteries sanitaires permettant d’économiser l’eau. Partenaires professionnels Dans toute la Suisse, des partenaires professionnels MINERGIE se tiennent à disposition des maîtres d’ouvrage. Ces partenaires sont des bureaux d’architectes et d’ingénieurs qui ont réalisé au moins un bâtiment certifié MINERGIE. Ils possèdent donc un important savoir-faire du domaine MINERGIE. Une liste d’adresses figure sur le site www.minergie.ch. Mode de construction du futur MINERGIE conserve la valeur • Les maisons MINERGIE répondent déjà aujourd’hui aux futures exigences en matière de confort d’habitation. • La consommation d’énergie est nettement inférieure aux exigences légales; un assainissement ultérieur devient superflu. • Les quelques investissements supplémentaires sont largement compensés par des coûts énergétiques réduits. • L’excellent mode de construction permet d’éviter des dommages tels que les moisissures. • Les maisons MINERGIE conservent durablement leur valeur sur le marché de l’immobilier. MINERGIE – un argument de vente. Une maison MINERGIE conserve sa valeur pendant des générations. MINERGIE permet de progresser • Objets de référence: plus de 1500 bâtiments certifiés dans toute la Suisse. • Contributions d’encouragement: s’adresser aux services cantonaux de l’énergie. • Hypothèques avantageuses: de nombreuses banques soutiennent les constructions MINERGIE. • Bibliographie: à commander auprès de l’administration MINERGIE à Fribourg. MINERGIE: la marque pour un meilleur mode de construction. • Société avec une large assise: Confédération, cantons, fabricants, associations professionnelles de la branche de la construction et de l’immobilier, architectes, concepteurs, investisseurs et maîtres d’ouvrage. Informations générales MINERGIE MINERGIE agence Romandie Chemin de la Tour-Rouge 1 1707 Fribourg Tél. 026 481 38 19 Fax 026 481 38 30 [email protected] Téléphone www.minergie.ch Secrétariat MINERGIE Steinerstrasse 37 3006 Berne Tél. 031 350 40 60 Fax 031 350 40 51 [email protected] MINERGIE agence bâtiment Optingenstrasse 54 3013 Berne Tél. 031 340 35 30 Fax 031 340 35 36 [email protected] 0800 678 880 Oerlikon Journalisten Service pour architectes et maîtres d’ouvrage MINERGIE -P: meilleure qualité de construction ® Le standard de construction MINERGIE®-P présenté aux concepteurs et aux maîtres d’ouvrage • Pertinence • Exigences • Recommandations • Dispositions en matière de construction • Justificatif • InfoPlus Pertinence Une technique de construction exemplaire Tout bâtiment MINERGIE®-P repose sur un concept original favorisant les économies d’énergie. Comme son grand frère MINERGIE® le standard MINERGIE®-P établit des exigences très élevées en matière de confort et de rentabilité. Un bâtiment conçu selon MINERGIE®-P constitue un système à part entière. Il est entièrement conçu, construit et optimisé en phase d’exploitation dans l’objectif de satisfaire ces exigences. Il ne se résume pas à une couche supplémentaire d’isolant thermique. Les constructions MINERGIE®-P impliquent une grande étanchéité à l’air de l’enveloppe. Par conséquent, l’aération doit se faire de façon contrôlée, par un apport d’air frais et l’extraction de l’air vicié. Au sens du standard MINERGIE®-P, une aération non contrôlée par les fenêtres est insuffisante. Les constructions MINERGIE®-P et le standard lui-même sont porteurs d’innovation. Ce concept de bâtiment incarne le nec plus ultra en matière de développement technologique, aussi bien en ce qui concerne le gros-œuvre que les installations techniques: les dernières technologies en matière d’efficacité énergétique, d’utilisation des énergies renouvelables et de construction sont mises à profit pour réaliser un bâtiment à la fois confortable et économe en énergie. MINERGIE®-P constitue une véritable plate-forme d’innovation pour les concepteurs, les maîtres d’ouvrage et les entrepreneurs, et permet une évolution plus intéressante de la valeur du bâtiment sur le long terme. MINERGIE®-P constitue un exemple pour l’ensemble du secteur de la construction, dans la lignée du standard MINERGIE®, déjà largement répandu. Avec ces deux standards, MINERGIE® répond aussi bien aux besoins de la technologie de pointe qu’à ceux de la commercialisation à grande échelle. MINERGIE®-P existe pour les catégories d’ouvrages suivantes: I Habitat collectif, II Habitat individuel et III Administration. MINERGIE®-P Cinq exigences Exigences 2 Recommandations Puissance thermique nécessaire MP (par unité de surface de référence énergétique) (MP: MINERGIE®-P) 10 W/m2 max. (valable seulement pour les bâtiments chauffés par l’intermédiaire de l’installation d’aération) Besoins en chaleur MP pour le chauffage (par unité de surface de référence énergétique) 20 % max. de la valeur limite fixée par la norme SIA 380/1 Indice de dépense énergétique pondéré (énergie utilisée aux fins de chauffage du bâtiment, de préparation de l’eau chaude sanitaire, de renouvellement de l’air, voire de climatisation) Catégories d’ouvrage «Habitat»: 30 kWh/m2 max., Catégorie d’ouvrage «Administration»: 25 kWh/m2 max. Etanchéité à l’air: taux de renouvellement de l’air pour une différence de pression de 50 Pa 0,6/h max. Appareils ménagers De catégorie A (A+ pour les réfrigérateurs) Eléments de construction opaques de l’enveloppe valeur U inférieure à Fenêtres valeur UW inférieure à 0,15 W/m2 K 0,8 W/m2 K Les dix principales dispositions à respecter • Une excellente isolation thermique des éléments de l’enveloppe • Des fenêtres d’efficacité énergétique élevée (cadre et vitrage) • Un nombre minimal de ponts thermiques • Une enveloppe étanche à l’air jusque dans ses moindres détails • Une optimisation de l’utilisation passive de l’énergie solaire • Une masse suffisante pour le stockage thermique • Un renouvellement efficace de l’air avec récupération de chaleur • Le recours aux énergies renouvelables, au cas par cas • Des appareils ménagers et un éclairage économes en énergie, des équipements de bureau peu gourmands en énergie • L’utilisation des rejets thermiques des installations frigorifiques Justificatif MINERGIE®-P: page 6. InfoPlus: page 8 Enveloppe du bâtiment Isolation thermique: entre 25 et 40 cm ® MINERGIE -P ne pose aucune exigence en ce qui concerne l’épaisseur et la nature des matériaux isolants. Néanmoins, pour que le bâtiment réponde aux exigences du standard, tous les éléments de l’enveloppe doivent offrir une excellente isolation. Il est donc fortement recommandé de prévoir des toitures, des planchers et des parois opaques dont la valeur U est inférieure à 0,15 W/m² K. Avec les matériaux isolants courants de conductivité thermique 0,04 W/m² K, l’épaisseur d’isolant requise s’élève à 25 cm pour des parois homogènes (exemptes de ponts thermiques !). Pour des valeurs U tournant autour de 0,1 W/m² K, ce chiffre atteint 40 cm. Dans le cas de constructions de type massif, ces épaisseurs sont excessives. Les bâtiments MINERGIE®-P construits à ce jour témoignent indéniablement d’une évolution vers les constructions légères. Pour obtenir malgré tout une masse suffisante pour le stockage de la chaleur, les parois de construction légère sont souvent associées à des dalles et des sols en dur. Fenêtres: la qualité prime sur la surface En dépit de la rapidité de l’évolution observée ces dernières années, les éléments de construction vitrés demeurent souvent une cause de déperditions dans le bilan énergétique, à l’exception des vitrages isolants de valeur U très faible fixés dans des cadres de fenêtres très bien isolés, à condition qu’ils soient orientés au sud. Pour satisfaire à la recommandation de MINERGIE®-P, la valeur U des fenêtres doit être inférieure à 0,8 W/m² K. Parmi les cadres de fenêtre que l’on trouve sur le marché, beaucoup ne répondent pas à cette exigence. C’est pourquoi l’intégration du bâti dormant à l’isolation de la partie opaque adjacente est une solution qui a fait ses preuves. Trois plaques de verre ou films de plastique sont nécessaires pour atteindre les valeurs U idéales, qui se situent entre 0,5 et 0,7 W/m² K. La règle de base à observer est la suivante: en matière de consommation d’énergie, la qualité du vitrage est plus importante que la surface de fenêtres installée. Dans les bâtiments MINERGIE®-P, on risque des surchauffes en été si la surface vitrée est trop importante tandis que la masse disponible pour le stockage de la chaleur est insuffisante. Il convient donc d’étudier soigneusement la disposition des fenêtres et des équipements destinés à limiter la pénétration du rayonnement solaire. �������������������� ����� ������������������� ����� ��������� ��������� Ponts thermiques Le plus grand soin est requis en phase d’étude. Des ponts thermiques apparaissent dans la construction à toutes les discontinuités du plan de l’isolation thermique, par exemple au niveau des éléments placés dans l’isolation pour des raisons de statique ou nécessaires aux installations techniques, en particulier les éléments de fixation. Les murs et les supports posés sans séparation thermique sur des fondations ou une dalle de sol constituent des ponts thermiques importants. Dans les toitures à pans inclinés, des déperditions se produisent à tous les endroits où les chevrons ou les pannes traversent le plan de l’isolation thermique. D’autres sont observées aux jointures des bâtis dormants avec les parties extérieures opaques. Quant aux ponts thermiques géométriques, ils se produisent aux angles rentrants et aux parties saillantes du bâtiment. Les constructions de forme compacte et simple sont donc moins concernées que les surfaces fortement structurées. L’effet des ponts thermiques est beaucoup plus marqué dans les systèmes d’isolation thermique poussée que dans les constructions de type classique. 3 ������������������� �������������������� ��������� ����������� �������������� ������������� ����������� Etanchéité à l’air: une préoccupation constante Les parois extérieures en dur recouvertes d’un enduit intérieur offrent généralement une bonne étanchéité. Il en va de même des fenêtres, à l’exception de leurs raccordements aux parties extérieures opaques de l’enveloppe. Pour satisfaire au niveau d’étanchéité à l’air requis, il convient de colmater les jointures et les fentes entre les différents éléments de construction avec un mastic ou des bandes collantes. Les constructions entièrement en bois demandent davantage d’efforts sur ce plan. Des films d’étanchéité à l’air, de préférence incorporés à la construction, du côté intérieur, par un collage sans discontinuité aucune, ont fait leurs preuves. Les percements sont souvent la cause d’une perméabilité à l’air. Le colmatage des fuites d’air à l’aide de matériaux rigides comporte le risque d’apparition de nouvelles fuites à moyen terme. L’utilisation de boîtiers d’installation et de manchettes étanches ainsi que de matériaux d’étanchéité en «duroplastique» est préférable. Par ailleurs, la conception des installations peut être optimisée de manière à réduire le nombre et la section des percements nécessaires. Pour tester l’étanchéité à l’air d’un bâtiment, on utilise un panneau de pressurisation (blower door). Un ventilateur monté dans une ouverture de l’enveloppe du bâtiment crée une dépression ou une surpression de 50 Pa. Le débit de l’air qui s’infiltre dans les jointures de l’enveloppe en raison de cette différence de pression (constante) permet de calculer la grandeur caractéristique recherchée: le taux de renouvellement d’air par infiltration. Normalement, on effectue le test de pressurisation à l’achèvement du grosœuvre, de manière à pouvoir remédier aisément aux éventuelles défectuosités constatées. Installations techniques Renouvellement de l’air et récupération de chaleur Puisque l’enveloppe du bâtiment est étanche à l’air, il faut assurer un apport d’air frais suffisant autrement que par infiltration. Celui-ci doit se faire de manière contrôlée pour limiter les déperditions thermiques. Le système le plus efficace consiste en une simple installation de ventilation mécanique à double flux (air pulsé/air extrait) avec récupération de chaleur. On parle ici d’aération mécanique douce. Elle sera réalisée avec un échangeur de chaleur à contre-courants ou à courants croisés, ou encore avec un échangeur rotatif. Aux températures les plus basses, les composants situés entre la prise d’air extérieur et l’appareil d’aération risquent de geler. On peut pallier ce problème en faisant passer préalablement l’air extérieur par un canal souterrain, dit puits canadien. Dans ce cas, il faut veiller à éliminer l’eau qui se forme par condensation sur les parois, en inclinant le canal vers le bâtiment et en prévoyant un écoulement approprié. Chauffage par apport d’air extérieur: les besoins de chaleur pour le chauffage d’un bâtiment MINERGIE®-P étant très faibles, il est possible d’avoir recours à l’aération mécanique pour le chauffage des pièces. La température de l’air pulsé est limitée, dans ce cas, à 50 °C. C’est pourquoi, dans les bâtiments chauffés exclusivement à l’air chaud, on ne peut répondre à une puissance thermique appelée plus élevée qu’en augmentant le débit de l’air pulsé. Pour éviter que l’air dans les pièces ne soit trop sec pendant les jours les plus froids de l’hiver, on limite à 10 W/m2 de surface de plancher la puissance thermique nécessaire 4 dans ces bâtiments. Les installations d’aération mécanique avec réchauffement de l’air nécessitent des études approfondies lors de l’élaboration du projet et un soin particulier pendant l’exécution; elles impliquent de prendre en compte les normes et les directives les plus récentes. L’émission de la chaleur et sa distribution par l’intermédiaire de l’aération mécanique conduisent à une température homogène dans toute la maison, un élément dont les maîtres d’ouvrages doivent être informés, outre les autres spécifications. Entraînement du ventilateur: les moteurs à courant continu et à commutation électronique consomment nettement moins d’électricité que les moteurs à courant alternatif. Pour évaluer l’efficacité énergétique d’une installation de renouvellement d’air, on mesure, outre le taux de récupération de la chaleur, la consommation d’électricité par m3 d’air pulsé. Valeurs indicatives: de 0,3 à 0,4 Wh/m3. Distribution de l’air: un espace suffisant doit être réservé aux gaines. Il faut prévoir des sections assez grandes de manière à ne pas dépasser une vitesse d’écoulement de l’air de 2 m/s. En outre, les conduits, les composants et l’appareil d’aération doivent être étanches. Tous les conduits situés en dehors du périmètre isolé thermiquement seront munis d’une isolation. Quant à ceux situés à l’intérieur de ce périmètre, ils ne seront isolés que si l’air pulsé est utilisé pour le chauffage. Une attention particulière doit être portée à la transmission possible des bruits, au nettoyage ainsi qu’à l’entretien des filtres. Energies renouvelables L’indice pondéré de dépense d’énergie, grandeur figurant dans l’exigence n° 3 du standard MINERGIE®-P, s’obtient à partir de la somme des besoins de chaleur pour le chauffage et pour l’eau chaude sanitaire, à laquelle on ajoute les pertes à la production de chaleur – données par la fraction utile – moins les apports des sources d’énergie renouvelables. Dans l’habitat collectif, on ne peut se passer des apports des sources d’énergie renouvelables si l’on veut satisfaire aux exigences de MINERGIE®-P. En effet, le calcul des besoins d’énergie pour l’eau chaude sanitaire est fondé sur les conditions normales d’utilisation spécifiées dans la norme SIA 380/1. En admettant une fraction utile de 0,9 pour la production de la chaleur, on obtient pour l’eau chaude seule un indice de dépense d’énergie de 23,1 kWh/m², ce qui représente déjà plus de 77 % de l’indice pondéré globalement requis pour toute l’énergie consommée dans le bâtiment (voir le diagramme ci-contre). Pour les autres catégories de bâtiments, notamment l’habitat individuel et les bâtiments administratifs, le recours aux énergies renouvelables est certes recommandé, mais il n’est pas indispensable pour satisfaire aux exigences de MINERGIE®-P. ������������������������������������ ������ �� �������������������������� �� �� �� �� �� �������� �������������� ������������ ����������� �������� �������������� ������������ ����������� �������������� ������������� ������������� ��������� ��������� � �������� �� ��������� �� ��� ������������� �������������� ����������� �������� ��������� ��������� ��� Bases du calcul: besoins de chaleur pour le chauffage d’env. 10 kWh/m² selon la norme SIA 380/1; besoins de chaleur pour l’eau chaude sanitaire: conditions normales d’utilisation selon la norme SIA 380/1; fraction utile de 0,9 pour la production de la chaleur; chauffage à air chaud; renouvellement de l’air: débit d’air extérieur de 30 m³ par personne et par heure; moteurs à courant continu pour l’entraînement des ventilateurs; 8760 heures de fonctionnement par année. �� �� � � ������������ ���������������� ��������� ���������� �������������������������� ������������������������� ����������������������������� ������������������������������� ����������������������������� ��������������� ����������������� Besoins pondérés d’énergie finale pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire et le renouvellement de l’air, et leur couverture par les énergies renouvelables et non renouvelables dans le cas d’une habitation collective. Equipements auxiliaires Les équipements auxiliaires classiques comme les pompes et les régulations sont souvent gourmands en énergie. C’est pourquoi, dans les maisons MINERGIE®-P, il faut accorder la plus grande attention à la consommation d’électricité des composants des installations techniques. Ceci concerne aussi bien l’étude du projet, le dimensionnement et le choix des composants que la pose de tous les équipements auxiliaires et l’optimisation de leur fonctionnement. Appareils ménagers Energie A B C D E F G A Les appareils ménagers du commerce sont munis d’une «étiquetteEnergie» qui indique leur catégorie de consommation d’énergie conformément à une directive européenne. Les appareils les plus économes en énergie sont désignés par la lettre A ou A+. Dans les bâtiments MINERGIE®-P, seuls les appareils de ces deux catégories sont autorisés (exigence n° 5). La sélection de ces appareils est faite par S.A.F.E. et publiée sur le site Internet www.topten.ch. 5 Certification Un processus en quatre étapes Valeurs standard MINERGIE®-P pour le calcul du débit d’air extérieur thermiquement actif à l’aide d’un logiciel d’application de la norme SIA 380/1 Les quatre étapes Conditions particulières d’utilisation Il faut quatre étapes pour prouver que les exigences du standard MINERGIE®-P sont satisfaites, à l’aide du justificatif prévu à cet effet. La première étape consiste à déterminer, à partir des caractéristiques du bâtiment et du projet, la puissance thermique nécessaire (exigence n° 1) et les besoins de chaleur pour le chauffage (exigence n° 2) à l’aide d’un logiciel d’application de la norme SIA 380/1. Pour les bâtiments MINERGIE®-P, trois valeurs doivent être modifiées ou complétées par rapport aux conditions normales d’utilisation figurant dans la norme SIA 380/1 (voir diagramme). Cette première étape permet en même temps d’optimiser le bâtiment lui-même. La deuxième étape consiste à calculer l’indice pondéré de dépense d’énergie (exigence n° 3), à l’aide du même logiciel, en fonction des besoins de chaleur pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire, de la fraction utile de la production de chaleur et des facteurs de pondération des sources d’énergie finale. Cette deuxième étape permet d’optimiser en même temps les installations techniques. La troisième étape consiste à mesurer l’étanchéité à l’air au moyen d’un panneau de pressurisation (blower door test); on obtient ainsi le taux de renouvellement d’air par infiltration (exigence n° 4). La quatrième étape permet de s’assurer que la consommation d’énergie des appareils ménagers et de l’éclairage correspond aux catégories requises selon les étiquettesEnergie, sur la base de la documentation technique (exigence n° 5). De part les différences par rapport aux conditions normales d’utilisation définies dans la norme SIA 380/1, dans le logiciel de calcul, trois valeurs doivent être modifiées ou complétées: Température extérieure servant au calcul de la charge thermique: la puissance thermique nécessaire par unité de surface de référence énergétique qh-MP, max – MP pour MINERGIE®-P – sera déterminée sur la base de la température extérieure telle que spécifiée par la norme SIA 381/2. Consommation annuelle d’électricité QE: 17 kWh/m2 ou 60 MJ/m2. Cette valeur, inférieure à celle indiquée dans la norme SIA 380/1 dans les conditions normales d’utilisation, se justifie par l’utilisation d’appareils ménagers et d’équipements de bureau peu gourmands en énergie (exigence n° 5). Débit d’air extérieur thermiquement actif (Vth, MP): ce calcul s’effectue en principe conformément au point 3.4.1.7 de la norme SIA 380/1, soit, de manière simplifiée: Vth, MP = {[Vair ext · (1 - ηrécup) + Vx] · ß} + [V0 · (1 - ß)]. Symbole Habitat Administration Rapport entre la durée de fonctionnement de l’installation de renouvellement d’air et la durée de la période de calcul Débit d’air extérieur ß 1,0 1,0 Vair ext 0,85 m³/m² h 1,15 m³/m² h Débit d’air extérieur occasionné par les infiltrations liées aux imperfections de l’enveloppe du bâtiment, respectivement quand l’installation de renouvellement d’air est à l’arrêt et quand elle fonctionne Rendement de température de la récupération de chaleur de l’installation de renouvellement d’air équipée d’un échangeur à contre-courants Débit d’air extérieur thermiquement actif obtenu sur la base des valeurs standard de MINERGIE®-P V0, Vx 0,1 m³/m² h 0,1 m³/m² h ηrécup 0,8 (80 %) 0,8 (80 %) Vth, MP 0,27 m³/m² h 0,33 m³/m² h On n’appliquera ces valeurs standard que si l’on ne dispose ni de valeurs mesurées ni des caractéristiques des produits, au besoin tirées de certificats. 6 Conditions pour l’application de cette formule simplifiée: • La durée de fonctionnement de l’installation assurant le renouvellement de l’air est identique à la période de calcul, donc ß = 1; • Vx = V0, ce qui signifie que le débit volumique de l’air extérieur qui s’infiltre en raison des imperfections de l’enveloppe du bâtiment reste le même, que la ventilation fonctionne (Vx) ou qu’elle soit à l’arrêt (V0). Le débit d’air extérieur thermiquement actif ne permet pas de calculer les besoins effectifs en air frais. A cette fin, il convient d’utiliser les valeurs normalisées habituelles. L’étanchéité à l’air du bâtiment doit être mesurée au moyen d’un test de pressurisation (blower door test). Le site Internet de MINERGIE® recense la liste des entreprises habilitées à conduire ce type de test . Le justificatif MINERGIE®-P repose sur une association qui a fait ses preuves: la norme SIA 380/1 et MINERGIE® Sur la base des caractéristiques du bâtiment et des données météorologiques, les logiciels d’application de la norme SIA 380/1 qui sont compatibles avec MINERGIE®-P permettent de calculer aussi bien la puissance thermique nécessaire que les besoins de chaleur pour le chauffage. Cette puissance est obtenue à partir du coefficient de déperdition thermique H (exprimé en W/K), en tenant compte aussi des gains occasionnés par les appareils électriques. �������� ����������������� ��������� ������������������������� ������������������ ���������������������������������������� ������� ������������������������������������� ������������� ������������������������������ ������������������������������������� �������������������������������� ������������������� ������������������������������������ ����������������������������������������� ��������������������� �������������������� �������������������� ������������������������� ������������������������ ������������������������������ ���������������������� ������������������������������������ ���������������������������������� ���������������������������� ���������������������������������� ����������������������� ������������������� ����������������������� ������������������������ ����������� ������������� �������������� ������������� ������������������ ����������������� ������������� ������������������� ��������������� ������������� ���������������������������������� ���������������������������� ����������� �������� ������������������������ ������������������� ��������������������� ����������������������� ������������������� ��������������������� �������� ������������������ ��������������������� �������������������� ������������������� ������������������ ������������������������ ���������� ������������������������ ������������������������� ���������������� *Cette exigence ne vaut que pour les bâtiments chauffés par l’intermédiaire de l’installation d’aération mécanique. Dans le calcul de la valeur de qh-MP,max, on ne prend en compte que 50 % de la chaleur dégagée par les appareils électriques. Ce calcul simplifié ne doit pas être utilisé pour le dimensionnement des installations et de leurs composants. Celui-ci s’effectue selon les normes SIA en vigueur, en calculant la puissance thermique de manière différenciée, dans les règles de l’art. ������������� Documents nécessaires à la certification • Justificatif selon la norme SIA 380/1 (version imprimée) • Justificatif MINERGIE®-P (version imprimée) • Plans du bâtiment: plan horizontal, façades et coupes, avec indication précise de la surface des différents éléments de construction • Plans montrant les détails de la construction • Fiches techniques (appareil d’aération, chauffage, chauffe-eau, fenêtres, appareils ménagers) • Copies de rapports d’homologation et de certificats d’essai • Procès-verbal de l’essai de pressurisation (blower door test) • Plan de situation Pour une liste de contrôle détaillée, rendez-vous à l’adresse www.minergie.ch → Standards → MINERGIE®-P Facteurs de pondération des différentes sources d’énergie: voir la version du Règlement MINERGIE®-P en vigueur 7 Il existe nombre de contributions sur les bâtiments à basse consommation d’énergie et les maisons passives, dans lesquelles les maîtres d’ouvrage, les architectes et les spécialistes des installations techniques du bâtiment trouveront de plus amples informations sur des techniques de construction compatibles avec le standard MINERGIE®-P. Les solutions qui y sont proposées pour la construction de l’enveloppe et les installations techniques peuvent être transposées aux bâtiments MINERGIE®-P (avec la prudence qui s’impose). Pour obtenir des renseignements sur l’évaluation standardisée des bâtiments MINERGIE®-P, il convient de s’adresser au Bureau de certification (voir encadré). Soutien financier: certains cantons soutiennent financièrement la construction de bâtiments répondant aux exigences MINERGIE®. Les intéressés s’adresseront au Service de l’énergie de leur canton de domicile. Les banques qui accordent des prêts hypothécaires à un taux préférentiel pour les bâtiments MINERGIE® examineront volontiers les demandes qui leur seront présentées pour des bâtiments MINERGIE®-P. Les cantons de Bâle-Campagne et de Bâle-Ville ainsi que que la société Renggli SA encouragent l’utilisation rationnelle de l’énergie grâce à MINERGIE®. Cette brochure a été réalisée avec leur soutien. Informations générales sur MINERGIE® Photos: en couverture, le bâtiment administratif de la société Renggli SA à Sursee (certificat LU-035). Page 3: l’un des bâtiments collectifs du quartier d’habitation Konstanz à Rothenburg (LU-002-P et LU-003-P), tous certifiés MINERGIE®-P . Page 5: un bâtiment à Schlatt (ZH-209). Page 8: une maison individuelle à Dintikon (AG-001-P). ® Agence MINERGIE romande Grandes-Rames 12 1700 Fribourg Tél. 026 321 53 25 Fax 026 321 53 38 [email protected] Téléphone www.minergie.ch 8 Bureau de certification MINERGIE®-P Technikumstrasse 21 6048 Horw Tél. 041 349 32 76 Fax 041 349 39 57 E-Mail [email protected] 0800 678 880 www.renggli-haus.ch Oerlikon Journalisten décembre 2004 tirage 2000 ex. InfoPlus Rénovation de deux immeubles construits dans les années 70 Consommation d’énergie réduite de moitié 1 Maintien de la valeur grâce à la rénovation MINERGIE® 2 Consommation d’énergie réduite de moitié 3 Enveloppe étanche pour meilleure isolation thermique et acoustique 4 Aération douce pour une meilleure qualité d’habitation 5 Apparence des bâtiments inchangée Les immeubles collectifs de la Säntisstrasse à Flawil rénovés selon le standard MINERGIE® (SG-118 et SG-214). Situation de départ Le temps à l’œuvre Le toit fuyait, les fenêtres n’étaient plus étanches. Lors de fortes pluies, l’eau pénétrait dans les appartements, provoquant des détériorations de la substance du bâtiment. En 25 ans, les deux immeubles collectifs de la Säntisstrasse 12 et 14 à Flawil avaient visiblement souffert des assauts du temps. En 1999, la caisse de pension des communes saint-galloises a mandaté un architecte pour réaliser un état des lieux. Cette analyse fit clairement ressortir la nécessité de réaliser des travaux de réfection des installations et de l’enveloppe des bâtiments. Comme le plan des appartements était bien conçu et les aménagements intérieurs encore en bon état, il fut décidé de limiter la rénovation à l’extérieur. Pour le maître d’ouvrage qui désirait trouver une solution durable, la variante la plus simple, à savoir „remplacer les fe- nêtres et repeindre les façades“, n’était pas celle qui convenait. L’installation d’une aération douce semblait également indispensable: elle aurait permis de remédier aux problèmes d’humidité et d’augmenter le confort d’habitation. «En notre qualité de caisse de pension du secteur public, nous nous sentions obligés de procéder à une rénovation exemplaire et durable.» Hans Frick, directeur de la caisse de pension des communes st-galloises. Concept Bien emballé et ventilé avec méthode La rénovation du premier immeuble fut entreprise en 2000 en commençant par isoler la façade avec une couche de laine minérale de 14 cm d’épaisseur, puis le toit avec une couche de polystyrène de 12 cm. Deux ans plus tard, le second bâtiment était équipé d’une couche isolante de 16 cm, voire 18 cm. Les fenêtres à triple vitrage ont une valeur U de 1,0 W/m2K. L’apparence extérieure des bâtiments ne devait subir aucune modification, c’est pourquoi les fenêtres sont restées à leur place et la façade a été crépie comme précédemment. Pour des raisons esthétiques et de détails de construction, le bureau d’étude a renoncé à une isolation compacte et opté pour une façade ventilée composée de panneaux légers en verre recyclé fixés à une substructure en aluminium. Comme il est pratiquement impossible d’obtenir une circulation correcte de l’air avec une enveloppe aussi étanche, l’amenée d’air doit être garantie par un système indépendant. Simultanément, pour éviter les pertes de chaleur par les fenêtres ouvertes, le standard MINERGIE® exige l’installation d’une aération douce. Ce système alimente les pièces en air frais et évacue l’air vicié par les zones humides. Un échangeur thermique réchauffe l’air extérieur avec l’air sortant. Comme beaucoup d’autres bâtiments, les immeubles collectifs de Flawil disposaient déjà de systèmes d’évacuation de l’air dans les blocs sanitaires, systèmes qui ont été repris tels quels. L’air extrait par les installations d’aération placées en sous-sol assure la ventilation du garage souterrain. Aspiré dans le jardin, l’air extérieur est acheminé jusqu’au système d’aération par un collecteur souterrain de 30 mètres de long. Les canaux d’air pulsé sont montés dans la couche isolante de la façade. Pour des raisons de protection anti-incendie, il a également fallu munir chaque appartement d’une conduite séparée. «MINERGIE® est au fait de la technique. Ceux qui aujourd’hui ne rénovent pas selon ce standard auront demain une étape de retard.» Felix Widmer, architecte, et Peter Forrer, planificateur en énergie Economie d’énergie Consommation réduite de plus de la moitié Cette rénovation a permis de réduire la consommation d’énergie pour le chauffage et l’eau chaude de plus de 50 %, électricité pour le système d’aération y comprise. Les valeurs chiffrées sont attestées dans la pratique: avant la rénovation, la consommation moyenne d’énergie pour les trois immeubles était de 177 kWh/m2. Après la rénovation, aération comprise, elle n’est plus que de 60 kWh/m2 pour le bâtiment n° 12 et de 63 kWh/m2 pour le bâtiment n° 14. Données bâtiment Säntisstrasse 14 Données bâtiment Säntisstrasse 12 Année de construction Rénovation Nombre d’appartements Surface de référence énergétique Consommation d’énergie pour le chauffage et l’eau chaude (indice énergétique thermique) 1974 2000 19 2321 m2 82 kWh/m2 Année de construction Rénovation Nombre d’appartements Surface de référence énergétique Consommation d’énergie pour le chauffage et l’eau chaude (indice énergétique thermique) 1974 2002 25 2992 m2 70 kWh/m2 Confort d’habitation De l’air frais en permanence Bien que l’intérieur des appartements n’ait pas été rénové, l’enveloppe étanche et le système d’aération ont permis d’améliorer le confort d’habitation. Dans un premier temps, les locataires, dont nombre vivent ici depuis la construction des bâtiments, considéraient l’aération douce avec scepticisme. Mais dans l’intervalle, ils sont revenus sur leurs doutes. La consommation d’énergie pour le chauffage ayant été réduite, la température de départ pour le chauffage au sol n’est aujourd’hui plus que de 30 °C contre 45 °C avant la rénovation selon le standard MINERGIE®. Grâce à l’isolation, les surfaces intérieures des murs de l’enveloppe du bâtiment sont plus chaudes et de ce fait «rayonnent moins de froid». La combinaison de ces différents facteurs a permis de créer un climat intérieur sain et agréable, qui augmente considérablement l’attrait de ces immeubles. Les nombreuses réactions positives et une demande accrue de location de ces appartements le confirment. «Nous n’entendons plus les trains. Et après manger ou au retour de vacances, l’air est frais sans avoir à aérer.» Bruno De Tomasi, locataire à la Säntisstrasse 14 depuis cinq ans. Coûts Augmentation minime des loyers La rénovation du premier immeuble comprenant 19 unités d’habitation a coûté 1,9 million de francs, la seconde étape portant sur 25 appartements, 2,4 millions – soit 66 000 à 69 000 francs pour un deux- pièces et 120 000 à 124 000 francs pour un 4 pièces. Un quart seulement des investisse- ments a été imputé aux locataires, entraînant une augmentation des loyers de 85 à 160 francs. Si ceci abaisse le rendement des immeubles, le maître d’ouvrage est cependant convaincu que l’augmentation de la valeur du bâtiment sera payante à terme. OeJ 5 arguments en faveur de MINERGIE® Rénovation profitable 1 2 3 4 5 Protection des volumes bâtis: une bonne isolation augmente la température de la surface des murs extérieurs. Grâce à cela, les volumes bâtis sont protégés de l’humidité et de la moisissure. En outre, une enveloppe de bâtiment étanche réduit considérablement la consommation d’énergie. Un immeuble collectif rénové selon le standard MINERGIE® consomme 50 % moins d’énergie pour le chauffage, l’eau chaude et l’aération qu’un immeuble suisse traditionnel. Renouvellement d’air suffisant garanti: étant donné que le standard MINERGIE® exige une enveloppe étanche, l’aération douce est obligatoire afin de garantir un renouvellement suffisant de l’air. Les inévitables pollutions de l’air intérieur telles que les odeurs ou l’humidité sont évacuées. Ceci permet non seulement de garantir un climat d’habitation sain mais aussi de prévenir les dégâts causés par l’humidité. Augmentation du confort d’habitation: de bonnes fenêtres, une enveloppe étanche et une aération douce contribuent à créer un meilleur confort. Dans les lieux exposés aux nuisances sonores, les habitants dorment au calme – les fenêtres restent fermées, l’apport en air frais est assuré par le système d’aération. Le climat intérieur est agréable: l’isolation des murs extérieurs empêche qu’ils ne se refroidissent, de sorte qu’une pièce chauffée à 20 °C seulement procure une agréable sensation de chaleur. Augmentation de la valeur: des études réalisées par la Banque cantonale de Zurich montrent que les constructions MINERGIE® gagnent une plus-value de 9 % sur le marché par rapport aux constructions traditionnelles – pour des bâtiments d’âge, de standard et de situation équivalents. Rentabilité à long terme: les investissements consentis pour une bonne enveloppe de bâtiment sont rentables à long terme. C’est la conclusion que tire une étude réalisée par l’EPF de Zurich. A long terme, une bonne rentabilité peut être réalisée avec une isolation de 20 à 24 cm d’épaisseur et des fenêtres ayant une valeur U de 1,0 W/m2K, et ce tant pour les nouvelles constructions que pour les bâtiments rénovés. Les immeubles collectifs de la Säntisstrasse sont orientés vers l’Ouest. Les balcons et la disposition des fenêtres n’ont subi aucune modification avec la rénovation. (Jorma Th. Müller) Participants au projet Maître d’ouvrage Caisse de pension des communes st-galloises 9230 Flawil [email protected] Informations générales sur MINERGIE® Architecte Widmer Architektur AG 9630 Wattwil [email protected] Agence MINERGIE® romande Grandes-Rames 12 1700 Fribourg Tél. 026 321 53 25 Fax 026 321 53 38 [email protected] Energie et installations techniques du bâtiment SiAG, Institut für Bautechnologie, Bauökonomie, Bauökologie AG 9000 St-Gall [email protected] Téléphone www.minergie.ch 0800 678 880 Canton de St-Gall Office de protection de l’environnement 9001 St-Gall [email protected] Enquête des cantons avec des résultats éloquents Test pratique réussi Qualité démontrée par les données de plus de 500 bâtiments. Moyennes des indices énergétiques en dessous de la valeur limite Aération douce appréciée par une forte majorité Certification, un élément de l‘assurance qualité Communication, clef des problèmes Les principaux points Test pratique – les résultats Le label MINERGIE® tient-il ses promesses? Les services de l’énergie des cantons ont voulu en avoir le cœur net. Dans le cadre d’une vaste étude, sur le plan thématique mais aussi géographique, placée sous la Direction de la haute école spécialisée de St-Gall, les données sur la consommation des bâtiments MINERGIE® ont été relevées, les habitants interrogés, les plans de construction et les documents de certification vérifiés. Et les résultats le montrent: MINERGIE® apporte les résultats escomptés. Outre ce point positif, des potentiels d’amélioration ont été identifiés. Indices énergétiques de 500 maisons d’habitation: Les constructions MINERGIE® consomment bien moins de la moitié de l’énergie des nouvelles constructions conventionnelles datant de 1998 à 2000. C’est ce qui ressort de l’analyse de la consommation énergétique pour le chauffage de locaux et la préparation d’eau chaude de plus de 500 bâtiments MINERGIE®. Les indices énergétiques moyens des nouvelles maisons individuelles et des maisons d’habitation rénovées sont nettement inférieurs aux valeurs limites de MINERGIE®; ces mêmes indices dépassent légèrement les valeurs limites pour les habitations collectives neuves. citées sont: par 47 %, le «confort d’habitation» et par 43 % la «protection de l’environnement», seules 10 % des personnes évoquent les «aspects économiques». De bonnes notes pour l’aération douce: Un autre sondage réalisé, en Suisse romande par la Conférence Romande des Délégués à l’Energie, auprès de 86 utilisateurs de bâtiments MINERGIE® donne des résultats similaires. Selon ce sondage, qui porte principalement sur l’aération douce, 43 % des personnes interrogées se disent «très satisfaites» du renouvellement de l’air et 44 % sont «satisfaites». Seules 12 % sont «plutôt satisfaites» et 1% «plutôt insatisfaites». Concernant les éventuels problèmes liés à l’aération douce, 27 % des sondés mentionnent le «bruit de l’installation» et 24 % «l’air sec». Pour ce qui est des avantages, 83 % des personnes interrogées évoquent la disparition rapide des odeurs, 48 % la réduction de l’humidité et 45 % la protection contre les bruits venant de l’extérieur. Satisfaction: L’évaluation par les habitants de bâtiments MINERGIE® est très positive. Les 291 personnes interrogées se disent presque toutes «très satisfaites» ou «satisfaites» du confort d’habitation, les trois quarts trouvent le rapport qualité-prix «très bon» ou «bon». 98 % des sondés recommanderont MINERGIE® à d’autres personnes. Les raisons 52 justificatifs passés à la loupe: Non pas les bâtiments MINERGIE® eux-mêmes, mais leurs données de planification ont fait l’objet d’une autre étude. Celle-ci visait à rechercher les erreurs dans les justificatifs, les stratégies pour atteindre le standard ainsi que les différences entre les valeurs de calcul et les valeurs limites de 52 bâtiments. Principaux résultats: En moyenne, 3 erreurs sont documentées par justificatif. Elles n’ont toutefois aucune influence sur l’exécution des travaux car elles ont été corrigées durant la procédure de certification. Les résultats montrent que la certification Comparaison entre les indices de dépense d’énergie (IDE) des bâtiments MINERGIE® inspectés et des bâtiments conventionnels des années 1998 à 2000 (relevés dans une étude de Wüest & Partner). Les habitants sont pour la plupart satisfaits de leur maison MINERGIE®. Leurs évaluations figurent dans le tableau. Les notes vont de 6 (très bien) à 1 (très mauvais) (moyenne arithmétique). ������������������������ ���������� ���� � ���������������������������������������������������� ���� � ��������������������� �������������������������� � ���� � ���� � ���� � ��� � ��� � ��� ��� ��� ��� �������������������������������������������� ���� � �������� �������� ��������� �������� ��������� ����� ������� ������� ������������ ������� ���������� ����������� ����������� ����������� ���������� ���������� �������� constitue un élément important de l’assurance qualité. Tous les objets remplissaient les critères de certification. Pour les éléments de construction extérieurs, la valeur U moyenne se monte à 0,18 W/m2K, ce qui correspond, selon la qualité de l’isolation, à une épaisseur de 18 à 24 cm. En général, les vitrages utilisés ont une valeur U inférieure à 1,1 W/m2K. Dans 85 % des objets, des systèmes pour l’utilisation des énergies renouvelables sont installés – des pompes à chaleur, des installations solaires et des chauffages au bois. Dans 64 % des bâtiments sont intégrés des chauffages par le sol avec des températures de départ de maximum 35 °C. 89 % de la surface d’habitation est équipée d’une aération douce avec récupération de chaleur. Collaboration au sein de l’équipe de construction: Un sondage mené auprès de 124 acteurs montre que des problèmes apparaissent souvent dans le cadre de la collaboration pendant la phase de planification et celle de réalisation: Le manque de communication est désigné comme raison principale. Le flux d’informations est trop lent ou des partenaires importants ont commencé à participer trop tard au projet. Des difficultés subsistent sur le plan de la planification intégrale: les concepteurs spécialisés et les installateurs effectuent trop souvent leurs propres tâches sans tenir suffisamment compte des autres corps de métier. Dans l’évaluation, les architectes et les techniciens se délivrent mutuellement de mauvais certificat. Souvent, l’instruction des utilisateurs est négligée. Une bonne communication au sein de l’équipe est aussi un gage de réussite pour les bâtiments MINERGIE®. Phase d’exécution: Les visites de chantiers de six objets sélectionnés ont montré que les problèmes typiques de la construction ne sont, pour la plupart, pas liés à MINERGIE®. Seule exception: l’aération douce qui exige manifestement plus de coordination tant pour les concepteurs que pour les installateurs. Contrôles de l’exécution: Des contrôles menés sur 13 bâtiments d’habitation montrent des écarts dans les éléments de construction, les épaisseurs d’isolation et les valeurs U des fenêtres. Toutefois, cela n’entraîne pas d’effets négatifs ou alors positifs. Une grande adéquation entre la planification et l’installation est démontrée pour les aérations douces. En résumé: aucun écart ayant une influence négative sur la valeur de calcul MINERGIE® n’a été décelé sur l’un des objets contrôlés. Cependant, le nombre d’objets contrôlés est trop peu important pour pouvoir en tirer des conclusions fiables. Etanchéité à l’air: Les mesures effectuées sur 16 maisons individuelles montrent une étanchéité à l’air conforme à la norme SIA 180 (édition 1999) en vigueur. Deux tiers des objets ne sont pas conformes à l’ancienne norme, ce qui est toutefois imputable en partie à la procédure de mesure définie de manière imprécise. Il conviendrait – pour une assurance de qualité conséquente – de veiller davantage à l’étanchéité à l’air. Un confort d’habitation élevé, un maintien de la valeur à long terme et des économies considérables en coûts d’énergie – tout cela est possible avec MINERGIE®. MINERGIE fonctionne ® MINERGIE® fonctionne – le test pratique effectué sur un grand nombre de bâtiments MINERGIE® le prouvent. MINERGIE® apporte du confort – c’est ce que montre le sondage mené auprès des habitants de maisons MINERGIE®. MINERGIE® permet d’économiser de l’énergie – les relevés des indices énergétiques de 500 bâtiments le prouvent. Possibilités d’amélioration Communication: La confiance et l’échange d’informations entre les participants à la construction sont très souvent insuffisants, ce qui complique la planification et la réalisation. Pour y remédier, une communication intensive est nécessaire, si possible sous une forme institutionnalisée. Assurance qualité: Des contrôles aléatoires sur les chantiers et les constructions terminées contribuent efficacement à garantir la qualité. Manque de connaissances des concepteurs: On peut y remédier grâce à des informations techniques ciblées. Aération douce: Les personnes interrogées ont indiqué comme principaux inconvénients les bruits dérangeants et l’air sec. Ce constat corrobore en grande partie les expériences faites par les services d’information. En outre, il existe une corrélation entre ces deux effets puisque de grands débits d’air peuvent à la fois entraîner des nuisances acoustiques et rendre l’air plus sec. Pour que cela n’arrive pas: dimensionner avec soin l’aération douce et s’en servir en fonction de ses besoins. Participation des habitants: Les entretiens avec les habitants présentent beaucoup d’avantages, c’est pourquoi il convient de les mener le plus tôt possible. D’une part, cela permet d’augmenter l’acceptation, d’autre part la planification est adaptée à l’usage. Cela vaut notamment pour la conception d’aérations douces. Mise en service et instruction: Pour être optimale, la maison MINERGIE® nécessite une mise en service soignée, l’optimisation de l’exploitation et l’instruction des habitants. Le manuel d’exploitation est utile pour compléter l’instruction. InfoPlus Vous trouverez d’autres informations sur le site Internet: www.minergie.ch. Sources Test pratique MINERGIE®: Expériences résultant de la planification, de la réalisation et de l’utilisation des bâtiments MINERGIE® St.-Gall 2004 Editeur: Conférence des services de l’énergie des cantons sous la Direction de la Conférence des services de l’énergie des cantons de l’est de la Suisse et de la Principauté de Liechtenstein avec l’association MINERGIE®. Direction générale du projet: Haute école spécialisée (HES) pour la technique, l’économie et le travail social de St-Gall Informations générales sur MINERGIE® Agence MINERGIE® romande Grandes-Rames 12 1700 Fribourg Tél. 026 321 53 25 Fax 026 321 53 38 [email protected] Téléphone www.minergie.ch 0800 678 880 Cette fiche a été réalisée avec le soutien des services de l’énergie des cantons de l’est de la Suisse et de la Principauté de Lichtenstein. Oerlikon Journalisten novembre 2004 tirage 5000 ex. Résumé 3 Exemples de réalisations dans 4 pays européens. Fiche exemple basse énergie Renovation de 2 immeubles en basse energie Santisstrasse. Flawill. Suisse (Voir aussi la plaquette Minergie où ce bâtiment est décrit) Projet d'ensemble Date de mise en service Maître d'ouvrage Maitrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts Cadre réglementaire de référence Evaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractèristiques du bâti : déc-02 Caisse de pension des communes St Galloise Widner Architectur AG Rénovation de 2 immeubles des années 70 comprenant 45 appartements Maintien de la valeur immobilière grâce à la rénovation Consommation d'énergie réduite de moitié Enveloppe étanche pour meilleure isolation thermique et acoustique Apparence extérieures inchangée échange thermique, système de clapet anti-retour Label Minergie coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet 519 /m² 10 % % Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 émit 62 kWh/m².an /m².an kWh/m².an /m².an % tonnes/an Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K 1,1 W/m².K % Gaz Remarques Contacts (personnes ressources) Caisse de pension des communes St Galloise 92630 Flawill. [email protected] Fiche exemple basse énergie Renovation d'un immeuble de ville ancien en basse Zurich, Magnustrasse 23 . Suisse Projet d'ensemble Date de mise en service Maître d'ouvrage Maitrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts Cadre réglementaire de référence déc-01 Karl Vriden Vriden-partner Rénovation lourde d'un immeuble de ville de 4 niveaux (500 m²) Réduction d'un facteur 10 des consommations d'énergie Choix de matériaux respectueux de l'environnement Habitat basse consommation Système de chauffage :PAC air ext./eau 60% + poêle au bois en appoint37%+ solaire thermique Utilisation passive et active de l'énergie solaire Label Minergie Financements complémentaires Evaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractèristiques du bâti : coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 émit Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage Remarques Gain de confort très important sans charges supplémentaires Contacts (personnes ressources) Karl Vriden /m² % % kWh/m².an /m².an 100 kWh/m².an /m².an 40 % tonnes/an W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K % Fiche exemple très basse énergie Immeuble en copropriété Fribourg-en-Brisgau. Allemagne Projet d'ensemble Date de mise en service Maître d'ouvrage Maitrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts Points forts énergie juil-99 Regroupement de MO (Bauherrengemeinschaft Wohnen und Arbeiten), association qui supervise le développement du quartier Première tranche du quartier écologique Vauban sur une ancienne friche militaire française Choix d’un confort respectueux de l’environnement Matériaux naturels et recyclés Toiture-terrasse couverte d’une végétation extensive Utilisation active et passive de l’énergie solaire Enveloppe bâti très basse énergie; Étanchéité de l’air renforcée Production de biogaz (eaux noires + déchets organiques) Production solaire thermique et photovoltaïque Cadre réglementaire de référence Label habitat passif Financements complémentaires Induit par la label Evaluations Techniques Investissements : Exploitation : Caractèristiques du bâti : coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 émit Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage 1227 /m² 7 % % 13,2 kWh/m².an /m².an 36,2 kWh/m².an /m².an % #REF! tonnes/an 0,12 0,15 0,1 0,16 0,6 W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K % Remarques Construction expérimentale avec une collaboration étroite entre l’architecte, les ingénieurs spécialisés et les futurs habitants Contacts (personnes ressources) Walter Gropius Strasse 22, 79100 Fribourg-en-Brisgau (Allemagne) Fiche exemple très basse énergie 22 appartements mitoyens R+2 Lummerlund. Wiesbaden – Dotzheim. Allemagne Projet d'ensemble Date de mise en service Maître d'ouvrage Maitrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts énergi Cadre réglementaire de référence Evaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractèristiques du bâti : juil-98 BMWA (ministère allemand Economie-Travail) Rasch & Partner, Bauen und Wohnen GmbH L’institut de l’habitat et de l’environnement a mis en œuvre une évaluation sociologique Utilisation active et passive du solaire Isolation par matériau à base de bois prétraité pour les voiles et le toit Fenêtres triple vitrage Système de chauffage par insufflation d'air extérieur réchauffé, petits radiateurs, canalisation enterrée Échange thermique, système de clapet anti-retour Enveloppe bâti très basse énergie Label habitat passif /m² % % coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet 12 kWh/m².an /m².an kWh/m².an /m².an % tonnes/an Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 émit Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage W/m².K 0,14 W/m².K W/m².K 0,1 W/m².K O,11 W/m².K 0,8 W/m².K % Remarques L’institut de l’habitat et de l’environnement a mis en œuvre une évaluation sociologique Contacts (personnes ressources) Institut für Bauphysik IBP Fiche exemple très basse énergie Résidence SALVATIERRA Rennes. France Projet d'ensemble Date de mise en service avr-01 Maître d'ouvrage Viles de Rennes Maîtrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Volonté forte de l'opération COOP de construction Points forts energie Cadre réglementaire de référence Financements complémentaires Évaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractéristiques du bâti : Remarques Contacts (personnes ressources) Réalisation de 43 appartements en habitat passif (programme européen Thermie) Le désir d’intégrer habitat et travail pour favoriser les contacts sociaux Association de techniques innovantes et de matériaux traditionnels : ossature bois, isolation en chanvre, façade sud en terre Isolation thermique en laine de chanvre Production solaire d'ECS utilisation active et passive de l’énergie solaire Enveloppe basse energie Label habitat passif 2,439 millions d'euros (16 MF HT), ADEME, Bretagne innovation, CLE, CE, CR Bretagne, CA, EDF, PUCA, DOBREC, Ville de Rennes coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 émit Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage Salvatierra est la plus grande opération du projet européen Cepheus. Les habitants reçoivent une notice d'utilisation de leurs logements Malgré que les premiers résultats soient en dessous des ambitions de très basse énergie, celles-ci sont tout fait encourageantes pour de futures réalisations COOP: Jean-Yves Barrier Téléphone and Fax: T : 33 2 47 64 89 74 / F : 33 2 47 64 17 28 Fiche exemple basse énergie Opération Damidot à Villeurbanne. France Projet d'ensemble Date de mise en service Maître d'ouvrage Maîtrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts Points forts energie Financements complémentaires Évaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractéristiques du bâti : Remarques Contacts (personnes ressources) avr-01 Communauté Urbaine de Lyon Réalisation de 17 logements collectifs en R+6 sur sous-sol (parking). Surface moyenne : 74,5 m² par facture annuelle énergie + eau < 80 F TTC/m² Une option parmi 3 types d’action (MDE parties privatives, MDE parties communes, gestion des 20 mesures techniques obligatoires concernant tous les champs de la HQE (eau, déchets, air, Une solution structurante choisie parmi trois possibilités (PSD, ECS solaire ou véranda solaire), Obtenir le label 3 ou 4* solaire, Respecter le cahier des charges techniques. Région Rhône-Alpes. ADEME.Union Européenne. Communauté du Grand Lyon coût de l'opération : surcoût de l'opération : 56 /m² coût des ENR dans le projet 3920 /m² 6 % % Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 évité par an 67 kWh/m².an 1,97 /m².an 120 kWh/m².an 9.10 /m².an 9 % des besoins ECS 24,5 tonnes/an Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K % Simple flux Gaz Conclusion de l'évaluation: En construction neuve, atteindre 50 kWh/m² pour le chauffage n’est pas un problême technique - Le surcoût est de 30 euros HT/m² Bureau d'étude: Enertech ingenièrie énergétique O. Sidler 04 75 90 18 54 Fiche exemple basse énergie Réalisation d'un habitat locatif (HLM) Aarhus. Danemark Fiche technique Date de mise en service Maître d'ouvrage Maîtrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts Points forts energie Évaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractéristiques du bâti : déc-98 Bailleur social Boligforening Ringgaarden Tegnestue Vandkunsten Réalisation d'habitat social HQE et basse consommation dans la banlieue d'Aarhus Realisation basse energie Laverie commune Choix de matériaux respectueux de l'environnement Utilisation active et passive de l'énergie solaire(mur Trombe) Enveloppe batiment basse energie Photovoltaique + solaire thermique Suivi électronique dans chaque appartement et en temps réel des consommations Réseau de chaleur interne coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet /m² 20 % % Consommation pour le chauffage : Coût chauffage Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation couverte par les ENR CO2 émit 50 kWh/m².an /m².an 75 kWh/m².an /m².an 15 % tonnes/an Ubat U parois (facade nord) U-murs(pignons) U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage 0,16-0,26 0,10-0,16 0,17 0,2 1,1 W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K % Reseau de chaleur Le projet est percu d'une facon très positive par les locataires. Les charges pour les locataires ont été divisées par 2. Contacts (personnes ressources) Bailleur social: Boligforening Ringgaarden. Dybedalen 1A 8210 Aarhus DK Remarques Fiche exemple basse énergie Rénovation d'un immeuble ancien de 8 logements en basse énergie. Aalborg. Danemark Fiche technique Date de mise en service Maître d'ouvrage Maîtrise d'œuvre Architecte Projet d'ensemble Points forts energie déc-97 SBS Byfornyelse Esbensen Raadgivende ingénieur firma Jacob Blegvads Rénovation d'un immeuble contruit en 1900 comprenant 8 appartements Enveloppes extérieures réalisés avec des murs Trombes ventilés couplés a des cellules Consommation d'énergie réduite de 30%par rapport a un immeuble standard Ventilation double flux a réglage individuel Utilisation active et passive de l'énergie solaire Fenetre basse émissivité avec persiennes intégrées Réseau de chaleur basse température Équipement électroménager classe A Détecteurs de présence dans les communs et la salle de bain Étude avancé de l'impact des verrières sur le facteur lumière intérieur Suivi des consommations dans chaque appartement et en temps réel avec Financements complémentaires Société d'aménagement de la région Vue de détail sur façade cour avec mur trombe et cellules photovoltaïques Indicateur individuel des consommations Vue sur la façade sud, coté cour Évaluations techniques Investissements : Exploitation : Caractéristiques du bâti : Remarques Contacts (personnes ressources) Vue coté rue avec l'entrée coût de l'opération : surcoût de l'opération : coût des ENR dans le projet /m² 20 % % Consommation pour le chauffage : Consommation pour l'electricité : Consommation pour la cuisine (gaz) : Consommation globale : Coût énergétique global Part des consommation ECS couverte par les ENR CO2 émit 55 18 4 77 Ubat U parois : U-murs U-toiture U-plancher RcC U vitrages facteur solaire type de ventilation type de chauffage W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K W/m².K 1,1 W/m².K % L'evaluation a montrée de grosse differences de consommation entre les logements. kWh/m².an kWh/m².an /m².an kWh/m².an /m².an 35 % tonnes/an Réseau de chaleur Annexe 4 Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie Commission des Communautés Européennes Communauté urbaine de LYON Région Rhône Alpes Bâtiments de logements HQE® économes en énergie et en eau programme ReStart Evaluation des performances Suivi lourd Rapport final Mars 2004 E N E R T E C H Ingénierie énergétique et fluides F - 26160 FELINES S/RIMANDOULE tél. & Fax : (33) 04.75.90.18.54 E mail : [email protected] http ://perso.club-internet.fr/sidler Communauté Urbaine de Lyon ANNEXE A4 – Schéma de la chaufferie RÉSUMÉ 1. Généralités Depuis 1997, le Grand Lyon a conduit en partenariat avec la Région Rhône Alpes et l’ADEME, dans le cadre du programme européen RESTART, la réalisation de 197 logements répartis en 7 programmes immobiliers, construits par cinq maîtres d’ouvrage sociaux. Les programmes sont de type, d’architecture et de taille différents. Ils s’inscrivent dans une recherche très avancée de la performance énergétique en recourant notamment à l’énergie solaire pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire (serres solaires, capteurs solaires pour l’eau chaude ou les planchers solaires directs). L’objectif du programme européen RESTART était de réduire significativement les émissions de gaz à effet de serre, notamment par la baisse des consommations d’énergie. Le Grand Lyon et les maîtres d’ouvrage sociaux ont ajouter trois objectifs : un objectif de réduction des coûts d’utilisation des logements ; un objectif d’amélioration du confort intérieur des logements et un objectif plus large de qualité environnementale des constructions. Pour les maîtres d’œuvre, les contraintes se présentaient sous trois formes : concevoir un habitat performant, faible consommateur d’énergie, faible émetteur de gaz à effet de serre et respectueux de l’environnement : GV inférieur de 10% à Gvref (réglementation de 1988) et 15 % d'apport en énergie renouvelable, renforcer le confort intérieur des logements et réduire significativement le niveau des charges, tout en maîtrisant les prix de revient : 30 % de gain de charges pour les occupants, respecter une vingtaine de dispositions à caractère HQE. A cette époque, on commençait à parler du réchauffement climatique, mais peu d’acteurs savaient vraiment de quoi il s’agissait, et surtout, très peu d’entre eux avaient connaissance des conséquences potentielles de ce changement climatique. Désormais, la France s’implique dans la lutte contre le réchauffement climatique avec un objectif affiché de diviser par 4 l’ensemble des consommations d’énergie dans le bâtiment. Cela signifie que la consommation d’énergie primaire du chauffage doit se rapprocher de la valeur cible de 50 kWh/m², celle de l’ECS de 10 kWh/m² et celle de l’électricité spécifique de 250 kWh par personne. Ces valeurs seront parfois difficiles à atteindre. Mais chacun doit désormais se persuader que la survie sur Terre sera à ce prix là. Continuer à l’ignorer serait irresponsable. Chacun peut avoir aujourd’hui accès à toute l’information scientifique nécessaire sur le changement climatique (voir notamment l’excellent site de Jean Marc Jancovici www.manicore.com). La présente étude montre que pour certaines valeurs cibles l’objectif est atteint. Pour d’autres, il est plus lointain mais la voie est ouverte et les marges de progression importantes. ENERTECH –26160 Félines sur Rimandoule –Mars 2004 Communauté Urbaine de Lyon ANNEXE A4 – Schéma de la chaufferie 2. Le bâtiment et ses équipements Parmi les 7 programmes immobiliers du projet ReStart, 6 en habitat collectif et 1 en habitat individuel, l’immeuble de l’OPAC de Villeurbanne situé 14 cours damidot à Villeurbanne, a fait l’objet d’une évaluation énergétique très fine basée sur une campagne de mesure d’une durée d’un an et portant sur environ 280 paramètres physiques et énergétiques, avec points de mesure toutes les dix minutes. Cet immeuble très compact de 17 logements (R+5), achevé en Mai 2001 est doté d’une enveloppe très performante ( G = 0,46 W/m3.°C) avec isolation des murs par 10 cm d’isolant placé à l’extérieur, 20 cm en toiture, et des vitrages peu émissifs à lame d’argon. Sa façade Sud comporte 15 vérandas solaires encastrées équipées d’une baie vitrée (également en vitrage peu émissif) de 8,60 m² de surface en tableau (B = 0,24 W/m3.°C). La conception de chaque logement est optimisée pour réduire les distributions d’ECS en disposant les pièces sanitaires autour d’une colonne unique. La production de chaleur est faite par une chaudière gaz à haut rendement assurant également l’appoint d’ECS en complément d’une production par chauffe-eau solaire comportant 20 m² de capteurs solaires en toiture. Tous les usages électriques des services généraux ont été optimisés pour que leur consommation soit la plus réduite possible. On trouve en particulier : ➣ VMC : Caisson expérimental avec moteur à variation de vitesse, réduction des pertes de charge du réseau, ➣ Eclairage : Individualisation des commandes d’étage et usage systématique de minuteries électroniques réglées sur des temporisations très courtes (25 secondes sur les paliers d’étage), individualisation des commandes pour chaque local, mise en place de lampes fluo-compactes dans les locaux les plus fréquentés (halls), ➣ Ascenseur : Moteur à variation de vitesse, extinction de l’éclairage cabine à l’arrêt, ➣ Chaufferie : Pompe de chauffage à variation de vitesse, choix optimisé des pompes. Dans les logements, plusieurs dispositifs visant à la réduction des consommations ont été mis en œuvre : ➣ Installation d’une prise commandée par interrupteur sur le site audiovisuel pour supprimer les consommations de veille, ➣ Raccordement possible des lave-vaisselle sur l’eau chaude sanitaire (produite en partie par le chauffe-eau solaire), ➣ Dispositifs divers pour réduire les consommations d’eau, ➣ Fourniture de 10 lampes fluo-compactes dans les logements suivis. 3. Consommations de chauffage La consommation annuelle “ brute ” de gaz pour le chauffage se monte à 85781 kWhpcs ce qui représente 67,7 kWhpcs par m² habitable (ou 61kwhpci en l’absence de chaudière à condensation). L’étude montre qu’un certain nombre de facteurs liés à la climatologie (moins de degrés.jours, plus d’ensoleillement, des températures intérieures très élevées, etc), à la gestion du bâtiment et aux comportements des habitants ont entraîné une hausse de cette consommation de gaz pour le chauffage estimée à 27 %. Rapportée à des conditions climatologiques et de ENERTECH –26160 Félines sur Rimandoule –Mars 2004 Communauté Urbaine de Lyon ANNEXE A4 – Schéma de la chaufferie température intérieure standards, l’énergie utilisée pour le chauffage serait donc de 53 kWhpcs/m².an. L’utilisation d’une chaudière à condensation permettrait d’abaisser cette valeur à environ 46 kWhpcs/m².an. Le recours à une ventilation double flux permettrait d’aller encore plus loin. Une mention particulière doit être faite concernant le niveau de température particulièrement élevé dans les logements : en effet la température moyenne de l’ensemble de l’immeuble (mesurée par 20 sondes de température) est de 21,34°C pendant la saison de chauffage soit plus de 2,3 °C au-dessus de la valeur réglementaire de 19°C. A lui seul ce dépassement, dont l’origine doit être cherchée à la fois dans le comportement des usagers et dans un réglage insuffisamment précis des régulations, entraîne une charge supplémentaire de chauffage estimée à 27,4 %. On peut conclure qu’il est aujourd’hui assez aisé, en construction neuve d’atteindre les valeurs cibles du chauffage (50 kWh/m² d’énergie primaire) dans lesquelles devrait s’inscrire toute construction nouvelle pour lutter contre le changement climatique. Le confort d’été dans les logements très isolés reste un point préoccupant : la température des logements avec une valeur moyenne de 29,8°C en juin est supérieure à la température extérieure (moyenne : 26,4°C) durant près de 80 % du temps. La gestion des apports solaires s’est avérée fonctionner de manière satisfaisante : il n’y a que 0,80°C de différence entre les locaux de la façade Nord et ceux de la façade Sud. Il apparaît que la surchauffe des logements en été est due aux apports internes importants (électroménager 39 %, cuisson 17%, humains 28%) qui ne peuvent plus, dans un bâtiment très isolé, être évacués à l’extérieur. Les stratégies futures du confort d’été devront donc chercher à réduire toutes les formes d’apports internes pour espérer maintenir un niveau de confort acceptable sans recourir à la climatisation. 4. Consommations d’ECS La consommation annuelle d’ECS est de 46173 kWhpcs soit 36,4 kWhpcs par m² habitable. Ceci représente un dépassement de 20 % par rapport aux prévisions. Mais les besoins mesurés au point de puisage se montent à 25,7 kWh/m², valeur supérieure de 22% au niveau réglementaire de la RT89 (21 kWh/m²) qui a servi de base aux calculs prévisionnels. C’est donc là aussi les comportements qui ont fait dériver les consommations observées par rapport aux prévisions. Le rendement global annuel de la production d’appoint ECS est de 49,8 %, proche des 50,2 % prévu. Le rendement de génération est moins bon que prévu à cause du fonctionnement estival de la chaufferie qui pourra être facilement amélioré (mauvais dimensionnement d’un échangeur), mais le rendement de distribution est bien meilleur que prévu, les deux phénomènes se compensant. L’étude a également identifié d’autres sources d’économie importantes comme le calorifugeage des échangeurs (5750 kWh perdus sur l’échangeur en place, soit presque autant que l’ensemble des pertes de distribution collective de l’ECS hors chaufferie). La production d’ECS solaire s’est élevée à 567 kWh/m² de capteurs (11330 kWh en valeur absolue) soit 9 % de plus que la prévision. La production ecs a donc fonctionné globalement de façon plus performante que prévu (plus d’apports solaires et un rendement global conforme), mais elle présente encore des marges de progression. En revanche, elle met en évidence une dérive des consommations liée à la dérive des comportements. L’eau chaude est un bien “ commun ” que l’on gaspille plus qu’on ne l’utilise. C’est dans la maîtrise des consommations d’eau que résident les grands progrès à accomplir demain. L’accès aux valeurs cibles (10 kWhpcs/m²/an) sera très difficile, à moins d’obtenir d’excellents résultats sur la réduction des consommations d’eau et de recourir de façon beaucoup ENERTECH –26160 Félines sur Rimandoule –Mars 2004 Communauté Urbaine de Lyon ANNEXE A4 – Schéma de la chaufferie plus importante aux chauffe-eau solaires (ce qui va à l’encontre de la stratégie actuelle basée sur la recherche de la productibilité énergétique maximum des surfaces de capteur). 5. Consommations électriques La consommation électrique des services généraux présente un bon bilan avec 582 kWh par logement, au lieu de 971 kWh pour le logement de référence soit une baisse de 40 %. Mais il existe des pistes d’amélioration. La chaufferie est le premier poste de consommation électrique avec 153 kWh/logement soit 26 % de la consommation totale des services généraux, suivi par l’ascenseur, 133 kWh par logement, qui représente 23 % du total. Parmi les autres usages, la VMC expérimentale mise en place, qui s’est avérée une excellente solution, a permis de ramener la consommation de cet usage à 118 kWh par logement (soit environ 60 % de moins qu’une ventilation traditionnelle du même type). Enfin, l’éclairage, avec 49 kWh/logt/an, ne représente plus que 8 % de la consommation électrique des parties communes. L’étude confirme la place grandissante prise par les blocs autonomes de sécurité dans la consommation globale, puisqu’ils qu’avec 80 kWh par logement ils représentent 14% du total. C’est d’autant plus important que l’on constate une tendance générale à l’augmentation du nombre de blocs dans les bâtiments… et qu’on néglige souvent leur impact sur les consommations. Des modèles économes existent désormais sur le marché. La consommation d’électricité spécifique dans les logements est de 1919 kWh par logement, soit 25 kWh par m² ou encore 516 kWh par habitant. La consommation surfacique n’est inférieure que de 8 % à la moyenne française, mais la consommation par personne est pratiquement égale à la moitié de la moyenne française. C’est donc un excellent résultat. Mais il est néanmoins encore deux fois plus élevé que l’objectif fixé par les valeurs cibles ( 250 kWh/pers/an). Le taux de veille de l’ensemble TV est de 29 % (à comparer aux 50 % d’une précédente étude européenne) ce qui montre une bonne utilisation des dispositifs de suppression des veilles mis en place. Cela a permis l’économie de 70 % de la consommation de veille sur le poste TV principal. L’utilisation d’ampoules fluo-compactes a permis une économie de 169 kWh par logement. Des améliorations sont encore possibles. D’abord par une meilleure information des usagers et leur sensibilisation à l’économie d’énergie. Ensuite par des transformations industrielles concernant les matériels électriques eux-mêmes (veilles inférieures à 1 W, appareils de froid de classe A+ ou A++, etc). Enfin, par des changements de comportement face aux usages énergétiques eux-mêmes (démarche sobriété). 6. Consommations de gaz cuisson La consommation de gaz pour la cuisson représente en moyenne 936 kWh pcs par logement, à laquelle s’ajoute une consommation d’électricité inconnue (puisque la cuisson n’a fait l’objet d’aucun suivi de mesure). Des écarts importants existent entre les différents logements (facteur 1 à 17 entre les extrêmes). Ces consommations, par suite de l’origine culturelle différente des populations présentes, sont beaucoup plus importantes que celles envisagées. Le poste cuisson est le poste sur lequel les plus gros écarts avec les prévisions ont été enregistrés, et ce, malgré une campagne de mesure très précise effectuée récemment en France. ENERTECH –26160 Félines sur Rimandoule –Mars 2004 Communauté Urbaine de Lyon ANNEXE A4 – Schéma de la chaufferie 7. Facture énergétique du logement moyen et bilan carbone La facture énergétique globale, incluant les abonnements et les frais de maintenance, se monte, avec les prix de l’énergie en vigueur au mois de décembre 2003, à 9,10 Euros TTC/m².an (59,70 F TTC /m².an). La comparaison avec le logement de référence (évaluée en tenant compte des modes de vie effectifs des usagers) met en évidence une économie de 5,17 euros/m² (34 F/m²), soit de 36,2 %. Si le surcoût était financé de façon traditionnelle par un prêt de la Caisse des Dépôts et Consignations, l’économie de charge serait supérieure de 67 % à l’annuité de remboursement et permettrait de dégager une économie nette de 155 euros/logement/an. L’économie totale de CO2 engendrée annuellement par les dispositifs mis en œuvre est de 24,5 tonnes, soit 1,44 t de CO2 par an par logement. Ce montant correspond aussi à une économie de 35 % par rapport à la consommation du bâtiment de référence, et à une réduction, pour chaque habitant de l’immeuble, de 438 kg de CO2 par an, toujours par comparaison au bâtiment de référence. A titre indicatif, 24508 kg correspond au CO2 libéré par la combustion de 9.500 litres d’essence, soit une quantité équivalente à celle libérée par 158.000 km parcourus avec une voiture consommant 6l/100 km. 8. Les grands enseignements La présente étude montre que, d’une manière générale, les équipements ont fonctionné comme prévu. En France dans le domaine de la construction neuve, atteindre la valeur cible de 50 kWh/m2/an pour le chauffage n’est pas un problème technique. Cependant on voit apparaître l’impérieuse nécessité, dans un projet, d’examiner chaque élément du bâtiment avec rigueur lors de la conception, de la construction et de la gestion pour permettre son optimisation. Les performances de l’eau chaude sanitaire sont peut-être les plus préoccupantes car on est assez loin de l’objectif cible de 10 kWh/m². La production d’ECS d’origine solaire doit être amplifiée, et il faudra imaginer de nouvelles configurations pour réduire les pertes de distribution et améliorer les robinets de puisage. Par ailleurs apparaît à maintes reprises le rôle prépondérant du comportement des usagers qui n’est pas toujours adapté aux objectifs assignés. On n’empêchera jamais un occupant de laisser toutes ses lumières allumées ou toutes ses veilles branchées, on ne l’empêchera jamais non plus de laver sa vaisselle au fil de l’eau, pas plus qu’on ne l’empêchera de vivre en hiver en débardeur ou fenêtre ouverte après avoir réglé le chauffage au maximum. Le blocage de minuteries pendant plusieurs jours pose aussi le problème des comportements inciviques, voire de l’hostilité toute personnelle de certains usagers à des innovations qui induisent des changements d’habitude non choisis. Cet ensemble de dérives génère des dépassements observés de 10 à 20 % des différents postes suivis. Enfin, le confort d’été ne sera maîtrisé demain que si l’on commence aujourd’hui à réduire de façon drastique les apports internes, principalement l’électroménager et la cuisson ■ ENERTECH –26160 Félines sur Rimandoule –Mars 2004 Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie Commission des Communautés Européennes Communauté urbaine de LYON Région Rhône Alpes Bâtiments de logements HQE économes en énergie et en eau Etude des surcoûts liés aux exigences du programme ReStart Rapport final Avril 2003 E N E R T E C H Ingénierie énergétique et fluides F - 26160 FELINES S/RIMANDOULE tél. & Fax : (33) 04.75.90.18.54 E mail : [email protected] http ://perso.club-internet.fr/sidler Programme ReStart - Evaluation des surcoûts d’investissement Commission des communautés européennes - Communauté Urbaine de Lyon - Région Rhône-Alpes - ADEME Résumé. Dans le cadre du programme européen Thermie, en partenariat avec l’ADEME et la Région Rhône-Alpes, la Communauté Urbaine de Lyon a conduit le projet ciblé ReStart en suivant les deux objectifs complémentaires suivants : Ø promouvoir la production d’un habitat performant, faible consommateur d’énergie, faible émetteur de gaz à effet de serre et respectueux de l’environnement : 15 % d'apport en énergie renouvelable, Ø renforcer le confort intérieur des logements et réduire significativement le niveau des charges, tout en maîtrisant les prix de revient : 30 % de gain de charges pour les occupants, Sept programmes immobiliers, 6 en habitat collectif et 1 en habitat individuel, totalisant environ 200 logements, ont ainsi été réalisés entre 2000 et 2003. Ils ont tous bénéficiés de dispositions visant à abaisser les consommations d’énergie et d’eau dans les logements et les services généraux, à utiliser les énergies renouvelables et à promouvoir l’utilisation de matériaux respectueux de l’environnement. L’évaluation économique et performancielle des programmes immobiliers est en cours. L’évaluation fine des surcoûts d’investissement engendrés par les exigences du programme ReStart fait l’objet du présent rapport : elle s'appuie sur l'analyse des documents marché relatifs à la construction. Une méthodologie très rigoureuse a été mise au point afin de permettre une comparaison pertinente de ces différents projets entre-eux et avec d’autres : Ø Détermination des postes de surcoût Ø Evaluation des références de prix Ø identification des coûts à partir des documents de marché Ø Analyse des évolutions de prix. Dispositifs mis en oeuvre Parmi les sept projets, cinq sont dotés d’une production d’eau chaude solaire, cinq d’apports solaires passifs grâce à l’intégration de vérandas. Le dernier met en œuvre la technologie du plancher solaire direct. Les performances de l’enveloppe ont été systématiquement renforcées par l’utilisation de vitrages performants, l’augmentation de l’épaisseur des isolants et une conception compacte des bâtiments. Ceci s’est traduit par des valeurs de GV inférieures de 15 à 31% aux valeurs réglementaires. Il faut noter également que pour plusieurs projets la mise en œuvre d’une VMC hygroréglable participe à la performance énergétique globale. L’effort des concepteurs s’est aussi porté sur la réduction des consommations électriques dans les parties communes (ampoules fluo-compactes, commande d’éclairage par détecteur de présence, réduction des temporisations des minuteries, moteurs performants pour l’ascenseur, les pompes et la VMC) et dans les logements ( ampoules fluo-compactes, prise commandée pour la suppression des veilles du poste audiovisuel, alimentation en eau chaude des lave-vaisselle). La réduction des consommations d’eau a été rendue possible par la mise en place de réducteurs de pression, de débit, des réservoirs de WC de 3/6 litres et des douchettes à turbulence. ENERTECH –26160 Félines sur Riamandoule –Avril 2003 3 Programme ReStart - Evaluation des surcoûts d’investissement Commission des communautés européennes - Communauté Urbaine de Lyon - Région Rhône-Alpes - ADEME Un effort important a été consenti sur l’utilisation de matériaux respectueux de l’environnement, notamment par la mise en œuvre de peintures NF-environnement. L’utilisation d’équipements ou de matériaux exempts de PVC a été recherchée : canalisations en polypropylène et en polyéthylène pour les eaux usées ou en zinc pour les eaux pluviales, menuiseries extérieures en bois, sols en carrelage et en bois stratifié. Plusieurs équipes de conception ont également imposé la mise en œuvre depeintures NF-environnement. Dans deux projets, les cuisines ont été pré-équipées de bacs multiples pour le tri sélectif des déchets ménagers. On trouve également des dispositifs de comptage sur les énergies des services généraux, permettant au gestionnaire un suivi rigoureux de ses consommations. Enfin, le recours au chauffage et à la production d’eau chaude collectifs a été généralisé. Principaux enseignements sur les surcoûts. Le surcoût moyen des dispositions propres à la HQE et à la performance énergétique se monte, toutes opérations confondues, à 31 953 Francs (4871euros) HT par logement (valeur 1999), soit en moyenne 7,4 % du montant du marché de construction ou encore 437 Francs (67euros) HT/m² habitable. Mais cette analyse masque des différences profondes, notamment entre le projet utilisant un plancher solaire direct -PSD- (beaucoup plus cher) et les autres. En excluant la solution du PSD, le surcoût moyen des 6 projets restants est de 25 972 F HT/logement, soit 368 F HT/m² habitable : 3 960 E/HT/logement ou 56 E HT/m² hab ou 6 % du coût de construction et honoraires C’est cette valeur, plus significative, qu’il conviendra de conserver à l’esprit. Elle montre que le vrai surcoût d’une démarche Haute Qualité Environnementale volontaire, même si elle n’est pas appliquée en totalité comme sur l’ensemble des projets concernés, n’est finalement pas excessive et devrait rassurer la plupart des maîtres d’ouvrage qui hésite encore à s’engager dans cette démarche. Il est aussi intéressant de noter que près de 80 % de ce surcoût concerne exclusivement les dispositions à caractère énergétique. Or ces dispositions ont une vertu importante : elles réduisent les charges. Figure 1 : Montant du surcoût par dispositif mis en oeuvre RESTART - LYON Surcout moyen par logement des dispositifs mis en oeuvre Descentes EP en zinc Baisse des charges électriques individuelles Dispositifs pour économie d'eau Baisse des charges électriques communes Tri sélectif des déchets en cuisine Maintenance, suivi des consommations Peintures NF Environnement Ascenseur performant VMC performante Collecteurs et chutes autres que PVC Chauffage collectif au lieu de individuel Niveau d'isolation (Surépaisseur, Par l'extérieur, VIR) Menuiseries exterérieures Bois au lieu de PVC Production ECS solaire Vérandas solaires Revêtement de sol autre que PVC Plancher Solaire Direct PSD 158 299 315 379 640 739 800 962 1 331 1 446 3 890 4 219 6 450 7 057 9 509 14 290 0 5 000 49 234 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 40 000 45 000 50 000 Surcout F HT valeur 1999 ENERTECH ENERTECH –26160 Félines sur Riamandoule –Avril 2003 4 Programme ReStart - Evaluation des surcoûts d’investissement Commission des communautés européennes - Communauté Urbaine de Lyon - Région Rhône-Alpes - ADEME L’analyse détaillée des vérandas montre qu’au-delà du surcoût moyen affiché sur la figure 1, une véranda solaire encastrée et chaude représente un surcoût d’environ moins de 8 000F (1220 euros) HT. Ce type de véranda, par ailleurs le plus performant sur le plan énergétique, est donc aussi le plus économique et donc également le plus rentable. De même la production d’ECS solaire affiche un surcoût moyen de 4 800 (732euros) F HT/m² de capteur (avec un taux d’équipement moyen de 1,5 m² de capteurs par logement). On note également le faible surcoût représenté par les dispositifs permettant de réduire les charges électriques des logements, 300 F (20euros) HT/logement et des parties communes 380 F (58euros) HT/logement ainsi que les consommations d’eau 300 F HT/logement (20 euros). A l’inverse, la mise en œuvre d’un Plancher Solaire Direct reste très onéreuse : 49 000 F HT par logement (7470 euros). Sa justification dans un programme de logements sociaux est liée à une volonté de forte réduction des charges de chauffage et des émissions de gaz à effet de serre. Vers une baisse des surcoûts Au-delà des coûts relevés dans cette étude, plusieurs dispositifs choisis ne représentent plus à ce jour qu’un surcoût très faible, voire même une moins value, grâce à leur diffusion massive. C’est le cas du vitrage performant (VIR double vitrage peu émissif avec remplissage argon), de l’ascenseur avec moteur à variation de fréquence sans local machine ou encore des commandes d’allumage par détection de présence, Concernant l’utilisation du polypropylène et du polyéthylène, bien que le surcoût n’ait pas de raison objective d’exister, la faiblesse de l’offre et l’hésitation des entreprises limitent, pour l’instant encore, son développement. Les observations faites dans cette étude sont très encourageantes. Elles ont permis d’identifier clairement les postes présentant un surcoût et d’évaluer ce surcoût, dans le contexte actuel. Pour mémoire, le projet Restart s’est déroulé à une période où les prix de la construction ont connu une hausse de 15 à 20 %. Les surcoûts relevés ont donc supporté cette hausse. D’un point de vue plus général, les surcoûts constatés aujourd’hui ont d’autres raisons d’être envisagés à la baisse dans le futur. En effet, le recours a des produits nouveaux est toujours source d’augmentation des prix : les entreprises de construction n’aiment pas les produits qu’elles ne connaissent et ne maîtrisent pas. A l’avenir, les prix de ces produits devenus « ordinaires » et plus demandés, seront inévitablement orientés à la baisse. Enfin, cette étude pose aussi le problème de la rentabilité et du financement des surcoûts. Il est bon de rappeler une évidence : les coûts externes des choix faits dans le bâtiment (notamment les incidences liées aux nuisances environnementales) sont payés par la collectivité et n’apparaissent jamais au débit de celui qui a investi. Il est probable que vu sous cet angle, la rentabilité des surcoûts décrits précédemment est patente. Il restera néanmoins à assurer son financement de façon pérenne. Dans le cas de l’accession à la propriété, le financement du surcoût est assuré par l’utilisateur final : il doit pour cela être persuadé de la justesse de son choix, le surcoût ayant été préalablement traduit par le promoteur immobilier en plus-value commerciale. Dans le cas du secteur locatif, où l’investisseur n’est pas l’utilisateur final, le financement du surcoût doit s’apprécier en fonction de la quittance globale (loyer + charges)et de son évolution dans le temps : au-delà d’une simple augmentation du loyer, des recettes de financements peuvent être envisagées, telles que, aides fiscales, subventions, conditions de prêts avantageuses, etc.n ENERTECH –26160 Félines sur Riamandoule –Avril 2003 5 DPrintemps OS SIER 2003 • Mars - Avril - Mai La maison basse énergie: confort et écologie font bon ménage Notre logement est synonyme de chez-soi et souvent de bien-être. Du moins dans les pays de ce côté-ci de l’équateur. Notre logement est aussi l’endroit où nous passons de longues heures, où se façonne en quelque sorte notre vie quotidienne. Mais trop souvent, nos maisons ont été et sont encore mal conçues, ce qui entraîne une série de problèmes: courants d’air, mauvaise ventilation et problèmes d’humidité ne sont que trois des vices liés à une mauvaise conception. Résultat, elles ne sont pas saines, pas confortables et consomment beaucoup trop d’énergie. Et bien sûr, qui dit consommation importante, dit aussi coûts prohibitifs puisqu’il faut payer toute cette énergie qui s’échappe par les portes, les fenêtres et le toit! Le défi d’aujourd’hui est de construire des maisons qui satisfont à toutes les exigences techniques tout en étant plus confortables, plus saines, moins coûteuses et, aspect non négligeable, moins consommatrices d’énergie. Rêve d’idéaliste, mission impossible? Pas le moins du monde! DOSSIER En route vers la maison basse énergie. Pourquoi? Faire plus avec moins Il faut donc sortir de l’impasse de cette (sur)consommation. Il en va de notre qualité de vie sur Terre. Tout le monde doit y mettre du sien. Les ménages aussi. Halte au gaspi Des maisons basse énergie: tout le monde en parle aujourd’hui. Bonne isolation, bons vitrages, appareils peu “énergivores”... Mais voyons d’abord pourquoi il est essentiel de réduire la consommation d’énergie des ménages. Les ménages consomment en moyenne 30% de l’énergie totale utilisée dans nos pays. Un pourcentage beaucoup trop élevé. Cette situation ne peut se perpétuer, d’autant plus lorsqu’on sait que l’approvisionnement énergétique mondial est dominé par les combustibles fossiles (78%). Le GIEC* a montré que sans mesures efficaces de réduction des émissions de gaz à effet de serre, le climat pourrait se réchauffer jusqu’à 5,8°C d’ici 2100. Certains prônent la filière nucléaire. Mais remplacer un problème par un autre n’a jamais constitué une solution. La pollution de l’air provoquée par cette consommation croissante d’énergie est aussi source de maladies et d’inconfort. Augmentation des problèmes respiratoires, des allergies... N’est-ce pas là le “privilège” de nos sociétés industrielles? 18 Greenpeace • Printemps 2003 Il faut bien l’admettre, nous sommes plus forts pour gaspiller nos ressources énergétiques que pour les utiliser de façon rationnelle. Seulement 2% de l’énergie d’une centrale nucléaire ou thermique sont convertis en lumière dans une ampoule à incandescence (60% de l’énergie est perdue au niveau de la centrale, 10% au niveau du transport et 95% au niveau de la lampe). Sans oublier notre attitude et nos équipements propices au gaspi: la chaleur qui s’échappe par les toits insuffisamment isolés, un vieux frigo énergivore, notre télé ou vidéo que nous laissons en veille toute l’année... Heureusement, la maladie du gaspillage peut se guérir. En 1975 déjà, un ingénieur de 29 ans, Amory Lovins, qui créera ensuite le Rocky Mountain Institute (centre de recherche sur l’utilisation efficace et durable des ressources), dénonça la principale faiblesse de notre système énergétique: la faible productivité des ressources. Selon lui, nous pouvons faire tout ce que nous faisons aussi bien, voire mieux, avec seulement le quart de l’énergie que nous utilisons actuellement. Pour lui, la réponse au problème énergétique mondial consiste clairement à “faire plus avec moins”. Deux exemples: les économies d’énergie réalisées par le Danemark lui ont permis de stabiliser sa consommation au cours des trente dernières années, tout en assistant à une croissance de son économie de 75% durant cette période. La Chine a réussi, pendant trois années consécutives, à réduire ses émissions annuelles de gaz carbonique malgré une croissance économique de 7%. Pour y parvenir, elle a remplacé bon nombre de ses usines à consommation excessive par de nouvelles installations moins énergivores. Une telle démarche s’applique aussi pour les ménages. *Groupe international d’Experts sur les Changements climatiques. Quantité d’énergie perdue lors de la transformation de l’énergie primaire en électricité, du transport de l’électricité et de son utilisation. L’énergie utile ne représente plus que 2% de l’énergie primaire consommée au départ... Tenez compte de l’orientation de votre maison: de grandes fenêtres placées côté Sud apportent une chaleur appréciable. © GREENPEACE/BEERE © GREENPEACE/HODSON DOSSIER Pensez aux panneaux solaires: ils produisent de l’électricité directement à partir de la lumière du soleil. La maison basse énergie: l’avenir à nos portes Une maison basse énergie consomme en moyenne trois fois moins d’énergie qu’une maison mitoyenne traditionnelle. Lorsqu’on sait que les ménages consomment près de 30% de l’énergie totale utilisée, autant dire que le développement de ce concept en vaut la peine! Si vous comptez rénover votre logement ou construire une nouvelle habitation, optez donc pour le concept “basse énergie”! (Pour la construction, vous pouvez aussi privilégier un concept encore plus poussé, celui de la maison “passive” – voir plus loin –). L’environnement s’en portera mieux et vous augmentez votre confort! Un exemple réussi de rénovation basse énergie Impossible? Pas du tout! Le concept de la maison basse énergie s’applique depuis des années déjà dans les pays scandinaves, en Allemagne, en Suisse... où il connaît un vif succès. Certains prétendent que les technologies nécessaires ne sont pas encore disponibles. C’est faux. Elles existent, sont adaptées aux connaissances actuelles et n’attendent qu’à prendre le relais. Il y a près de cinq ans, Wim de Groote, spécialisé dans l’utilisation rationnelle de l’énergie, procéda à la rénovation de sa maison mitoyenne située à Gand, en Belgique. Il a ensuite, pendant cinq années consécutives, procédé à des relevés mensuels de sa consommation d’énergie. Le but? Avoir le cœur net quant aux bienfaits des rénovations pratiquées dans cette maison dotée de tout le confort moderne. Nous ne ferons pas ici le compte-rendu détaillé de toutes les modifications apportées par le ménage, composé de deux adultes et de deux enfants en bas âge. Disons seulement que les propriétaires ont veillé à isoler le plus possible leur maison (20 cm de laine minérale dans le toit par ex.), ce qui leur a permis de limiter le système de chauffage et d’opter pour des convecteurs au gaz. A côté de cela, la maison a été équipée d’un système d’éclairage très efficace, d’un séchoir au gaz, d’un frigo très économe en énergie... Résultat, la consommation totale d’électricité du ménage s’élève à quelque 1.100 kWh par an, ce qui équivaut à un cinquième de l’électricité consommée par d’autres ménages de quatre personnes. Sa consommation de gaz (chauffage + eau chaude + cuisinière + séchoir) s’élève quant à elle à 7.500 kWh/an (750 m3), soit trois fois moins que la moyenne! Autant dire que les coûts supplémentaires réalisés par la famille au moment de la rénovation (dû notamment à l’achat d’appareils à haut rendement parfois plus onéreux) ont été amortis depuis longtemps! Greenpeace • Printemps 2003 19 DOSSIER Les trois clés d’une maison basse énergie L’isolation... Qui dit bonne isolation, dit moins d’énergie pour le chauffage. Ainsi, dans une maison basse énergie, isolée de façon optimale, les besoins en chauffage sont facilement trois fois moins élevés que dans une maison classique. Les valeurs d’isolation d’une maison basse énergie (voir cadre ci-dessous) sont plutôt inhabituelles pour la Belgique, heureusement un peu moins pour des pays comme la France et la Suisse. La Suède fait mieux encore. Depuis plus de dix © KRIS BAERT © GREENPEACE/NÖRLEM • Isolez comme il faut! Au moins 12 à 15 cm dans les murs, 20 cm dans le toit et 10 cm dans le sol. • Utilisez du double vitrage super isolant. • Placez correctement l’isolation. Evitez à tout prix les ponts thermiques. • Prévoyez une bonne ventilation de votre maison, en limitant le plus possible les pertes de chaleur. ans, le pays appliEpaisseurs moyennes d’isolation dans que des normes les murs en cm - Europe 2001 (source: Eurima) strictes en matière Belgique d’isolation. RésulTurquie tat, le chauffage Grèce Italie d’un nouveau logePortugal ment y nécessite Espagne Slovaquie près de deux fois République tchèque moins d’énergie Autriche Pologne qu’un logement siAllemagne Irlande milaire chez nous, Royaume-Uni même avec des Pays-Bas France températures hiverSuisse nales qui descenDanemark Norvège dent jusqu’à -30°C! Finlande Suède Bon nombre de 0 5 10 15 20 25 personnes continuent à prétendre qu’une “trop bonne” isolation entraîne Ensemble, ils représentent 40% de la des problèmes d’humidité... C’est là un consommation énergétique des ménamythe qui a la vie dure dans nos pays. ges! Dans une maison basse énergie, ce L’important est de prévoir une bonne poste peut être réduit à environ 1/5 de la ventilation! consommation moyenne, sans sacrifier Les sommes supplémentaires consaau confort. Car nous l’avons dit, loin de crées à l’isolation sont compensées par nous l’idée d’abandonner toutes ces une installation de chauffage plus petimachines qui facilitent le quotidien, te et moins chère. mais d’encourager le développement d’appareils moins énergivores. ...Les appareils économes en Ici aussi, si l’investissement de départ est légèrement plus élevé, ce surcoût est rapiénergie... dement amorti grâce aux économies que Vos lampes, votre frigo, votre machine à vous réalisez sur votre facture d’électricité! laver... consomment de l’électricité. Pour votre maison, choisissez une localisation centrale, à proximité des transports publics, de votre travail, de l’école... Optez aussi pour une maison dimensionnée selon vos besoins, mitoyenne plutôt que quatre façades. DOSSIER La lampe halogène: un élément très efficace pour... cuire un œuf! Saviez-vous que la température au-dessus de certaines lampes halogènes est si élevée qu’on peut y faire cuire un œuf ou pourquoi pas un steak! Ces lampes peuvent d’ailleurs présenter un risque pour la sécurité. Ce sont surtout les lampes halogènes de 300 W sur pied, avec variateur, qui peuvent être à l’origine d’incendies. A bon entendeur! Et le soleil brillera! Dans une maison basse énergie, une part importante de l’énergie encore nécessaire peut être produite à partir de sources renouvelables, comme le soleil. Pensez aux panneaux solaires. Ils se placent assez facilement et votre lumière brillera grâce au soleil! Envie d’eau chaude “solaire”? Optez pour un boiler solaire! L’énergie tirée du soleil prend tout son sens dès que les mesures d’économie d’énergie ont été réalisées. • Remplacez votre pommeau de douche ordinaire par une douchette économique. Elle permet de se doucher tout aussi confortablement en utilisant 50% moins d’eau (5 à 7 l/min au lieu de 10 à 18 l/min)! • Placez des limiteurs de débit sur votre robinet. Ils régulent la quantité d’eau. • Placez un chauffe-eau solaire: il utilise l’énergie du soleil pour produire de l’eau chaude! © GREENPEACE/JOHNS • Remplacez vos lampes à incandescence classiques et vos lampes halogènes par des lampes économiques. Les deux premières catégories de lampes ont des rendements très bas, de l’ordre de 5%. Près de 95% de l’électricité est donc perdue, essentiellement sous forme de chaleur. • Votre machine à laver rend l’âme? Achetez-en une avec essorage efficace pour réduire le temps de séchage dans le séchoir. • Optez aussi pour un frigo à haut rendement: il est de meilleure qualité, fait moins de bruit et a une durée de vie plus longue. • Coupez les positions “veille” de votre TV et de votre magnétoscope: elles sont à l’origine de respectivement 80% et 95% de l’énergie consommée par ces appareils! Les maisons basse énergie à travers l’Europe ... les économies d’eau chaude! L’eau chaude sanitaire est un autre gros consommateur d’énergie des ménages (10%). La consommation d’eau chaude moyenne d’un ménage de 3 à 4 personnes est de 85 litres par jour. Or, de simples mesures techniques permettent de réduire fortement cette consommation. Alors, réinventons l’eau chaude! Il est difficile d’avoir un aperçu du nombre de maisons basse énergie à travers l’Europe, d’autant plus qu’il n’existe pas de normes uniformes pour l’ensemble des pays. On estime cependant qu’il doit y en avoir quelques dizaines de milliers à travers le continent, situées pour l’essentiel dans les pays germanophones, à savoir l’Allemagne, la Suisse et l’Autriche ainsi que dans les pays scandinaves. De façon générale, l’Europe du Sud accuse un net retard dans ce domaine. Il s’agit à la fois d’une question d’attitude et d’intérêt économique. Il semble évident, vu la répartition géographique des maisons basse énergie, qu’on accorde plus d’importance aux économies d’énergie là où les besoins sont plus grands. Pour la préservation de notre environnement, il serait pourtant essentiel de développer ces maisons “vertes” à grande échelle ou pourquoi pas, d’opter pour des concepts encore plus pointus... Consommation chauffage + électricité (kWh-énergie primaire, ménage de 4 personnes) 45000 35000 30000 20000 15000 10000 5000 0 Greenpeace • Printemps 2003 Maison passive 25000 Maison basse énergie Saviez-vous que chaque produit dont vous disposez a un poids écologique? Autrement dit, “du berceau à la tombe”, un produit nécessite une certaine quantité de matière. La fabrication d’une voiture par exemple représente en moyenne 15 tonnes de déchets solides, sans oublier l’eau consommée -et polluée- pour sa fabrication. Ce même raisonnement vaut pour un frigo, une télévision, une machine à laver, un séchoir, une vidéo... Il est donc important de réduire non seulement la consommation d’énergie de ces appareils, mais aussi leur poids écologique: un tel objectif est faisable techniquement et constitue un impératif essentiel pour la préservation de l’environnement. 40000 Maison neuve ordinaire Déjà entendu parler de “poids écologique”? 21 DOSSIER Maison passive située à Wittlich, dans la Moselle. Une maison en apparence comme une autre! Réalité! La maison passive est aujourd’hui le nec plus ultra en matière d’économie d’énergie. Ce terme fait référence à une norme de construction élaborée par le Dr Wolfgang Feist, du PassivHaus Institut en Allemagne. Les maisons passives ont ceci de particulier qu’elles maintiennent toute l’année, été comme hiver, une température ambiante d’environ 20°C, sans système de chauffage conventionnel. Par ailleurs, leur consommation d’énergie est quatre à cinq fois inférieure à celle d’un logement standard. Kris Baert travaille pour Cenergie, une association spécialisée dans l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables. Il fait construire une maison passive. Nous l'avons interrogé pour mieux comprendre ce concept encore peu connu. Greenpeace Magazine: vous construisez en ce moment une maison passive. Quels en sont les principaux avantages? Kris Baert: en fait, la maison passive est une sorte de maison basse énergie poussée à l’extrême: couche d’isolation deux fois supérieure à celle d’une maison basse énergie, vitres et vitrages super isolants... Les fenêtres sont à ce point isolantes que les gains de chaleur sont supérieurs aux pertes! Il s’agit d’un concept optimal d’un point de vue du confort et intéressant sur le plan financier. GPM: quelle est la principale différence entre une maison basse énergie et une maison passive? KB: dans une maison basse énergie, la consommation d’énergie pour le chauf- 22 Greenpeace • Printemps 2003 fage est de maximum 60 kWh/m2 par an; elle nécessite donc encore une installation de chauffage, qui sera toutefois bien plus petite que celle utilisée dans les maisons traditionnelles. Dans une maison passive, la consommation d’énergie pour le chauffage se limite à 15 kWh/m2 par an, même moins. Résultat, elle peut se passer complètement de chauffage! En fait, la puissance d’un fer à repasser suffirait à chauffer la maison. GPM: bon, mais il faut quand même encore chauffer... KB: d’une certaine façon oui... mais sans chauffage conventionnel! Les besoins minimums de chauffage peuvent être satisfaits en chauffant l’air frais cir- culant dans le système de ventilation. En fait, la maison passive est obligatoirement équipée d’un système de ventilation mécanique pour maintenir la qualité de l’air optimale. Cette ventilation est nécessaire, compte tenu du fait que la maison est vraiment hermétique. En chauffant l’air sortant de ce système (via un échangeur de chaleur, connecté par exemple au boiler à gaz), il y a tout à fait moyen de maintenir une température intérieure agréable, même lorsque les conditions météo sont extrêmes! Et bien sûr, la chaleur provenant du rayonnement solaire à travers les vitres orientées Sud, des appareils électroménagers et des habitants eux-mêmes apporte un “plus” non négligeable! Rocky Mountain Institute: un bâtiment passif de la première heure Le Rocky Mountain Institute (RMI), centre de recherche sur l’utilisation efficace et durable des ressources, a élu domicile dans les montagnes Rocheuses de l’Ouest du Colorado, à 2.200 mètres d’altitude. Chose étrange et insolite, les 45 employés du centre n’ont pas besoin d’un système de chauffage classique, même lorsque le thermomètre à l’extérieur descend sous zéro °C. Ils disposent tout au plus de petits poêles à bois fournissant à peine 1% des besoins en chaleur d’une maison normale dans cette région. Les 99% restants proviennent du solaire passif: même par temps nuageux, la chaleur du soleil est piégée par des super vitrages qui laissent passer 75% de la lumière visible et 50% de l’énergie solaire, mais ne laissent pratiquement pas échapper de chaleur; les murs de pierre, épais de 40 cm, et le toit sont isolés de façon à limiter les pertes de chaleur au moins deux fois plus que la normale; les fuites d’air sont pratiquement éliminées; la lumière du jour, pénétrant de tous côtés grâce à de grands espaces vitrés, satisfait 95% des besoins en éclairage, le restant étant assuré par des lampes très efficaces... Ce bâtiment, créé en 1982, a été l’un des premiers bâtiments “verts”. Aujourd’hui, on peut encore faire mieux, les techniques ayant été développées. Mais cet exemple montre bien qu’il ne faut pas attendre les technologies futuristes pour y arriver. Elles sont disponibles aujourd’hui, ont été testées avec succès et attendent une application généralisée. © ROCKY MOUNTAIN INSTITUTE © CENERGIE Vivre sans chauffage? Utopie ou réalité? DOSSIER GPM: y a-t-il moyen de transformer une maison quelconque en maison passive? KB: une maison classique contient quasi inévitablement des ponts thermiques (endroits où l’isolation est interrompue, par exemple entre un mur et une fondation de la maison). Ces ponts thermiques sont tabous dans les maisons passives. Rien que de ce point de vue-là, il n’est hélas pas encore intéressant de transformer un logement existant en maison passive. Les coûts seraient beaucoup trop élevés. En cas de rénovation, le choix d’une maison basse énergie est beaucoup plus logique. GPM: les maisons passives peuvent-elles être construites n’importe où? KB: en principe, oui, car ces maisons reposent sur un concept très simple. Mais bien évidemment, la résistance thermique des murs, des toits et des fenêtres sera bien sûr très différente d’un pays à l’autre, selon les conditions climatiques. En Suède par exemple, on ne s’étonne plus de voir une couche d’isolation de 50 cm! GPM: et le prix? KB: une maison qui, dès ses débuts, est pensée selon le concept “passif ”, ne coûte pas nécessairement beaucoup plus cher qu’une maison conventionnelle. Cela provient du fait qu’on évite un certain nombre d’investissements coûteux, comme le système de chauffage. La facture d’énergie étant de 4 à 5 fois moins élevée que celle d’un logement conventionnel, le remboursement mensuel total (prêt + facture d’énergie) sera plus ou moins comparable. GPM: ces maisons ont-elles un avenir? KB: le concept de la maison passive s’applique surtout au niveau de la construction (et non de la rénovation), qu’il s’agisse de logements privés, de bureaux, d’écoles, d’hôpitaux... Dans certains pays, en Allemagne et en Suisse par exemple, la maison passive est déjà un concept connu. Nous prévoyons qu’à terme il se généralise au niveau européen. Cela serait somme toute une étape logique, compte tenu de la plus-value économique, du confort élevé et de la très faible consommation d’énergie de ces bâtiments. L’énergie la plus respectueuse de l’environnement est celle que je ne consomme pas! Actuellement, 20% de la population mondiale -du Nord- consomment 80% des ressources énergétiques. Cette situation est insoutenable surtout vis-àvis des 80% du Sud de la planète. Notre (sur)consommation n’est pas sans conséquences! Les pays du Sud n’ont pas les moyens de se prémunir face aux changements climatiques: des millions de personnes s’y retrouvent sans toit suite au passage d’un cyclone, d’une inondation... Le développement rapide de solutions positives, dont les maisons basse énergie constituent un aspect important, profite dès lors à tout le monde: à nous, qui améliorons notre indépendance énergétique et économisons des sommes substantielles; aux Etats du Sud de la planète qui ont tout intérêt à s’engager dans la voie du développement durable, et bien sûr, à l’environnement. Moins nous utiliserons d’énergie, mieux notre petite planète et l’ensemble de ses habitants s’en portera! Caroline Veter Remerciements à Kris Baert pour sa précieuse collaboration. Références: • Facteur 4: Ernst U. von Weizsäcker, Amory B. Lovins, L. Hunter Lovins, un rapport au club de Rome, 1997; • What is a Passive House? Passivhaus Institut; • Economiser l’énergie, guide pour la construction, la rénovation et l’habitat, Greenpeace Belgique; • La maison des [néga] watts; le guide malin de l’énergie chez soi, Terre vivante, 1999; • Passiefhuis-Platform asbl, de REFLEX voor energiebewust bouwen; • Living Today, het duurzame huis van vandaag... de standaard van morgen... • Cenergie, http://www.cenergie.be • Sustainable Energy for Poverty Reduction: an Action Plan; Greenpeace & Practical answers to poverty, 2002. • Rocky Mountain Institute, http://www.rmi.org. Pour plus d’informations: www.greenpeacemagazine.net/fr/57/ © GREENPEACE/BARRY GPM: existe-t-il beaucoup de maisons passives en Europe? Où se trouventelles? KB: en Europe, on compte actuellement quelques milliers de maisons passives, surtout en Allemagne, en Autriche, en Suède et en Suisse. Entre-temps, un certain nombre de bureaux ont à leur tour été réalisés selon ce principe et beaucoup d’autres projets sont en cours. La première maison passive a été construite à Darmstadt par le Dr Feist, en 1992. Lors de l’exposition universelle de Hanovre, en 2000, il y avait même moyen de réserver une nuit dans une maison passive pour goûter au confort qu’offre un tel bâtiment!