vingt-huit bâtiments exemplaires à basse consommation

PRÉB4T
PROGRAMME DE RECHERCHE
ET D’EXPERIMENTATION
SUR L’ENERGIE DANS LE BÂTIMENT
Vingt-huit bâtiments exemplaires
à basse consommation
Jean-Marie Alessandrini - centre scientifique et technique du bâtiment
mai 2009
ministère de l’écologie,
de l’énergie,
du développement durable
et de l’aménagement
du territoire
ministère du logement
ministère de l’économie,
des finances et de l’emploi
ministère de l’enseignement
supérieur et de la recherche
DÉPARTEMENT ÉNERGIE SANTÉ ENVIRONNEMENT
Division Energie – Pôle Performance Energétique des bâtiments
ESE/DE/PEB-08. 156N
OCTOBRE
08
Note de synthèse du descriptif de bâtiments
basse consommation
Jean-Marie Alessandrini
Ces dernières années les préoccupations environnementales ont incité de nombreux maîtres
d’ouvrage à réaliser des bâtiments qui visent une très faible consommation énergétique.
Une fois en fonctionnement ces bâtiments atteignent-ils les performances attendues ?
Quelles sont les clés de la réussite ? A l’inverse quels sont les points d’achoppement ? D’une
façon générale quels sont les enseignements à retenir ?
Pour apporter des éléments de réponse à ces questions nous avons réalisé un recensement
d’opérations qui couvre le territoire métropolitain. 28 opérations, dans le résidentiel neuf et
rénové ainsi que dans le secteur tertiaire, ont été sélectionnées sur la base des
consommations d’énergie précisées dans la littérature ou déclarées par les maîtres
d’ouvrage et leur représentant. Chacune a alors été visitée puis a fait l’objet d’une fiche
descriptive avec un éclairage technique orienté sur la conception énergétique. Elles sont
réparties sur le territoire métropolitain avec une forte présence en région Rhône-Alpes, pour
laquelle on recense 13 opérations. Parmi les opérations retenues on relève une forte
présence, dans le tertiaire, de maîtres d’ouvrage publics (7/11) et, dans le résidentiel
existant, de bailleurs sociaux ou publics (5/6).
Nos principaux résultats sont présentés de façon à distinguer ce qui est remarquable de ce
qui est à surveiller et d’identifier les voies de recherche.
LES POINTS REMARQUABLES
Influence des messages et des actions institutionnels : Dès lors que notre recensement
s’est appuyé en partie sur les réseaux institutionnels (USH, programmes européens,
recensement de CETE, base HQE, label, etc.), ce constat doit être nuancé. Néanmoins, il
ressort que les postes de consommation concernés par la réglementation thermique font
l’objet d’une recherche d’économie d’énergie systématique dans les projets. Pour le
chauffage, le refroidissement, la ventilation, l’eau chaude sanitaire, l’éclairage et les
auxiliaires de production, distribution et émission associés, les solutions mises en œuvre
visent, d’une part, à limiter les besoins d’énergie, d’autre part, à réduire la consommation
en recourant à des systèmes énergétiques économes.
Le résultat le plus spectaculaire est obtenu sur la consommation pour le chauffage qui
approche le niveau d’un bâtiment BBC : Dans les logements visités, la consommation
d’énergie pour le confort thermique est de l’ordre de grandeur attendu pour les logements
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BBC. Pour le chauffage, la consommation oscille de 8 à 60 kWhep/m²shon/an avec une
moyenne à 35 kWhep/m²shon/an.
Les solutions techniques qui conduisent aux meilleures performances sur la consommation
globale sont listées ci-dessous.
-
Pour réduire la consommation d’énergie associée au chauffage les solutions les plus
économes s’appuient sur une conception qui va chercher à :
•
limiter les déperditions à l’aide d’une enveloppe étanche, fortement isolée et
protégée par des espaces tampons des vents dominants, (entrée, garages) ou
par des haies végétales. Les enveloppes les moins déperditives sont isolées
avec des matériaux, naturels ou industriels, installés à l’extérieur ou sur
ossature bois. Elles disposent d’épaisseurs d’isolants importantes sur toutes les
surfaces, façades, pignons, plancher et toit. Les enveloppes les plus étanches
sont obtenues par l’assemblage de composants d’enveloppe industrialisés : les
défauts, généralement situés aux points sensibles, sont corrigés après contrôle
sur site.
•
bénéficier des apports solaires en adaptant la taille des fenêtres à l’orientation,
petite au nord, grande au sud qui ouvrent parfois sur des espaces solarisés du
type loggias fermées, vérandas ou serres. Certaines solutions proposent des
parois « actives » qui associent l’isolation et la récupération des apports
solaires. L’air chauffé par le rayonnement solaire est capté dans un espace
solarisé, créé par des doubles fenêtres, puis soufflé dans la structure isolée par
l’extérieur.
•
Favoriser le recours aux énergies renouvelables et à un système énergétique à
haut rendement. Les systèmes les plus courants sont la chaudière gaz à
condensation et la pompe à chaleur. Le chauffage bois vient souvent en appoint
d’un système électrique. Sur certaines opérations un plancher chauffant
alimenté en eau chauffée à l’aide de capteurs solaires est installé en zone jour.
De façon anecdotique un plancher rayonnant électrique est installé. L’isolation
de l’enveloppe est alors très importante (20 cm de laine minérale entre ossature
bois). Ce système est également présent dans des bâtiments d’enseignement à
occupation très intermittente avec peu de besoins en chauffage dans le sud de
la France.
•
Adapter au mieux l’installation aux sollicitations thermiques. Une rénovation de
l’enveloppe sera complétée par la séparation des circuits de chauffage de façon
à distinguer les zones en fonction de leur besoins en chauffage suivant leur
orientation ou leur usage. Dans deux opérations le système énergétique est
différent, avec un plancher solaire direct dans la zone jour et un système gaz
classique dans la zone nuit.
-
Pour réduire la consommation d’énergie liée au renouvellement d’air pour l’hygiène, les
solutions mises en œuvre visent à adapter les débits aux besoins (ventilation
hygroréglable, arrêt en inoccupation dans le tertiaire) et à récupérer la chaleur, interne
à l’aide d’un double flux, ou sur le sol avec un puits canadien. Dans quelques opérations,
des alternatives très ambitieuses de ventilation naturelle (cheminée d’extraction,
ouvrants spécifiques du type volet) ont été mises en place pour supprimer la
consommation des ventilateurs.
-
Pour réduire la consommation d’énergie liée à la production d’eau chaude sanitaire le
recours au solaire thermique se généralise dans le résidentiel.
-
Pour réduire la consommation d’énergie pour l’éclairage des locaux, en particulier dans
le secteur de l’enseignement et des bureaux, une recherche quasi systématique de
l’éclairement naturel intérieur a été recherchée. Dans le tertiaire, la présence de second
jour, de sheds ou de puits de lumière est fréquente. Par ailleurs, l’accent a été mis sur la
disposition des fenêtres et le choix des protections solaires en fonction des orientations.
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Le recours à des automatismes et à des lampes économes s’est également généralisé.
Les puissances pour l’éclairage dans les bureaux se sont abaissées, dans le meilleur des
cas, à 6 W/m². Le niveau de 500 lux, recommandé par les normes, est limité au poste
de travail par combinaison d’un éclairage de fond et de lampes d’appoint.
-
La grande majorité des bâtiments visités ont été conçus de façon à s’affranchir de la
climatisation. La présence de protections solaires est quasi systématique. Celles-ci ont
l’objet d’une sélection soignée, suivant l’orientation, et ne sont installées qu’en
complément d’un important travail de conception. Dans les zones très exposées au sud,
la mise en œuvre de doubles murs avec une lame d’air ventilée permet de réduire les
apports solaires. Par ailleurs, on cherche à conserver l’inertie du bâtiment en conservant
des dalles bétons, qui sont parfois coulées sur une structure bois. Le puits canadien s’est
largement répandu et permet de bénéficier de l’inertie du sol en vue de rafraîchir l’air
neuf. Une minorité d’immeubles de bureaux utilisent un système de climatisation. Ceux
d’entre-eux qui consomment le moins ont recours à une pompe à chaleur réversible sur
nappe phréatique.
Ces solutions sortent du commun et leur mise en œuvre nécessite une étroite collaboration
entre les différents acteurs. La réalisation de ces projets est le résultat d’une volonté forte
et d’un accompagnement technique. Dans chaque opération la maîtrise de l’énergie a été au
cœur du projet dès sa phase de conception. La maîtrise d’ouvrage s’est faite assister dans
ses choix par un bureau d’étude ou un « spécialiste » énergie (AMO HQE ou énergie). Les
acteurs ont veillé à garder un équilibre ou un haut et même niveau de qualité dans tout le
processus de construction et de fonctionnement du bâtiment (conception, réalisation,
réception, exploitation) depuis la conception jusqu’au suivi des consommations avec des
ajustements de l’installation suite à des écarts de fonctionnement constatés.
Les meilleures performances ont été obtenues après un travail technologique qui associe
une démarche industrielle et la spécificité artisanale. La conception fait appel à la
modélisation numérique pour anticiper les performances et optimiser les solutions retenues.
Certains projets, de part la mise en place de techniques et process innovants, sont
considéré comme des prototypes. Ils sont alors l’objet d’expérimentations et d’un suivi
attentif. Par exemple, dans un des projets, 7 sondes ont été installées pour suivre le
système de ventilation. La première année sert de test. De la même façon que la
conception, qui combine approche numérique et expérimentale, la réalisation s’appuie sur
l’industrialisation et l’adaptation lors de la mise en œuvre sur chantier des éléments de
l’enveloppe et du système énergétique. Par exemple, l’industrialisation de certains
composants de l’enveloppe permet d’améliorer l’étanchéité à l’air du bâtiment et permet de
préserver l’isolant lors de la pose. Le savoir faire des acteurs de la construction, permet une
plus grande efficacité de la phase chantier en adaptant les solutions généralistes à chaque
situation (calfeutrement des coffres de volet roulant, des passages de gaine, pose des
fenêtres et calepinage des briques). Les tests à la réception sont un moyen de capitalisation
du savoir une fois les défauts identifiés et corrigés.
Il ressort un souci du détail qui devient un gage de qualité élevée de la conception et de la
réalisation. Tous les composants du bâti et du système sont traités avec un niveau de
qualité homogène lors de la phase conception et de la phase réalisation.
LES POINTS À SURVEILLER
La difficulté d’opérer un recensement exhaustif : le suivi des consommations n’est pas
systématique et il est délicat d’avoir un retour sur les consommations effectives. Notre
sélection a dû parfois être réalisée sur la base de calculs ou d’estimations. Les maîtres
d’ouvrage du secteur diffus, du type auto constructeur ou réseaux alternatifs, sont difficiles
à toucher dans la mesure où ils ne font pas partie des réseaux institutionnels et ne font pas
de publicité. Les consommations les plus facilement accessibles sont généralement la
consommation globale ou la consommation par fluide (électricité, gaz, eau, bois). Ces
informations ne nous ont pas permis de réaliser notre sélection par rapport aux critères
réglementaires ou des labels. Il est ainsi difficile de se rendre compte si le seuil de 50
kWhep/m²shon/an pour les usages réglementés est atteind dans le résidentiel.
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ESE/DE/PEB-08. 156N
La consommation énergétique liée à l’activité et au nombre d’occupants devient majoritaire.
Par exemple, dans le tertiaire la bureautique peut représenter plus de 50% de la
consommation globale. Dans le résidentiel, les consommations d’eau chaude sanitaire sont
peu connues, très hétérogènes et dépassent majoritairement 40 kWhep/m²/an. Celles-ci
nous éloignent du seuil de 50 kWhep/m² shon/an exigé dans le label BBC pour les usages
réglementés. En fait seuls les grands logements, supérieurs à 200 m² ou les logements
dans lesquels les habitants limitent drastiquement leur consommation parviennent à un
niveau proche des références BBC. Les efforts pour réduire la consommation portent surtout
sur la production avec le recours au solaire thermique et moins sur les besoins. Il ressort
qu’une consommation unitaire par m² représente mal les besoins d’eau chaude sanitaire
associés au nombre d’occupant.
A partir de quel seuil une opération est-elle jugée performante dans l’existant suivant qu’il
s’agit d’une réhabilitation totale ou d’une rénovation par postes ? Les résultats du
recensement et la performance des bâtiments existants peuvent sembler limités. D’une part
l’objectif de 10 opérations à visiter et à décrire n’a pas été atteint, d’autre part, la
consommation d’énergie effective, lorsqu’elle est connue, est élevée. Ceci tient des critères
retenus pour la sélection : la très haute performance énergétique, qui suppose d’agir sur la
totalité du bâtiment du plan masse au suivi de l’installation via l’enveloppe et le système.
Dès lors la frontière entre le neuf et ce type de rénovation de l’existant, qui suppose de ne
conserver que la structure, est ténue. Parmi les opérations retenues un certain nombre de
projets ont cherché à améliorer l’enveloppe mais n’ont que partiellement rénové le système
de chauffage sans toucher aux autres postes (ECS, éclairage, auxiliaires, etc.). Il
conviendrait de mieux définir ce que l’on appelle « rénovation » et d’inclure une dimension
temporelle à l’indicateur de performance (A quel moment de la rénovation globale sommesnous ?). Ces résultats en demi-teinte et ce constat conforte la nécessité d’agir sur la
globalité des postes de consommations et sur la totalité du bâtiment si on veut atteindre la
performance énergétique recherchée dans des délais très courts.
Si les consommations d’énergie pour le chauffage ont été fortement diminuées, dans bien
des cas le confort thermique est jugé insuffisant en hiver par les occupants. Dans la plupart
des opérations pour réduire les besoins de chauffage, l’action a porté aussi sur la régulation
avec une température de consigne à 19°C en occupation, voire 18°C dans certaines
maisons individuelles. En conséquence, si l’occupant peut changer la consigne il le fait,
sinon il s’équipe, en particulier dans le tertiaire, avec des appareils électriques d’appoint.
L’augmentation de la consommation d’énergie doit être vue ici comme un moindre mal car
on s’expose à des risques électriques et/ou sanitaires suivant l’appareil d’appoint retenu. Ce
constat est corroboré par les normes de confort pour lesquelles, à 19 °C avec une activité
légère, y compris avec des vêtements d’hiver, le pourcentage d’insatisfaits des conditions
thermiques est de l’ordre de 20%. Pour le confort d’été le retour d’expérience est insuffisant
en particulier dans le tertiaire, l’été précédent n’ayant pas été chaud.
La recherche d’économie financière ne correspond pas toujours avec la logique de
fonctionnement des systèmes et ne conduit pas forcément à l’optimum énergétique. A
l’inverse il peut pousser à des fonctionnements en décalage par rapport à la logique de
fonctionnement de certains appareils. C’est particulièrement vrai avec le chauffage
électrique par plancher direct qui dispose d’une inertie de 2 à 4 heures. Il est utilisé comme
un plancher à accumulation avec un fonctionnement de nuit pour bénéficier d’une énergie
bon marché et arrêté le jour avec des relances occasionnelles. Son inertie est trop faible
pour pouvoir fonctionner selon ce principe, il n’est pas sûr que l’optimum énergétique et
économique soit atteint.
Sur les opérations visitées l’énergie électrique produite par panneaux photovoltaïques est
systématiquement revendue sur le réseau. Elle ne contribue pas à la diminution des
consommations énergétiques du bâtiment sur lequel elle est produite. Une approche limitée
à l’échelle du bâtiment permet-elle d’apprécier le gain énergétique de ce système ?
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LES RECHERCHES
Un recensement exhaustif est-il possible et comment le réaliser : On a vu la difficulté à
réaliser un recensement et à obtenir les informations nécessaires. Comment réaliser un
recensement, le maintenir et toucher le diffus ? On relève également des difficultés pour
connaître les consommations avec un niveau de précision pertinent qui reste à déterminer
en fonction de ce que l’on souhaite en faire. Ce manque de retour rend difficile la
connaissance de la consommation effective et ne permet pas de juger de la performance
des solutions mises en œuvre. Des approches, qui restent à développer, associant le calcul
et la mesure permettraient de quantifier à moindre coût l’apport des technologies mises en
œuvre.
L’indicateur fait la performance mais permet-il de réduire effectivement les consommations
et en conséquence répond-il aux objectifs nationaux ? Le recensement a conduit pour des
usages identiques à des consommations énergétiques nettement différentes y compris
après correction climatique. L’élément d’explication le plus probant vient des
consommations liées à l’activité et d’une façon générale de celles qui dépendent de
l’occupant. L’indicateur retenu exprimé en kWhep/m²/an, ne permet pas de rendre compte
de cet aspect et ne permet pas de comparer objectivement les bâtiments entre eux. Dès
lors, l’effet de levier d’une opération exemplaire est alors limité. En effet, comment
comparer la consommation unitaire d’un bâtiment occupé environ 2500 heures par an avec
30m² par personne à celle d’un bâtiment du même usage avec une personne pour 20 m² et
dont une partie des locaux est utilisée 8760 heures ? La valeur obtenue par l’indicateur
n’est pas systématiquement synonyme de performance. En corollaire, comment s’assurer
que les mesures prises, en vue d’atteindre l’objectif de 50 kWhep/m²/an, permettent de
réduire la consommation énergétique globale des bâtiments si les caractéristiques
intrinsèques à l’occupant ne sont pas intégrées ?
Mieux connaître les besoins pour agir et réduire les consommations associées à l’activité des
occupants et l’eau chaude sanitaire. Dans les bâtiments visités, il ressort que la
consommation liée à, d’une part, l’activité devient prédominante, d’autre part, l’eau chaude
sanitaire n’a pu être réduite au niveau recherché. Les actions entreprises n’ont pas portées,
ou de façon marginale, sur les besoins. Il s’agirait de mieux les cerner pour envisager de les
réduire. On pourrait alors envisager de récupérer la chaleur dissipée par l’énergie
consommée pour assurer d’autres besoins. Par exemple, l’énergie nécessaire pour ces
activités est dissipée sous forme de chaleur dans l’ambiance. Dans quelles mesures
contribue-t-elle au confort thermique des occupants et donc au chauffage effectif du
bâtiment ? Pour répondre à cette question une approche spatiale et temporelle du confort
thermique est nécessaire. La mise en place de cette démarche nécessite de caractériser sur
un plan qualitatif, quantitatif, spatiale et temporelle les besoins d’énergie globaux du
bâtiment.
Dans l’existant il s’agirait, d’une part, de capitaliser la connaissance du bâtiment et de son
fonctionnement, d’autre part, d’anticiper les futures évolutions. On a vu que la
consommation énergétique liée à l’activité devient prédominante. Or, le fait de bien la
connaître permet d’envisager des pistes pour réduire sa consommation. De même, un
système énergétique bien adapté au bâtiment et à son occupation permet de réduire les
consommations. Les bâtiments existants offrent une opportunité intéressante dans la
mesure où leur fonctionnement peut être connu. La mise à disposition de diagnostics pour
mieux cerner l’occupation permettrait d’établir des scénarios d’occupation en vue de
développer des stratégies de gestion à l’aide d’outils informatiques. De plus, dans le
résidentiel la fréquence des interventions est de l’ordre de deux ans pour les travaux
d’entretien et de 5 à 8 ans pour les grosses interventions. Deux voies sont alors possibles :
•
Faire en sorte que les rénovations soient complètes. Il s’agirait de comprendre
pourquoi les rénovations qui cherchent ouvertement la performance énergétique
n’ont touché qu’une partie des postes et quels sont les facteurs qui ont limité
l’intervention ?
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ESE/DE/PEB-08. 156N
•
Apporter une réponse technique d’amélioration de l’existant qui anticipe les
évolutions à venir sur le bâtiment de façon à ce qu’elles n’entraînent pas de
dégradation.
Une compréhension des phénomènes insuffisantes : A l’occasion des discussions avec les
acteurs et à la lecture des solutions retenues, il s’avère que certains phénomènes
nécessiteraient d’être vulgarisés. On retiendra, en particulier, le principe de l’inertie et les
matériaux qui permettent d’en bénéficier. Le bois ne dispose pas de la masse nécessaire et
procure une barrière thermique trop importante pour permettre d’accumuler la chaleur
interne. De même, un plancher chauffant dans une dalle mince apporte un déphasage de
quelques heures insuffisant pour garantir le confort sur la journée sans une relance. La
consommation des auxiliaires de circulation, en particulier pour l’eau chaude sanitaire
produite par énergie solaire, doit être l’objet d’un travail de quantification en fonction des
besoins et de leur fréquence.
Trouver les solutions énergétiques optimales. Un certain nombre de solutions mises en
œuvre met en jeu des phénomènes complexes et nécessiterait des études plus fines, en
particulier, l’installation en série d’un puits canadien et d’un double flux avec récupération
de chaleur sur l’air extrait. Le puits canadien récupère la chaleur du sol mais également
potentiellement celle venant du bâtiment. Il fait alors double emploi avec le double flux. De
plus l’air en sortie du puits est plus élevé et déprécie l’efficacité de l’échangeur. De même,
la présence d’un gradateur et d’un détecteur de présence dans une circulation qui n’a pas
besoin d’un éclairage important peut paraître disproportionnée. On relèvera également la
difficulté à avoir des masques végétaux ou des toitures végétalisées. Néanmoins l’optimum
énergétique ne peut être atteint au détriment de l’esthétique, du confort et des contraintes
qui pèsent sur le bâti.
Ce retour surtout basé sur un éclairage énergétique des bâtiments nécessiterait d’être
complété par une approche transverse. En particulier, le caractère reproductible des
opérations nous a amenés à ne pas sélectionner, lorsqu’on avait le choix, les opérations qui
s’écartaient trop (en taille et situation) des bâtiments types.
•
Aussi, observe-t-on une certaine monotonie des formes des bâtiments retenus. Ce
qui soulève la question de la compatibilité entre la performance énergétique et
l’esthétique ? De façon plus concrète que penser de la présence des panneaux
solaires ou des masques proches, ne nuisent-ils pas à l’harmonie extérieure du
bâtiment ?
•
L’approche des coûts nous laisse sur notre faim elle montre néanmoins des coûts qui
restent dans le niveau actuel.
•
Approche sécurité : Il s’agit de s’assurer de la cohérence des réglementations entre
elles. Par ailleurs, nous attirons l’attention sur les risques associés à la mise en place
de systèmes de chauffage d’appoint mal adaptés au bâtiment.
•
Approche hygiène : La généralisation des espaces tampons et des puits canadiens
par lesquels l’air transite soulève la question de la qualité de l’air. Sur la même
thématique, l’absence de ventilation dans certains logements dans le diffus avec des
cheminées à foyer ouvert expose les occupants à des risques sanitaires.
•
Dans le tertiaire une approche globale du confort serait pertinente en particulier sur
les questions de conforts thermique, acoustique et éclairage qui dépendent de la
nature des revêtements intérieurs.
Description de bâtiments
exemplaires à basse consommation
réalisés en France FICHE-BBC
Rapport Final
DÉPARTEMENT ÉNERGIE SANTÉ ENVIRONNEMENT
Division Energie – Pôle Performance Energétique des bâtiments
Description de bâtiments exemplaires à
basse consommation réalisés en France
FICHE-BBC
Rapport Final
Jean-Marie Alessandrini
La reproduction de ce rapport n'est autorisée que sous sa
forme intégrale, sauf clauses spécifiques explicitées dans
la convention liant le CSTB et le donneur d'ordre.
Toute reproduction, même partielle, devra mentionner le
CSTB et le ou les auteurs.
Il comporte pages
JMA / CJ
Client :
PREBAT
Responsable :
FIDELI Jean-Paul
Décision n° : M07.14 SU0003643
NOVEMBRE 2008
ESE/DE/PEB-2008.185R
DIFFUSION CONFIDENTIELLE
DIFFUSION LIBRE
POUR LES FICHES
POUR LA SYNTHÈSE
2/
Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R
SOMMAIRE
1. OBJET..................................................................................................................3
2. LISTE DES OPÉRATIONS......................................................................................5
3/
Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R
1.OBJET
Ces dernières années les préoccupations environnementales ont incité de nombreux maîtres
d’ouvrage à réaliser des bâtiments qui visent une très faible consommation énergétique.
Une fois en fonctionnement ces bâtiments atteignent-ils les performances attendues ?
Quelles sont les clés de la réussite ? A l’inverse quels sont les points d’achoppement ? D’une
façon générale quels sont les enseignements à retenir ?
Pour apporter des éléments de réponse à ces questions nous avons réalisé un recensement
d’opérations qui couvre le territoire métropolitain. Nous avons alors sélectionné 28
opérations qui ont fait l’objet d’une visite et d’une fiche descriptive. De l’analyse de ces
fiches, nous avons bâti une synthèse qui présente les enseignements principaux.
Le présent rapport se compose :
-
D’une synthèse à diffusion libre
-
De vingt huit fiches à caractère confidentiel.
Le choix des opérations
Les 28 opérations retenues ont été sélectionnées parmi une liste d’une cinquantaine
d’opérations recensées au cours du quatrième trimestre 2007 et une partie du premier
trimestre 2008. Les opérations retenues devaient répondre aux conditions suivantes :
-
Etre en fonctionnement et si possible disposer d’informations sur les
consommations énergétiques effectives.
-
Etre le plus performant possible au plan énergétique.
D’un point de vue général il fallait qu’elles soient réparties sur tout le territoire métropolitain
et équitablement réparties en fonction de l’usage et de l’âge. Dès lors, nous disposons de la
description de :
-
6 opérations de rénovation dans le secteur résidentiel
-
11 opérations neuves dans le secteur résidentiel
-
11 opérations dans le secteur tertiaire
Les acteurs
Le recensement a été réalisé en s’appuyant sur les travaux du CSTB, des CETE de Lyon,
Nord Picardie, de l’Ouest, de l’Est, du Sud-ouest, Méditerranée et de M. Jean-Eric MESMAIN
de l’agence Rhône Alpes énergie. Au CSTB ont particulièrement alimenté cette base
messieurs Rodolphe DERCOURT, Daniel QUENARD, Kevyn JOHANNES et Claude FRANCOIS.
Chaque opération sélectionnée a fait l’objet d’une visite sur site et d’une fiche descriptive.
Dans le détail les intervenants sont :
4/
Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R
Opération (département)
Type de bâtiment
Les Airelles construction (60)
Résidentiel neuf
L’Hélianthème (59)
Résidentiel neuf
La ferme du Mont saint Jean (59)
Rénovations « basse énergie » au sein du
quartier Franklin de Mulhouse (67)
Tertiaire
Résidentiel neuf
Maisons bioclimatiques Alyos & Energie +
(67 et 68)
Résidentiel neuf
Maison Detot-Kavoukdjian (04)
Résidentiel neuf
Maison à Saturargues (34)
Réhabilitation du bâtiment D de la cité
universitaire Vert-Bois (34)
Lycée Jean-Jaurès (34)
La Salvatierra (35)
Hôtel de l’agglomération Rennes (35)
Olivier Lemaître
CETE Nord-Picardie
Résidentiel rénové
Résidence d'Hellieule (88)
Groupe scolaire Ludovic Massé (66)
Intervenant et
organisme
Louis Bourru
CETE de L’Est
Tertiaire
Résidentiel neuf
Résidentiel rénové
Dominique Poncet
CETE Méditerranée
Tertiaire
Résidentiel neuf
Tertiaire
Xavier Rouvière
CETE de l’Ouest
Solaris (35)
Résidentiel neuf
Rémi Toledo
CETE de l’Ouest
Maison à Béruges (86)
Résidentiel neuf
Fabrice Richiéri
CETE du Sud-ouest
Lycée Sampaix (42)
Tertiaire
Le Totem (38)
Tertiaire
Ineed (26)
Tertiaire
AGC (26)
Tertiaire
Groupe Scolaire « Les Capucines » (21)
Tertiaire
Pôle administratif de la Mairie aux
Mureaux (78)
Tertiaire
Bâtiment EMGP 270 (93)
Tertiaire
La Source à Chabeuil (26)
Champ du soleil (01)
Groupe Henri Wallon (38)
Le grand Tissage (38)
Alexandra Lebert
CSTB
Anne-Luce Zahm et
Jean-Marie Alessandrini
CSTB
Pierre Bougnol
Tribu énergie
Résidentiel rénové
Résidentiel neuf
Résidentiel rénové
Résidentiel neuf
Groupe Surieux (38)
Résidentiel rénové
La Noue (93)
Résidentiel rénové
Jean-Alain Meunier
HTC
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Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R
2.LISTE DES OPÉRATIONS
Les Airelles construction
L’Hélianthème
La ferme du Mont saint Jean
Rénovations « basse énergie » au sein du quartier Franklin de Mulhouse
Résidence d'Hellieule
Maisons bioclimatiques Alyos & Energie+
Maison Detot-Kavoukdjian
Groupe scolaire Ludovic Massé
Maison à Saturargues
Réhabilitation du bâtiment D de la cité universitaire Vert-Bois
Lycée Jean-Jaurès
La Salvatierra
Hôtel de l’agglomération Rennes
Solaris
Maison à Béruges
Lycée Sampaix
Le Totem
Ineed
AGC
Groupe Scolaire « Les Capucines »
Pôle administratif de la Mairie aux Mureaux
Bâtiment EMGP 270
La Source à Chabeuil
Champ du soleil
Groupe Henri Wallon
Le grand Tissage
Groupe Surieux
La Noue
Siège Social de la SDH, Echirolles (38)
Maître d’ouvrage : SDH ; Maîtrise d’œuvre : Arcane (Architecte) ; Inddigo (AMO HQE®) ;
Etamine (BET HQE®) ; Katene (BET Fluides)
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la construction
Janvier 2007, emménagement en mars 2007
Echirolles, Isère (38) < 300 m, zone urbaine, H1c, DJU trentenaire 2835
Construction d'un immeuble de bureaux pour accueillir le nouveau siège social de la
Société Dauphinoise pour l’Habitat (SDH), organisme de logement social.
R+3 sur deux niveaux de parking, 5 000 m² sdo, 5 207 m2 shon
Accueil, administration, bureaux, salles de réunion & 68 places de parkings enterrés.
Locaux occupés par environ 160 personnes.
Besoins de chauffage: objectif programme et estimation en conception 42 kWhef / m²
SHON.an
Coût travaux : 6,5M€HT (hors foncier, honoraires…), soit 1250 €/m²shon
Des bureaux spacieux et des systèmes techniques performants pour un confort des usagers optimal.
 Une
construction au service de
l’adaptabilité des locaux et de la rapidité
d’exécution : la trame régulière de la
structure en aiguilles (béton coulé dans des
poteaux en acier), qui supporte une
isolation par l’extérieur, permet un
découpage en bureaux (2 ou 3 motifs selon
la taille souhaitée) modifiable au gré des
besoins.
 Des bureaux au confort individualisé :
éclairage naturel travaillé (casquettes,
brises
soleil),
protections
solaires
différenciées selon l’orientation thermostat
individuels.
 A l’écoute des usagers : Une enquête de
satisfaction pour faire le bilan au bout d’un
an a été menée ; elle a permis de sonder le
ressentis des usagers et d’apporter des
mesures correctrices sur les points
d’insatisfaction.
Une logique de « service rendu »: Très attentifs à l’attente des usagers, les systèmes se sont montrés
plus énergivores que prévu cette première année de fonctionnement. Des mesures correctives ont été
mises en place, les réglages sont en cours et les usagers réinterrogent leurs habitudes.
Contact : Alain Migaud : Responsable du service achats. SDH [email protected]
L’enveloppe : le bâtiment est isolé par
l’extérieur (isolant traditionnel, 12 cm) et les
menuiseries oscillo-battantes (double vitrage
argon) sont bien au nu extérieur. Seulement,
l’inertie voulue par les architectes et apportée
par des dalles en béton armé est affaiblie par le
choix de conserver des revêtements de sol
traditionnels (moquettes ou de linoléum)?
Les
protections
solaires : Elles sont
différenciées
selon
l’orientation de la
façade :
casquettes
fixes ajournées au
Sud, brises soleil
orientables à l’Ouest
et à l’Est, stores
intérieurs occultant en
complément au Nord
et au Sud,...
Les systèmes de chauffage et de ventilation :
Les pompes à chaleur sur nappe phréatique
alimentent, non seulement, les plafonds
rayonnants chauffants/ rafraîchissants des
bureaux, mais également les centrales de
traitement d’air qui assurent le refroidissement
et le chauffage des salles de réunions. Le
chauffage urbain vient compléter le système en
saison froide (par radiateurs et plafonds
rayonnants) et la VMC est à double flux avec
récupération de chaleur. La ventilation de
l’atrium central est asservie aux conditions
climatiques
intérieures
et
extérieures
(températures,
vent,
pluie…).
Une
climatisation a été installée pour les salles
hébergeant les serveurs. Pour chacun des
bureaux, une température de consigne est
assignée et les usagers peuvent modifier celleci à l’aide d’un thermostat individuel avec une
marge de +/- 2°C.
L’éclairage : L’éclairage naturel (ont été
étudiés avec précision : la hauteur des fenêtres
et des allèges, la nature des ouvrants, l’effet
des protections solaires) a été enrichi avec un
second jour grâce à des patios. L’éclairage
artificiel est commandé dans les locaux à usage
intermittent par des détecteurs de présence, qui
sont couplés à des détecteurs de luminosité
pour l’ensemble des circulations.
Les consommations : résultats mitigés en fin
de première année :
Consommation d’électricité : estimées à 90
kWhep/m²SHON.an à (hors consommation du
système informatique, des ascenseurs et des
portes automatiques), les résultats ont été très
décevants :263 kWhep/m²utile.an! Cette très
forte dérive peut en partie s’expliquer par
l’absence de sas d’entrée et à des travaux
achevés en janvier. Une mission de suivi
devrait être engagée afin d’aider à la mise en
place d’actions correctives.
Consommation de chauffage : Les besoins de
chauffage étaient estimés à 42 kWhef/m² SHON.
Cette première année de fonctionnement aura
relevé quelques pistes d’améliorations
possibles : réglages des températures de
consigne plus fins et re-homogénéisation des
ambiances, formation et support par les BE
fluides
et
l’installateur
du
nouveau
gestionnaire du système de GTC , mise en
place d’une mission de suivi pour une gestion
efficace du bâtiment.
Ressenti des usagers :
Une enquête de satisfaction après un an
d’utilisation du bâtiment, a été diffusée auprès
des usagers afin de connaître leur ressenti en
termes de confort et leur avis sur les différents
choix d’éco-construction qui avaient été fait.
54% des usagers se sont plaint de problème de
froid dans les locaux (le redémarrage du
chauffage le matin a donc été modifié et
anticipé) et de surchauffes en hiver dans les
bureaux situés au sud (où la régulation ne tient
pas suffisamment compte des apports solaires).
Toutefois, le confort (thermique mais
également visuel et acoustique) des espaces a
été jugée généralement très bon ou bon excepté
pour le confort thermique du hall d’entrée où
des mesures correctrices ont depuis été mises
en œuvre.
Lycée professionnel Carnot- Site SAMPAIX, Roanne (42)
Maître d’ouvrage : Conseil Régional Rhône Alpes, S.E.D.L, CETE Lyon ;
Maîtrise d’œuvre : Tekhnê (Architecte) ; TRIBU (BET HQE)
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommation
énergétique
Coût de la construction
1ere tranche : janvier 2007 ; 2e tranche : courant 2008
Début du projet (concours) : 1999
Roanne, Loire (42), altitude : 280 m, zone urbaine, DJU trentenaire 2794
Restructuration lourde d’un lycée technique préparant 400 élèves aux métiers de
l’automobile et des transports. Des travaux variés : Bâtiments réhabilités (650m²),
déconstruits (3000m²) ou bâtiments neufs (7631 m²). Pour une typologie diversifiée :
Bâtiments d’enseignement, grands ateliers et logements (305 m²).
R+1 pour les bâtiments d’enseignement, R pour les ateliers : SHON 9815m² ; SU 9282 m²
400 élèves additionnés du corps enseignant et du personnel administratif.
Les simulations thermiques en APD prévoyaient une consommation 59 kWhep/m²SHON/an.
Il n’y a pas encore de retour sur les consommations de la première année de fonctionnement.
12, 6 M€ hors honoraires. 1521 € HT/m2 SU - 1221€ HT/m2 SHON
Des locaux d’enseignement lumineux privilégiant confort thermique et maîtrise de l’énergie.
 Utilisation de l’inertie et enveloppes variées :
Isolation par l’extérieur (isolant traditionnel, 15 cm)
sur structure lourde en béton armé de 18 cm avec
bardage bois, isolation répartie (16 cm), ossature
bois, inertie des dalles en béton armé , dalle de
couverture en impluvium isolée par l’extérieur …le
projet a permis la mise en œuvre de techniques
diverses.
résultats de perméabilité à l’air du bâtiment semblent
un peu décevants.
 Des systèmes passifs et actifs pour une maîtrise
des consommations de chauffage et de
ventilation : Une typologie variée, des usages et des
occupations très différents ont conduit à une
combinaison de systèmes performants : puits
canadien, VMC double flux avec récupération de
chaleur, chaudières au gaz à haut rendement,
radiants au gaz, capteurs solaires thermiques …
 Une esthétique et une phase de conception très
travaillés.
Les consommations de la 1ere année ne sont pas
encore connues. Des réglages vont sûrement devoir
être affinés. Les retours des usagers sur les locaux
déjà en fonctionnement sont très positifs et seuls les
Contact : [email protected]
Les enveloppes : Une isolation par l’extérieur (15 cm de
laine de verre) a été choisie pour les bâtiments
d’enseignement avec un bardage bois pour les bâtiments
existants. Le traitement des ponts thermique a été soigné
et continu (avec un suivi de chantier attentif et une
remise en cause du savoir-faire traditionnel). Ces locaux,
à forte occupation, profitent de l’inertie des dalles en
béton armé grâce au choix de faux-plafonds ouverts
s’arrêtant à distance les parois verticales. Ce travail sur
l’inertie (l’ensemble des calculs a été fait pièce par
pièce) a été accompagné d’un travail sur l’acoustique
(ayant par exemple pour objectif de compenser les pertes
de surfaces absorbantes au plafond). Les baies sont
toutes en menuiseries bois avec vitrage peu émissif
(Uw= 1,9W/m²/K). Les ateliers sont à ossature bois
avec de lourdes dalles en béton. Quant aux logements,
une isolation répartie (brique de terre cuite alvéolées de
37, 5 cm) a été choisie et la réalisation soignée (joints
minces, découpes précises). Le choix de menuiseries en
bois non traité (mélèze en extérieur, eucalyptus en
intérieur) a desservi la perméabilité à l’air du bâtiment.
Systèmes passifs et actifs de chauffage et de
ventilation : Les ateliers sont rafraichis à l’aide d’un
puits canadien. Un système de sur-ventilation nocturne a
été mis en œuvre dans les locaux d'enseignement ainsi
qu’une VMC double flux avec récupération de chaleur
sur l’air extrait. Le chauffage est au gaz : deux
chaudières haut rendement répondent aux besoins des
locaux d’enseignement. Des radiants au gaz, plus
adaptés, ont été installés pour les ateliers. Enfin les
logements seront équipés de chaudières avec module
hydraulique et capteurs solaires pour la production d'eau
chaude sanitaire et de planchers solaires directs.
Eclairage naturel et éclairage artificiel: Un objectif de
facteur de lumière du jour de 2.5% et une volonté
d’éviter les apports solaires dans les classes ont induit
plusieurs choix techniques dont la réalisation de grandes
surfaces vitrées (31% de la Surface Utile Globale dont
35% orientation NNO), complétées -selon les locauxpar un 2ème jour sur patio ou l'installation de skydômes
zénithaux en fond de classe. Les masques ont été limités
par une hauteur de bâtiment bornée à R+1 et des
distances minimales entre les bâtiments de 15m.
L’orientation des locaux ainsi que leur hauteur et la
couleur de leurs parois ont soigneusement été choisies et
les baies sont équipées de protections solaires motorisées
et différenciées selon l’orientation (lames verticales ou
horizontales, stores en toile ou a lamelles). Les sources
zénithales sont également équipées de tôles de protection
perforée. Quant aux grands ateliers, l’éclairage naturel
est permis grâce à une toiture en sheds orientés nord et
des vitrages latéraux sous toiture. Enfin un éclairage
artificiel très performant complète le confort visuel des
usagers (2 circuits indépendants par classe, sources
lumineuses de type fluorescent 16mm haut rendement 90
lm/W; extinction par programmation et dérogation). Les
mesures effectuées sur les bâtiments finis corroborent les
estimations et les usagers s’avouent très satisfaits de
l’éclairage des locaux.
Une Gestion Technique Centralisée gérant
l’intermittence du chauffage et de la ventilation :
Le système de ventilation est prévu pour permettre une
gestion différenciée en fonction de l’usage des zones et
avec des débits fonction des conditions saisonnières (sur
ventilation de nuit en saison chaude soient 10 vol/h), des
conditions ambiantes (sonde d'ambiance et mesure de la
T° extérieure), de l’occupation des locaux
(programmation journalière, hebdomadaire et des
vacances scolaires avec détecteurs de présence). La GTC
assure également la baisse des protections solaires en fin
d’après-midi l’été ainsi que l’extinction de l’éclairage. Il
s’avère qu’après cette première année d’utilisation,
quelques réglages sont encore nécessaires notamment
sur la régulation du chauffage et sur les débits d’air
extraits (jugés insuffisants dans certaines pièces).
La maîtrise des usages : plusieurs réunions avec les
usagers des bâtiments (personnel enseignant mais aussi
élèves) se sont déroulées dans le but d’expliquer les
choix techniques et architecturaux du projet et de
rappeler le fonctionnement des bâtiments.
Le
choix
des
matériaux
avait
différents
objectifs : l’optimisation de l’utilisation des ressources
naturelles (dalles terre cuite apparentes, béton brut de
décoffrage, bois non traité et labellisé PEFC ou FSC), la
limitation des émissions de polluants (linoléum) et la
pérennité des composant sujets à de fortes et fréquentes
sollicitations. Les usagers se sont dits surpris par ces
matériaux bruts et cette esthétique originale d’aspect
« non fini » du bâtiment.
Gestion de la biodiversité et des eaux pluviales:
Les aménagements paysagers extérieurs de type "jardin",
"prairie" et "zone humide" (nécessitant une gestion
différenciées des espaces), le choix de plantations
variées (nécessitant peu d’entretien et peu d’arrosage), la
conservation des arbres existants ainsi que des toitures
végétalisées (à la végétation encore timide) favorisent
une large biodiversité. Concernant les eaux de pluie : en
raison d’un faible débit de fuite imposé (la présence
d’une ancienne carrière d’argile, transformée en
décharge, oblige à limiter les pollutions par lixiviation),
les eaux pluviales (toitures, espaces verts, voiries) sont
collectées vers un dispositif de retenue situé au pied de
dunes paysagères planté de plantes filtrantes. Le volume
total des bassins est d'environ 600 m3. Par ailleurs, en
vue de l’arrosage des espaces verts, deux cuves de 50 et
90 m3 servent également à la récupération d’eau de pluie.
Bâtiment de l’INEED à ALIXAN dans la Drome (26),
Maîtrise d’ouvrage : La Chambre de Commerce et de l’Industrie de la Drôme, Architecte : D.DESSUS
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
occupation
Consommation
énergétique
Coût de la construction
Juillet 2006
Sur le site de la gare TGV de Valence (26) en zone plutôt rurale. DJU 2007 : 1940
bâtiment tertiaire à usage de bureaux (880m² SU), d’enseignement (370m² SU) et
conférences exposition et réunions (690 m² SU) et un atelier bois (280 m² SU).
Trois niveaux, SHON de 3600m² soit 24 % de plus que la surface utile (2892 m²), ou
+ 38% sans l’atelier bois,
110 personnes dont 40 stagiaires
Tout usage la consommation mesurée lors de la première année de
fonctionnement est de 65 kWhep/m²SHON/an. (atelier bois exclu)
1100 € HT /m²shon coût des travaux HT (3 960 k€) hors foncier, hors mobilier,
honoraires inclus.
Des solutions pour assurer la qualité d’usage, le confort et les économies d’énergie
 Une enveloppe compacte, peu vitrée (15% de
la surface utile) avec une isolation soignée
(brique de 50 cm) pour limiter les déperditions.
Une structure bois avec des dalles bétons pour
un meilleur confort estival.
 Un système de récupération de la chaleur
interne et du sol (puits climatique) sur l’air
neuf pour assurer hygiène et économie
d’énergie. Chauffage central au gaz régulé à
19°C.
 La maîtrise des usages : des occupants
fortement impliqués un éclairage basse
consommation avec des lampes d’appoints
pour limiter la puissance et conserver le confort
visuel, équipement de bureautique portable.
Figure 1. Plancher collaborant de type bois-béton
Une consommation énergétique faible, des occupants impliqués, un confort thermique au plus juste
La limitation des consommations de chauffage et d’électricité spécifique a été facilitée par une durée et une
densité d’occupation plutôt faibles ainsi qu’un hiver chaud.
Le premier hiver des problèmes d’étanchéité à l’air (dû aux joints des fenêtres) ont entraîné des températures
intérieures de 17- 18 occasionnant la pause momentanée et localement d’un appoint avec chauffage électrique.
Le problème a été corrigé et sur le second hiver et la consigne est passée à 20°. Les ouvrants motorisés et
programmés pour la ventilation nocturne ainsi que le maintient de la ventilation sur le puits la nuit
garantissent le rafraîchissement. Cependant, l’absence de protections solaires extérieures, d’une part, la
présence de faux plafonds et de moquettes à l’étage, d’autre part, peuvent compromettre le confort d’été.
Contact : Madame Der khatchadourian à l’Ineed
Des briques de 50 cm, une structure bois et dalle béton, une végétalisation capricieuse
Le bâtiment a un coefficient de transfert thermique global (Ubat) de 0.52 W/m²/K. L’originalité vient de
l’épaisseur de 50 cm des murs composés de briques Monomur. Le concepteur doit alors veiller à harmoniser la
position des ouvrants et la taille des briques de façon à limiter les découpes. Celles-ci créent des singularités
difficiles à traiter si on veut limiter les défauts d’étanchéité. Les autres parois présentent une isolation
conséquente mais plus classique (10 cm polystyrène expansé au sol, 18 cm de poluyréthane en toiture, vitrage
VIR avec argon). L’enveloppe bénéficie de photopiles en casquette, en revanche la toiture et les protections
solaires végétalisées n’ont pas poussé.
L’originalité de la structure bois recouverte d’une dalle béton, présente l’avantage d’augmenter l’inertie. Elle est
limitée par la pose de revêtement de sol à effet thermique (sol PVC ou linoléum), pour éviter les bruits de choc.
Un puits climatique pour éviter l’inconfort, une installation classique optimisée
Un puits climatique et un récupérateur de chaleur, permettent de réchauffer l’air neuf hygiénique en hiver et le
rafraîchir en été. Mais, les débits, de l’ordre de 0.5 vol/h, sont insuffisants pour assurer un rafraîchissement
passif (compter 5 à 10 Vol/h). Ce système semble sur équipé avec un doute sur l’optimum énergétique.
L’installation de chauffage est classique (chaudière gaz à condensation) mais soigneusement régulée :
- Dans les bureaux l’émission assurée par des radiateurs avec des robinets thermostatiques assurent 19°,
- Dans les salles de réunion, le chauffage, assuré par un système à air, est limité à la période d’occupation.
Des équipements économes pour l’usage et le confort visuel
Tous les équipements techniques du bâtiment sont choisis pour leur efficacité énergétique.
Il y a une recherche systématique pour réduire les consommations pour l’usage, en particulier :
 L’éclairage avec des équipements performants, et adaptés aux besoins locaux en distinguant éclairage de
fond et éclairage d’appoint pour le plan de travail. La puissance installée moyenne est de 6 W/m².
 La bureautique avec 50 % des bureaux équipés avec des stations d’accueil pour portables qui permettent de
passer de 120 à 30W par machine, et permet de s’affranchir d’un onduleur.
Des consommations avec des performances fortement liées à l’usage
La consommation associée au chauffage s’élève à 20,7 kWhep/m²shon./an. Les DJU sur la saison 2006-2007
s’élève à 1689, soit 23% de moins que sur la période 05-06 proche des DJU trentenaires (2200). Cette valeur est
à mettre en perspective des consommations moyennes en chauffage des bureaux (80 kWh ep/m²shon./an1) ou des
établissements d’enseignement (60 kWhep/m²shon1).
La consommation d’énergie relevée pour l’électricité s’élève à 45 kWhep/m²shon, à rapprocher des
consommations moyennes des bureaux et des bâtiments d’enseignement respectivement de 230 et 30
kWhep/m²shon2.
Une T° de 19 °C est-elle suffisante pour une activité de bureau ?
Le confort est subjectif. Cependant, une température ambiante de 19°C conduit à un taux d’insatisfaction de 15
à 20%3 pour une vitesse d’air quasi nulle, une activité de bureau et avec un pull. Une approche du confort
thermique plus fine intégrant d’autres aspects (T° au poste de travail, écart de température entre la tête et les
extrémités, …) permettrait d’identifier plus surement l’origine de l’inconfort constaté.
Consommation et confort à confirmer pour une occupation et des saisons plus proches de la normale
La performance énergétique semble avoir été au cœur du projet sans négliger les autres aspects (hygiène,
confort, acoustique, usage). Il en est sortie des solutions classiques avec quelques originalités (épaisseur des
briques, le plancher bois/béton). L’optimisation finale a demandé des ajustements en fonctionnement (piège à
son, store) et une attention particulière (rappelle des comportementaux). Il ressort deux questions prégnantes :
 Le puits climatique et la surventilation nocturne compenseront-ils le manque d’inertie et l’absence de stores
pour assurer le confort d’été?
 Comment va évoluer la consommation d’énergie lors d’hivers plus froids avec une occupation plus dense ?
1
Chiffres clé de l’ADEME 2006, Consommation moyenne de chauffage pour les établissements d’enseignement et de bureaux
corrigée par le rapport des DJU et ramenée à la SHON en retenant les valeurs du projet.
2
Chiffre clé de L’ADEME 2006, consommation moyenne autre usage pour les établissements d’enseignement et de bureaux
ramenée à la SHON en retenant les valeurs du projet (facteur 1.38 de la SHON à la surface utile hors atelier bois)
3
La norme EN 7730 quantifie, à partir d’une approche probabiliste, le nombre de personnes insatisfaites d’une ambiance thermique.
Maison Detot-Kavoukdjian à Forcalquier dans les Alpes de Haute-Provence (04)
Maître d'ouvrage : Famille Detot-Kavoukdjian
Maître d'œuvre : R+4 Architectes (Bernard Brot)
Date de livraison
Juin 2001
Zone géographique
Zone pavillonnaire à la lisière du village de Forcalquier.
Altitude moyenne de 550 m (climat pré-alpin).
DJU trentenaire : 2423
Taille
Maison sur deux niveaux sur terrain exposé Sud-Est
Surface : SHON : 222 m² ; surface habitable : 207 m²
Occupation
Famille de cinq personnes
Consommation
énergétique
La consommation d'énergie est de 85,9 kWhEP/m²/an en moyenne durant les
années 2001 à 2007.
Coût de la construction
215 000 € HT (hors VRD et panneaux photovoltaïques) soit 970 € HT/m²SHON
L'expression d'une volonté d'utiliser des matériaux naturels et des énergies renouvelables
 Une maison a conception bioclimatique : la maison Detot-Kavoukdjian a
été conçue en 1999 avec pour ligne directrice une consommation d'énergie
faible, un éclairage naturel optimisé avec notamment un grande surface vitrée
au Sud et l'utilisation de matériaux de construction sains et naturels de
préférence de provenance locale (bois, laine de mouton). Les investissements
supplémentaires pour assurer la qualité environnementale (estimés à 4,8%)
ont été pleinement assumés dans la perspective d'une consommation moindre
d'énergie et de CO2.
 A l'origine, une volonté d'utilisation des énergies renouvelables : le choix
du chauffage s'est porté sur le solaire dès les débuts de conception de la
maison. Au rez-de-chaussée, le chauffage est assuré par un plancher solaire
direct à eau alimenté par 15 m² de capteurs solaires thermique disposés
verticalement sur la façade Sud. Les propriétaires se refusant à utiliser
l'électricité pour le chauffage le complément au plancher solaire est fourni par
un poêle. A l'étage, le chauffage est assuré par un chauffage central au gaz.
Des panneaux photovoltaïques ont été mis en place en deux fois sur un petit bâtiment annexe. 40 m² ont
été installés à l'époque de construction de la maison, 17 m² ont été rajoutés en juin 2007.
Enveloppe et structure du bâtiment
Le bâtiment fait la part belle aux matériaux naturels. Le détail de la structure et de l'enveloppe du bâtiment en
atteste :
•
Ossature bois en sapin du Nord, contreventement en OSB de 13 mm et Fibralith de 35 mm sous toute la
surface d’enduit (support)
•
Bardage en mélèze, charpente traditionnelle en sapin du Nord, plancher de l'étage en bois sapin du Nord.
•
Doublage en laine de mouton (traitement MITIM ) 80 en mur et 200 mm sous toiture + plaques de gypse et
cellulose Fermacell simple et/ ou double peau selon l'isolement phonique demandé (salle bain/chambre ou
cuisine/cellier)
•
Couverture en tuiles de terre cuite; terrasse en mélèze d’origine locale ;
•
Menuiseries bois (fenêtres double vitrage, volet coulissants)
•
Plancher bas béton de 19 cm isolée par 5 cm de polystyrène incompressible et posée sur hérisson de
cailloux lavés
Performance énergétique
La performance visée lors de la conception de la maison en 1999 était une consommation de 80 kWhEP/m²/an
pour le chauffage et la production d'ECS. Cet objectif a été très largement atteint comme en attestent les
moyennes des consommations de 2001 à 2007.
Ces consommations sont les suivantes :
•
Consommation moyenne sur sept an : 85,9 kWhEP/m²/an tous usages confondus
•
Détail des consommations moyennes par usage et nature de l'énergie consommée :
- Chauffage : 27,6 kWhEP/m²/an
Solaire : plancher solaire direct (PSD) sur capteurs solaires disposés verticalement au Sud assurant ainsi
un bon rendement.
Bois : poêle à double combustion consommant 1,5 stères de bois/an (1810 kWh/an) en appoint du PSD
Gaz : chauffage central consommant environ 340Kg de gaz propane (4324 kWh/an)
- Production d'eau chaude sanitaire : 1198 kWh/an soit 13,9 kWhEP/m²/an
Solaire (capteurs solaires) et électricité
- Pas de ventilation mécanique
- Électricité autres usages y compris éclairage : 3822 kWh/an soit 44,4 kWhEP/m²/an
La consommation d'éclairage est limitée par l'éclairage naturel abondant et l'utilisation d'équipements
basse consommation
57 m² de panneaux photovoltaïques ont été mis en place sur un petit bâtiment de plain pied sur le terrain de la
maison, 40 m² datant de l'époque de construction de la maison et les 17 autres m² de juin 2007. L'électricité
produite est entièrement revendue à EDF. Elle n'entre donc pas en compte dans le bilan énergétique de la
maison mais l'opération présente un intérêt financier. Plus de 9000 kWh/an sont produits soit un peu moins de
la moitié de la consommation énergétique tous usages confondus. Les 1765 € de recettes générés couvrent
entièrement les dépenses énergétiques de la maison (1247 € de charges).
Confort thermique et ventilation
Confort thermique
La maison présente de petites surfaces vitrés sur toutes les façades à
l'exception de la façade orientée au Sud-Sud-Est largement vitrée de par
la présence d'une Véranda.
La façade exposée au Nord a également une avancée où se situe l'entrée.
Elle constitue un espace tampon qui permet de se protéger du Mistral.
Un mur en pierre délimite la véranda du séjour. Par son inertie il permet de
bénéficier d'un déphasage de température avec l'extérieur ce qui est
appréciable compte tenu du climat local présentant des écarts de
température important entre le jour et la nuit.
On aurait pu craindre un problème de surchauffe au rez-de-chaussée en mi-saison, les apports solaires de la
véranda venant s'ajouter au chauffage du plancher solaire. Mais les protections solaires semi-transparentes
de la véranda suffisent à assurer un confort d'été satisfaisant.
Ventilation
Il n'y a pas de système de ventilation mécanique. Le renouvellement hygiénique de l'air est donc soumis aux
aléas d'éventuelles infiltrations dues aux défauts d'étanchéité. Il y a donc un doute sur la gestion équilibrée
entre la ventilation naturelle et celle des échanges thermiques entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment. Seul
l'étude des habitudes de ventilation et de la perméabilité du bâtiment permettrait de le lever.
Contact
R+4 Architectes, Bernard Brot. Tél : 04.92.75.70.72
Champ du soleil – Chemin de Pernette MEZERIAT
(01) DYNACITE (OPAC de l’Ain)
Contact : Jacques LAFFONT (responsable Gestion des contrats de maintenance). Tél : 04 74 45 89 82
Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil)
Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : [email protected]
Date de livraison
Zone géographique
Usages
Taille
Performances visées
Consommations
énergétiques moyennes
calculée sur 8 pavillons
Coût des travaux
(valeur 2005)
Opération livrée en avril 2006 – Date de visite du site & photographies : 6 août 2008
Région Rhône-Alpes - Zone climatique H1c - DJU (2007-2008) :2685 – Altitude 240 m
Habitat résidentiel à vocation sociale en zone rurale. 9 pavillons isolés ou jumelés
SHAB : 2 T3 (69 m² & 73 m²), 5 T4 (2x78 m² & 3x80m²) et 2 T5 (94m²).
SHON 8 pavillons : 743 m²
Démarche HQE : Ubât = 0,52 W/m².K – Consommations chauffage = 28 Wh/m².DJU
DJU trentenaires de MEZERIAT : 2685.
Consommations chauffage+ECS+gaz cuisine (saison 2007-2008 – 2685 dju) : 141 kWhep/m²shon/an
Consommations électricité (saison 2007-2008 corrigé sur 365 jours) :
130 kWhep/m²shon/an
Ensemble des travaux : 1 427 750 €
Prix moyen d’un pavillon : 158 639 €
(1 966 € HT/m²shab - 1 718 € HT/m²shon)
Les points forts de l’opération :
•
Conception bioclimatique :
 Orientation favorable des pavillons : façades avec grandes baies
vitrées placées au Sud,
 Absence d’ouverture au nord ou ouvertures de taille réduite,
 Espaces tampon coté Nord : garage fermé et sas d’entrée,
 Ouverture taille moyenne en Est/Ouest,
 Forte inertie thermique (murs, dalles),
 Important débord de toiture favorisant le confort d’été,
• Panneaux solaires thermiques intégrés
en toiture,
• Capteurs photovoltaïques intégrés en toiture,
• Fermetures extérieures avec ouvrants en bois et aluminium, double
vitrage à faible émissivité, volet en bois sans ajourage,
• Lumière zénithale par velux pour réduire les consommations liées à
l’éclairage,
• Ventilation hygroréglable B,
• Chaudière individuelle mixte à condensation au gaz naturel,
•
Planchers chauffants à basse température.
Le point de vue de l’organisme :
Ce programme a été réalisé en visant la meilleure
qualité environnementale possible compte tenu des
contraintes financières du logement social et des
limites inhérentes aux produits disponibles sur le
marché, à l’inventivité des concepteurs et à la
capacité des entreprises chargées de réaliser les
travaux.
La gestion de l’énergie a été particulièrement
soignée avec des performances inférieures de 30%
à la réglementation. Le recours aux énergies renouvelables à été porté à son optimum avec 2 m² de
panneaux solaires par pavillons et 20 m² de capteurs photovoltaïques.
Détail des travaux réalisés et performances énergétiques :
• Murs en façade Nord :
o Mur à ossature bois et parement bois non traité, isolé par laine de
chanvre 150 cm (λ=0,041 W/m.K)
• Murs en façade Est, Sud et Ouest :
o Murs en briques monomur de 37,5 cm,
• Toitures :
o Isolation en laine de chanvre 200 mm
o Façade sud : capteurs photovoltaïques et panneaux solaires
thermiques intégrés en toiture, éclairage zénithal par Velux à fermeture
automatique en cas de pluie.
• Planchers bas :
o Isolation périphérique par 60 mm de
polystyrène extrudé
• Fermetures extérieures :
o Ouvrants en bois et aluminium,
o Double vitrage 4-16-4 à faible émissivité,
o Volet en bois sans ajourage
[UJ/N=1,8 W/m².K].
• Production et distribution de chaleur :
o Chaudière
individuelle
mixte
à
condensation au gaz naturel,
o Planchers chauffants à basse température
en rez-de-chaussée (séjour et cuisine),
o Radiateurs
équipés
de
vannes
thermostatiques.
o VMC hygroréglable B sous avis technique,
• Production d’eau chaude sanitaire :
o Préchauffage de l’eau par 2 m² de
panneaux solaires thermiques par pavillon
avec appoint par chaudière mixte (taux de
couverture solaire : 50 à 60% estimés),
• Production d’électricité photovoltaïque :
o Électricité produite par 20 m² de capteurs solaires par pavillon.
•
Réduction des besoins en éclairage et en ECS :
o Éclairage naturel par Velux en séjour,
o Distribution de lampes fluocompactes aux locataires entrants (intégrées au bail),
o Limitation des longueurs de canalisations entre production et point de puisage.
Appréciation générale :
Les consommations moyennes des 8 pavillons - hors pavillon inoccupé -, mesurées sur la deuxième année
ayant suivi la livraison pour 2685 DJU, sont de :


141 kWhep/m² shon pour le chauffage,
l’eau chaude et le gaz de cuisine,
130 kWhep/m² shon pour l’électricité.
Mais les variations entre pavillons
sont très importantes puisqu’elles
varient de :


117 à 182 kWhep/m²shon pour le
chauffage, l’eau chaude et le gaz
cuisine,
75 à 272 kWhep/m² shon pour
l’électricité.
Dans l’ensemble, les consommations
ont, fortement baissés par rapport à la
première année (-15% sur le
chauffage, l’eau chaude et le gaz cuisine et -9% sur l’électricité) sous l’effet de la forte augmentation des
tarifs de gaz naturel et aussi grâce à une prise de conscience de quelques locataires de leurs
surconsommations d’eau chaude sanitaire.
Il reste encore quelques marges de progrès pour quelques-uns d’entre eux. Les consommations électriques
– pénalisées par la conversion en énergie primaire - sont particulièrement élevées chez certains locataires
en raison d’équipements vétustes, surabondants et d’activités spécifiques fortement consommatrices
(repassage, bricolage).
Locaux AGC Concept Architectes (26)
Maître d’ouvrage et Architecte : AGC Concept Architectes (bureaux de l’agence).
Date de livraison
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la construction
Septembre 2006.
Valence. ZAC Rovaltain (ancienne friche industrielle en cours de développement), peu
d’obstacles naturels, site très venté.Dju 2190
Bureaux d’architectes.
400m² surface utile (Su), Shon=410m². Bâtiment de plain pied.
Capacité de 20 personnes. Actuellement, 14 personnes. Horaires normaux de bureau.
Prévision initiale : 27 kWhep /m²Su.an, chauffage + refroidissement + éclairage+auxiliaires
1ère année représentative : 40kWhep/m²Su.an chauffage seul.
1200€HT/m²Su.an (hors honoraires, hors foncier)
Un bureau sans climatisation grâce à un puits provençal.
 Une enveloppe avec un bon niveau d’isolation : 24cm de laine minérale dans les
murs, 16cm + 10cm de laine minérale dans les plafonds, vitrages (menuiserie alu et
vitrage 4/16argon/4 peu émissif) et un traitement efficace des ponts thermiques
malgré une structure à ossature métallique. Le point faible se situe au niveau de la
dalle de plancher bas sur vide-sanitaire sans traitement du pont thermique de liaison
et
sans isolation. Protection solaire complète des baies sauf en façade sud-ouest. Traitement solaire façade NordOuest avec joues (lames
L’inertie est moyenne grâce à une dalle de plancher bas en béton.
verticales et volets roulants)
 Un système de chauffage standard de type chaudière gaz basse température reliée à
des cassettes encastrables 4 tubes (en prévision d’un éventuel futur rafraîchissement par échange direct avec la
nappe). Une ventilation simple flux (par extraction dans les sanitaires) conçue pour diminuer les sources
d’inconfort d’été et s’affranchir de la climatisation grâce à un puits provençal pouvant fonctionner en
surventilation.
 Une maîtrise des usages simplifiée : la régulation du système de chauffage permet un réduit de nuit à 17°C et le
déclenchement des ventilateurs du puits canadien pour la sur-ventilation est manuel. Le bâtiment est prévu pour
être évolutif et servir de station expérimentale.
Un confort d’été apprécié, un confort hiver perfectible, un écart entre occupations finales et estimations
initiales.
L’objectif de 27kWhep/m²Su.an tous postes sauf la bureautique surestimait les performances du bâtiment en
occupation réelle. La première année représentative de chauffage (saison 2007-2008) le confirme avec
40kWhep/m²Su pour le chauffage seul. Cet écart est attribué à une différence entre les hypothèses de prestations et de
scénarios d’occupation utilisés dans l’étude préliminaire, et la réalité : chaudière condensation, pont thermique de
plancher bas négligé, entrées d’air parasites dues au comportement des occupants, pas de chauffage dans le SAS,
température de consigne hiver à 19°C au lieu des 23-24°C en réalité. L’occupation réelle du bâtiment par les
occupants rend donc difficile la prévision des consommations. En été, l’ambiance thermique semble bien appréciée
notamment grâce aux protections solaires et au puits provençal. L’air entrant dans le bâtiment donne une véritable
sensation de fraîcheur qu’il conviendra de quantifier par des mesures a postériori. Des mesures relatives aux
consommations d’auxiliaires manquent également pour pouvoir comparer l’efficacité énergétique de ce système par
rapport à des systèmes classiques de climatisation.
Contact : Gérard Chaussignand, architecte et gérant de la société AGC Concept.
Une isolation renforcée mais avec un point faible.
Les systèmes constructifs de type ossature métallique sont habituellement
très générateurs de ponts thermiques structurels. Pourtant les choix
adoptés dans le cadre de ce projet (isolation autour des coffres de volets
Espace tampon
Espace tampon
roulants, isolation continue au niveau de la liaison plancher haut/mur)
montrent qu’un traitement des points sensibles de l’enveloppe peut être
adopté. La perméabilité à l’air du bâti est par ailleurs inconnue. Les murs
Vide sanitaire
sont composés de deux couches d’isolation : 9cm de laine de roche
Coupe transversale du bâtiment
(LDR) à l’extérieur et 15cm côté intérieur, de part et d’autre d’un bac
acier (Uparoi=0,22W/m².K). La toiture offre des conditions optimales
de
protection au rayonnement solaire grâce à une végétalisation en surface et au couplage de l’isolation de la toiture
(16cm de LDR) avec une seconde couche d’isolation au niveau du faux-plafond (10cm de LDR), créant ainsi un
espace tampon entre les locaux et l’extérieur (Uglobal=0.14W/m².K). Un point faible subsiste au niveau de la dalle de
plancher bas. L’isolation entre le vide-sanitaire et les locaux chauffés est inexistante car le maître d’ouvrage souhaitait
conserver l’inertie très importante apportée par le système double-dalle béton, afin de l’exploiter pour le confort en
été. Si ce système fonctionne effectivement très bien en période estivale, les déperditions en hiver sont très
importantes et créent un phénomène de paroi froide, source d’inconfort et d’augmentation des températures de
consigne. De plus, le pont thermique de plancher bas n’a pas encore été traité et participe fortement aux déperditions
globales de l’enveloppe car le bâtiment est de plain-pied.
Approche bioclimatique.
Le site est fortement balayé par des vents froids en hiver. La réponse à cette contrainte est la mise en
place d’une rangée d’arbres au Nord-Est, derrière le parking. Cette solution n’est pas opérationnelle
pour l’instant car les arbres sont encore jeunes. L’impact de ce dispositif pourra être mieux évalué d’ici
4 à 5 ans. Par ailleurs, la diffusion de l’éclairage naturel est bien répartie. La présence d’un atrium
central en forme shed permet de diffuser la lumière jusqu’au centre du bâtiment. Les luminaires sont
donc peu utilisés. Enfin, la maîtrise des apports solaires est globale et assurée par une combinaison de
Atrium central
plusieurs systèmes de protection : casquette en surplomb du bâtiment, lames horizontales, joues munies
de lames verticales et volets roulants. Toutefois, les systèmes de brise-soleil en façade Sud-Ouest ont été écartés pour
conserver l’équilibre architectural. Un complément de protection est à l’étude pour remédier à l’utilisation récurrente
des volets roulants sur cette façade.
Le puits provençal.
Un des atouts majeurs de ce bâtiment à usage de bureaux est l’intégration d’un puits provençal qui lui
permet de se passer de climatisation. Deux nappes de conduits comprenant 11 tubes au total, d’un
diamètre de 20cm et d’une longueur de 20m ont été enterrées entre 3 et 4m de profondeur. Cette
précaution permet de s’affranchir du réchauffement de la terre en surface et d’obtenir ainsi
des températures d’air plus fraîches. Après avoir traversé le puits provençal, l’air passe
dans le vide sanitaire puis est insufflé dans les locaux par des entrées d’air au sol. Les Ouverture des sheds
en été
débits hygiéniques en conditions normales (environ 400m3/h) basculent vers des débits de
surventilation (800-1000m3/h) en été avec la mise en route d’un caisson de ventilation
placé dans le vide sanitaire qui met en surpression le bâtiment. Le sur-débit d’air est ensuite évacué à
travers le shed de l’atrium qui s’ouvre automatiquement.
Mise en œuvre du puits
provençal
Qualité des ambiances.
Si le confort thermique en été est une réussite, la qualité de l’ambiance en hiver peut être améliorée en raison du
manque d’isolation au niveau de la dalle de plancher bas. Les températures de consigne en hiver sont plus proches de
23-24°C que de 19°C comme prévu dans l’étude thermique initiale. La question de l’hygiène se pose également en
faisant transiter l’air dans un vide-sanitaire étanche avant de le distribuer dans le bâtiment. En effet, on ne peut
nettoyer le vide-sanitaire.
Un bâtiment très performant et encore perfectible : évolutions à venir.
Le maître d’ouvrage voulait un bâtiment qui soit évolutif, voire expérimental, pour capitaliser les retours
d’expériences et développer sa compétence en matière de construction énergétiquement économe. Certains choix
énergétiques initiaux tels que la présence d’un ventilo-convecteur dans le SAS d’entrée, la mise en œuvre d’une
chaudière basse température, le traitement du pont thermique de plancher bas et la protection solaire sur la façade
Sud-Ouest sont la priorité des voies d’amélioration du maître d’ouvrage. L’instrumentation du puits provençal
fournira également des données essentielles à la compréhension des performances atteintes par ce type de système.
Le principe de fonctionnement qui consiste à faire transiter l’air qui vient du puits provençal par le vide sanitaire
conduit à réchauffer l’air et à déprécier la capacité de rafraîchir du puits. Par ailleurs en surventilation nocturne
l’écart entre la température extérieure et la température du sol peuvent être très proches, hors canicule, ce qui
annule l’échange thermique.
Groupe Scolaire « Les Capucines » à Baigneux-les-Juifs, Côte-d’Or (21)
Maître d’ouvrage : SIVOM de Baigneux-les-Juifs,
Maîtrise d’œuvre : François BRANDON (Architecte), Conception bioclimatique : Jean BOUILLOT (Architecte).
Date de livraison
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la
construction
Mise en service, septembre 1993.
Département 21, zone rurale. Dju trentenaire 2867.
Etablissement d’enseignement comprenant trois classes primaires et une classe maternelle. + une
extension plus récente intégrant un service de restauration (cuisine sur place).
505 m² surface utile (554m² SHON), de plain-pied.
1480 heures par an (environ 100 élèves).
Prévisions des besoins de chauffage par simulation dynamique (Pleiade Comfie) :
Bch=50kWhep/m²Su.an soit une consommation de 90kWhep/m²Su.an en considérant un
rendement global d’installation à 56% (valeur DPE : chaudière+distribution+émission+régulation).
Mesures effectuées sur une saison de chauffe : 15litresfuel/m²Su.an soit 160kWhepPCS/m²Su.an
388830 €HT (soit 764€HT/m²Su) hors publications, hors mobilier, hors parking.
962€HT/m²Su tout compris.
Un investissement dans la conception bioclimatique pour un jeu de prestations très basique.
 Une conception architecturale bioclimatique qui intègre le
bâtiment dans son environnement en tirant profit au
maximum des apports solaires (chaleur, lumière) en saison
froide tout en le protégeant de ces rayons en période chaude.
Les locaux à occupation intermittente disposés au Nord-Est
font effet tampon avec l’extérieur. Les étagères de lumières et
l’atrium central distribuent la lumière naturelle dans tout le
bâtiment se fait dans la course des rayons
bâtiment. Enfin, des haies vives ont été disposées sur le L’intégration du
du soleil tout au long de l’année
terrain environnant afin de diminuer l’impact du vent.
 Une enveloppe simple et fonctionnelle avec 8cm d’isolant en doublage intérieur des murs, des
fenêtres et une verrière en double-vitrage alu 4/12/4 et une dalle en béton de 15cm conférant une
inertie moyenne au bâtiment.
 Des systèmes basiques pour le chauffage et la ventilation. Une chaudière fioul standard avec des
radiateurs haute température sans robinets thermostatiques assure les besoins en chauffage. La
ventilation VMC simple flux (air extrait dans l’Atrium et les sanitaires) est complétée par
l’ouverture des fenêtres en cas de saturation de l’air dans les classes.
Un bâtiment ressenti comme agréable et des consommations à la hauteur des attentes.
Le projet a clairement rempli son objectif : offrir un espace lumineux et fonctionnel et diminuer les
charges de chauffage. Une enquête réalisée après un an d’exploitation auprès des quatre
enseignantes montre que, mise à part quelques imperfections en particulier dans l’usage de l’atrium
central, les salles de cours sont claires, agréables et acoustiquement bien isolées. Les consommations
mesurées ont montré une diminution importante des charges par rapport au bâtiment précédent avec
15 litres de fioul/m²Su.an contre 50 litres auparavant. Les objectifs clés du projet sont donc atteints.
Contact : Jean Bouillot (Architecte conception bioclimatique)
Les axes majeurs de la conception bioclimatique.
L’approche bioclimatique intégrée dans le cadre de ce projet en particulier a
suivi deux axes majeurs : se protéger du vent et du froid et bénéficier au
maximum de l’énergie en provenance du soleil. La commune de Baigneuxles-Juifs qui se situe à une altitude de 404m est soumise à des hivers
rigoureux. Le bâtiment a donc été tout d’abords implanté dans son
environnement dans l’objectif de limiter l’inconfort causé par le vent : haies
Façade Nord
vives, alignement des arbres. L’opacité du bâtiment et l’implantation des
locaux à usage intermittent au Nord-Est limite les besoins et les déperditions à ce niveau. De plus, la
faible pente de la toiture tient compte de la possibilité de créer un matelas de neige isolant pendant
l’hiver. De l’autre côté, la façade Sud-Ouest est traitée de façon à maximiser
l’ensoleillement : grandes surfaces vitrées pour récupérer les apports solaires, des
brise-soleils pour éviter les surchauffes en été, des étagères de lumière dans les
salles de classe et un atrium distribuant la lumière au centre du bâtiment.
Prestations générales : double-vitrage PVC 4/10/4, murs isolés par l’intérieur
Le dimensionnement des briseavec 8cm de laine de verre, 20cm dans les rampants. Traitement des ponts soleils
a été optimisé à l’aide de
maquettes à l’échelle
thermiques de refend avec un retour d’isolant.
Des petites imperfections pour l’atrium.
Cet espace est au cœur du projet. C’est un local intermédiaire entre l’intérieur et
l’extérieur, le Nord et le Sud qui participe fortement au ressenti global du lieu. La
lumière captée par la verrière se diffuse ici pour éclairer ensuite les différents locaux
par l’intérieur. Le gain énergétique sur les besoins de chauffage (apports récupérés
moins déperditions) de cette verrière a été estimé à 4kWhep/m²Su.an. Pour protéger
cette zone des surchauffes estivales, des stores intérieurs motorisés ont été prévus ainsi
que des châssis ouvrant. Ces précautions restent pourtant insuffisantes et les usagers se
plaignent d’une ambiance trop chaude en été entrainant de plus des odeurs d’eau
L’atrium
croupie en provenance des sanitaires intégrés à cet espace. Des protections rapportées à
l’extérieur auraient sans doute été plus judicieuse. Le système motorisé par l’intérieur présente par
ailleurs une certaine fragilité dans son usage.
Ecart de résultats entre étude thermique et consommations mesurées.
Des simulations thermiques dynamiques (logiciel Pléiade Comfie) ont été réalisées en support de la
conception par le centre d’énergétique de l’Ecole de Mines de Paris (avec M. Bruno Peuportier) pour
estimer les consommations. Les résultats prévisionnels affichaient des consommations de l’ordre de 50
kWhep/m²Su.an avec une contribution des apports solaires s’élevant à 34%. Si le modèle numérique
semble bien représenter les consommations sur une période courte d’hiver, le résultat annuel ne
correspond pas aux mesures effectuées. La consommation totale s’élève à 150kWhep/m²Su.an soit des
besoins estimés (si rendement global 56%) à 84kWhep/m²Su.an. L’écart des résultats semble lié
d’abords à des relevés de consommations réalisés lors de la 1ère année de chauffe (peu représentative
en général), mais aussi à la difficulté de représenter le comportement des occupants à travers les
scénarios de façon précise (ouverture/fermeture de volets, ouverture des fenêtres, réglage des
radiateurs,…) ainsi qu’à l’écart entre les conditions climatiques prises dans le calcul et les conditions
réelles. Dans ce type de bâtiment bioclimatique, les conditions d’usages amplifient d’autant plus ces
variations. Par exemple, des apports solaires maximisés dans le cadre d’une conception bioclimatique
supposent dans le calcul théorique une économie sur le chauffage. Pourtant, l’ouverture/fermeture des
volets dépend de la volonté des occupants et ce qui peut créer des écarts importants selon l’occupation.
Qualité des ambiances.
Les températures appliquées aux différents locaux sont : 22°C dans les classes, 23°C dans la salle de
repos, 21°C dans les locaux situés au Nord et 18°C dans la salle d’exercice. Les témoignages citent un
très bon confort dans les classes. En revanche, dans l’atrium et la salle d’exercice, la sensation de froid
est omniprésente.
Une extension pas vraiment dans l’esprit du projet.
Depuis 2003, une extension du bâtiment a été aménagée en faisant appel à une équipe
de maitrise d’œuvre différente. Le parti architectural n’a pas été conservé car
l’orientation du bâti va à l’encontre de ce qui avait été construit initialement (pas de
brise-soleil au Sud, des ouvertures au Nord…) Cette situation souligne le problème de cohérence d’un
projet dans le temps lorsque ses atouts majeurs n’ont pas été profondément intégrés.
Pôle administratif de la Mairie aux Mureaux, Yvelines (78)
Maître d’ouvrage : Ville des Mureaux,
Architectes : Jean-Luc Hesters et Marie-Sylvie Barlatier,
Date de livraison
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la construction
Mai 2005
Département 78, zone urbaine. Dju trentenaire 2636
Bureaux administratifs pour la Mairie, salles d’archives et vestiaires.
4437m² SHON. R+2.
300 personnes. Horaires classiques de bureaux.
Environ 105 kWh énergie finale/m²SHON.an tous postes confondus dont bureautique à
hauteur de 58kWhef/m².an (moyenne sur 3 années d’exploitation).
Soit 270 kWhep/m²SHON.an tous usages dont 150 kWep/m²/an pour la bureautique.
1473€HT/m² SHON hors honoraires, hors fonciers.
Des solutions techniques variées et cohérentes.
 Une enveloppe travaillée dans une approche alliant innovation (rupteurs de ponts
thermiques) et techniques classiques (isolation par l’intérieur avec 8 cm de polystyrène
expansé). La disposition des ouvrants et leur taille optimisent les apports lumineux. Ils
sont associés à des volets extérieurs persiennés qui, par leur effet diffusant, garantissent
un éclairage naturel suffisant tout en limitant les apports solaires pour éviter les
surchauffes estivales. L’inertie du bâtiment est moyenne grâce à un plancher lourd sans
revêtement.
 Un système chauffage très performant et une ventilation simple flux. La présence
d’une nappe phréatique à 15m de profondeur est exploitée pour optimiser les
performances de la pompe à chaleur en hiver et faire du free-cooling en été. La
fourniture d’ECS des vestiaires est assurée par un système électro-solaire.
 La régulation du chauffage, de la climatisation et de l’éclairage est assurée par une GTC.
Eclairage naturel des
coursives
Un bâtiment performant, lumineux et confortable malgré quelques défauts de réglage.
Ce bâtiment s’est inscrit en tant que précurseur dans une démarche HQE bâtiments tertiaires. L’effort
appliqué à la diminution des consommations d’énergie a donc été associée à une approche plus
globale de qualité des ambiances et de diminution des nuisances environnementales. Il en résulte un
bon ressenti de l’ambiance lumineuse et du confort en été, en partie grâce aux volets extérieurs de
type persiennes capable de capter suffisamment d’éclairage naturel tout en filtrant les apports du
rayonnement solaire direct. Une critique cependant de la part les occupants vient de la régulation du
chauffage (17-18°C dans certains bureaux Nord et Ouest) par temps froid, obligeant à surchauffer le
bâtiment. Mais ce problème d’équilibrage devrait être résolu en fin de saison 2008.
Contact : Grégory Lahoud (responsable cellule énergie, direction services techniques des Mureaux)
Un bâti maîtrisant pertes thermiques et récupération d’eaux pluviales.
Sans atteindre un niveau d’isolation avancé, l’enveloppe est continue sur son ensemble grâce à une
isolation thermique par l’intérieur (8cm polystyrène expansé) complétée par des rupteurs de pont
thermique (Schöck) au niveau des planchers intermédiaires et des planchers. Les fenêtres sont
équipées de vitrages 4/14/4 à couche faiblement émissive montés sur des menuiseries métalliques à
rupture de pont thermique. Le double vitrage au niveau des allèges n’est que du 4/10/4 pour des
raisons inconnues. La partie visible de toiture depuis l’intérieur du bâtiment est végétalisée avec 15 cm
de substrat, l’autre partie récupère les eaux pluviales pour alimenter les WC du bâtiment. Pas de test
d’étanchéité du bâti réalisé in situ.
Conception lumineuse et équipements économes.
Le travail réalisé sur l’ambiance lumineuse est soignée. On remarque par exemple dans les coursives
(Cf. photo page précédente) des lucarnes vitrées, qui ont été installées en position haute et basse et qui
permettent d’éclairer aussi bien au près qu’au fond du local. Les apports d’éclairages artificiels sont
donc inutiles en journée. De même, lorsque dans les bureaux les volets coulissants extérieurs
(persiennes en aluminium) sont fermés, l’éclairage naturel se diffuse suffisamment pour éviter un
allumage des tubes 16mm et ce notamment grâce de larges surfaces
vitrées. Ce travail sur la conception est complété par une régulation par
détection de présence avec contrôle d’éclairage naturel par cellule
photoélectrique dans les coursives. Les escaliers restent ainsi éteints
pendant la journée et ne s’allument que lorsque cela est nécessaire. La
régulation des bureaux se fait par interrupteur sans horloge car des
équipes de nettoyage travaillent la nuit. On regrettera en revanche que
les éclairages proches de la façade vitrée dans le hall d’entrée restent Les éclairages sont allumés en plein jour à
allumés en plein jour.
proximité de la façade vitrée
ECS solaire dans des bureaux ?
8m² panneaux solaires sous vide pour des bureaux peut surprendre mais il s’agit d’alimenter des
douches pour les employés chargés de l’entretien de la ville. Ce choix montre l’effort appliqué pour
réduire les consommations sur tous les postes du bâtiment. Les problèmes de fuites survenus à
l’origine sur l’installation semblent aujourd’hui résolus.
Une PAC eau-eau en hiver, du free-cooling en été.
Dans le cadre de la démarche HQE, les ressources locales (nappe phréatique) ont été mises à
contribution par la Mairie des Mureaux. Les performances en terme de consommations semblent à la
hauteur des attentes avec un COP chaud (fourniture chaud/consommations électriques + forage) à 4.3
(saison 2006-2007) notamment grâce aux efforts entrepris sur la régulation des intermittences (arrêt
des équipements nuit et week-end) sans gêne pour les usagers grâce à un plancher inertiel. Le COP
froid s’élève à plus de 10 si on considère uniquement les consommations de la pompe de captage à
vitesse variable (free-cooling direct sur plancher). Les ambiances sont programmées pour délivrer
20°C dans les locaux en hiver et fournir un simple rafraîchissement en été. Des problèmes
d’équilibrage des planchers survenus à l’origine et dus à la complexité de l’installation devraient
aujourd’hui être résolus suite à une intervention de rééquilibrage.
La régulation par GTC : réussites et faiblesses.
La GTC du bâtiment permet de fournir des bilans de consommation très précis (poste par poste :
éclairage, ventilation, ECS, pompe de distribution, pompe de forage, PAC et autres usages) et de gérer
l’intermittence de la PAC (coupure le soir après 18h et week-end). Toutefois, aucun module d’alarme
n’a été pour l’instant intégré en cas de dérive des consommations ou de panne. Les possibilités réelles
de la GTC sont, selon Grégory Lahoud, à l’état « d’une mine non exploitée » en raison d’un manque
de temps disponible en interne pour s’y consacrer.
Sensibilisation des usagers.
La sensibilisation des usagers du bâtiment n’a pas été très approfondie sur la question énergétique.
Une présentation générale du bâtiment est prévu pour tout nouvel arrivant mais sans insister sur la
façon d’utiliser les dispositifs de régulation du confort (volets persiennes, éclairage) ni sur les
qualités énergétiques et environnementales intrinsèques du bâtiment. Un fascicule d’utilisation est
actuellement à l’étude pour pallier à ce manque.
Bâtiment EMGP 270 à AUBERVILLIERS en Seine Saint-Denis (93)
Maître d’ouvrage : ICADE,
Architectes : Olivier BRENAC et Xavier GONZALEZ
Date de livraison
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la construction
2006.
Département 93, zone urbaine. Dju trentenaire 2636
Immeuble de bureaux (commerces et centre de formation au rez-de-chaussée).
9000 m² surface utile, R+7, plan masse en forme triangulaire.
300 à 400 personnes par jour. Occupation classique pour des bureaux sauf au 1er étage
occupé 24h/24h par une plateforme journalistique.
Objectif visé : 120 kWh énergie finale/m²SU.an (tout électrique), soit 310 kWh énergie
primaire/m²SU.an tout usage (y compris la bureautique).
Bilan global mesuré en 2007 : 130 kWh énergie finale/m²SU.an, soit 335 kWh énergie
primaire /m²SU.an. (même base Degré Jour Unifié DJU)
13 000 000 € HT (soit environ 1450 € HT/m²SU) hors foncier, hors mobilier.
Un équilibre entre performance de l’enveloppe et des systèmes haut de gamme.
 Une enveloppe compacte à volumétrie en forme de prisme. Les parois
verticales sont sur-isolées avec du triple vitrage et une isolation en
polyuréthanne de 9cm rapportée à l’extérieur d’une structure traditionnelle en
béton, ce qui lui confère une très forte inertie.
 Un système de récupération de chaleur sur l’air extrait et deux pompes à
chaleur réversibles alimentant des poutres froides qui assurent le chauffage et
le refroidissement du bâtiment.
 La maîtrise des usages est assurée par une GTB qui commande centralement
l’éclairage (avec dérogations locales par commandes manuelles) et le
fonctionnement en chaud ou froid après mesure de la température extérieure à
Décroché des fenêtres en façade
10h du matin.
aléatoire.
Un bâtiment très confortable et économe mais encore en « rodage ».
Avec un écart inférieur à 10%, les consommations énergétiques réellement mesurées en 2007 sont très
proches de l’objectif visé (niveau très performant HQE 2000). Le comportement du bâtiment semble
pouvoir s’inscrire dans la durée grâce à des choix techniques connus et éprouvés mais à condition
d’entretenir régulièrement ces systèmes (double flux, PAC). Les usagers ont globalement un très
agréable ressenti des ambiances thermiques, acoustiques et lumineuses. Par ailleurs, les choix
architecturaux semblent satisfaire une grande majorité des occupants.
Contact : Alain Guisnel (Directeur de l’exploitation)
Une structure béton, des éléments isolants préfabriqués et des fenêtres en décroché de façade.
L’enveloppe du bâtiment se démarque par son architecture et ses choix
techniques. Les fenêtres sont en triple vitrage avec store vénitien motorisé intégré
entre le double vitrage extérieur et le simple vitrage intérieur. Leur particularité
se situe dans le mode d’intégration en façade avec des décrochés variables et
aléatoires. La structure métallique qui maintient le triple vitrage intègre de
l’isolant. Il serait intéressant de disposer d’éléments de comparaison sur les ponts
thermiques engendrés par un tel complexe par rapport à une fenêtre classique, de
même qu’une mesure de son impact sur l’étanchéité. Les usagers sont critiques
sur les stores vénitiens qui ont été choisis à l’économie et qui devront être tous
changés. Cette modification pose problème car l’accès aux stores est très délicat Coupe d’une fenêtre de façade.
(le vitrage intérieur n’est pas démontable).
Des éléments préfabriqués incluant 9cm de polyuréthanne (R=3.6m².K/W) recouverts d’un parement
brique et rapportés à l’extérieur assurent l’isolation de la façade. L’isolation par l’extérieur confère à
ce bâtiment une inertie moyenne, notamment en raison de la présence de faux-plafonds et de
revêtements de sol qui isole l’air ambiant de la structure inertielle.
La toiture terrasse comporte une isolation en polyuréthanne de 13cm mais pas de retour d’isolant au
niveau de l’acrotère ce qui est dommage vu l’ambition du projet en terme de traitement de
l’enveloppe. 100m² de toiture végétalisée a été créé sur le socle au-dessus du R+1. Le plancher bas sur
parking est isolé en sous-face, pas de traitement particulier du pont thermique à ce niveau.
Un système PAC classique optimisé par des poutres froides pour économiser sur les auxiliaires.
Les systèmes standards choisis : 2 PAC réversibles et une ventilation double-flux avec récupérateur de
chaleur sur l’air extrait sont équipés de poutres froides pour assurer la qualité d’ambiance intérieure.
Ce choix permet de supprimer les consommations électriques en provenance d’auxiliaires terminaux.
Globalement ces systèmes fonctionnent correctement même si quelques difficultés ont été rencontrées.
Par exemple, l’utilisation de 2 PAC est un élément bloquant lorsque l’aile Nord doit être réchauffée
l’été pendant que les deux autres ailes sud-est et sud-ouest doivent être refroidies. La distribution des
puissances disponibles fait qu’il est parfois nécessaire de mettre en marche les résistances électriques
terminales au Nord en été. De plus, une seule mesure de la température extérieure à 10h peut
engendrer une logique de fonctionnement des PAC allant à l’encontre des besoins de l’après midi. Une
mesure toutes les 2 heures est donc envisagée. Les températures d’ambiances intérieures se situent aux
environ de 23°C l’hiver et 24°C l’été.
Une régulation des éclairages orientée vers l’économie.
Des tubes fluorescents avec ballasts électroniques sont encastrés dans l’alignement des trames de
poutres froides. Les luminaires sont commandés par détection de présence, mesure d’éclairage naturel
et gradateur, avec une commande indépendante des rampes en façades et en fonds de locaux. Des
corrections de réglages concernant la gestion optimale de l’éclairage doivent être apportées car pour
l’instant, les rampes de façade restent allumées malgré des apports d’éclairage naturel importants en
journée.
Une conception cohérente malgré quelques imperfections.
Le bâtiment initialement prévu pour être « banal » a été conçu en grande partie avant la décision
d’obtenir la certification Certivéa (NF bâtiments tertiaires démarche HQE). Il en ressort quelques
problèmes de conception et en conséquence la gestion est en « rodage » pour les corriger. Ce
bâtiment combine malgré tout de nombreux éléments pertinents dans sa conception : une très forte
inertie, une sur-isolation et des protections solaires acceptables, et dans ses choix techniques :
double-flux avec récupérateur, poutres froides, éclairage avec gradation d’intensité lumineuse.
La Source à Chabeuil (26)
Maître d’ouvrage : Mme et M. Molle,
Architecte : sans, rénovation avec artisans locaux.
Date de livraison
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la rénovation
Rénovation d’une ferme. Habitable depuis 2005.
Zone rurale (champs). Département de la Drôme (26). DJU trentenaire 2190.
Habitation (RDC et R+1) et gîtes d’hébergement (R+1 et combles aménagés).
500m² de SHON (350m ² de surface habitable Sh). R+1 et combles aménagés.
3 résidents permanents + hébergement dans les gîtes avec capacité maximale de 25
personnes (en période estivale principalement)
Hors première saison de chauffe (non représentative), consommations de Chauffage + ECS :
- 10kWhep/m²SHON (soit 14,3kWhep/m²Sh) mesuré saison 2006-2007
- et 36kWhep/m²SHON (soit 50kWhep/m²Sh) mesuré saison 2007-2008
350000€HT environ soit 700€HT/m²SHON (tous travaux de rénovation dont thermique).
Un usage domestique de plafonds rayonnant connectés à une installation solaire.
 Une enveloppe de type ancienne bâtisse drômoise rénovée entièrement de l’intérieur. Des
isolants ont été mis en oeuvre dans les murs (5cm), les combles (20cm), et les fenêtres ont été
remplacées par du double-vitrage 4/10/4 peu émissif. L’inertie du bâtiment est moyenne au RDC
grâce à une dalle de plancher bas lourde, et légère dans les autres niveaux.
 Un système chauffage solaire (23m² de capteurs) fonctionnant à basse
température grâce à des plafonds rayonnants (RDC et combles). Des
radiateurs sont installés dans les chambres au R+1 ainsi qu’au RDC. Ce
système solaire combiné (SSC) est relié à une chaudière d’appoint fioul
standard. La ventilation est hygro-réglable avec un nouveau ventilateur à
faible consommation (ALDES Micro-Watt).
Trois départs pour la
 Une installation munie de trois départs (un par niveau) permettant d’adapter
distribution de chauffage : 1 plafond du RDC,
la fourniture de chauffage en fonction de l’occupation du bâtiment.
2 - radiateurs RDC et R+1, 3 Toutefois, la régulation du système SSC est complexe et ne permet pas
plafond des combles.
aujourd’hui d’optimiser l’usage de l’appoint.
Des ambiances agréables, des consommations difficiles à interpréter.
Le bâtiment affiche un niveau de performance correspondant au moins à une étiquette A du DPE
(Diagnostique de Performance Energétique) sur deux années consécutives. Des résultats qu’il faut
toutefois interpréter en fonction des conditions météorologiques et surtout de l’occupation non
conventionnelle de ce bâtiment de type logement et gîtes (voir page suivante). Le confort thermique
est optimal et homogène grâce au plafond rayonnant et à la segmentation des zones chauffées.
« Jamais froid, jamais chaud, nulle part ! », d’après l’occupant. Pour éviter d’éventuelles surchauffes
estivales, des nappes de capillaires identiques à celle intégrées au plafond du RDC (Cf. photo page
suivante) ont été installées sous un plan d’eau pour effectuer un captage de fraîcheur et la restituer
dans le plafond des combles. Faute de nécessité, ce dispositif n’a pas encore été éprouvé.
Contact : M. Nicolas Molle, propriétaire de l’édifice et gérant du BET Etamine.
Un niveau d’isolation moyen mais fonctionnel.
Les baies existantes ont été remplacées par du double vitrage bois de type 4/10/4 peu émissif. Une
combinaison isolante composée de 5cm de laine de bois, d’un doublage en brique et d’un enduit
« terre et paille », complète côté intérieur le mur en pierre existant (U global estimé de la paroi =
0,6W/m².K). L’isolation des combles aménagés est assurée par 20cm de laine de bois.
Ces niveaux d’isolation sont moyens, loin de ce que l’on peut observer par exemple pour
des logements BBC. Toutefois, le bâtiment est fonctionnel puisque le plancher séparant le
R+1 des combles est isolé avec 10cm de ouate de cellulose. Cette disposition combinée à
une régulation par niveau pour le chauffage, permet d’isoler thermiquement le dernier
niveau du bâtiment (généralement inoccupé en hiver) créant ainsi un espace tampon entre
volume chauffé et extérieur. De plus, l’utilisation d’enduit de type terre et paille La ouate de cellulose est
combinée à l’isolation (même faible) des murs diminue le phénomène de paroi froide ce visible à travers une
vitre dans la chambre.
qui participe au bon ressenti des ambiances thermique.
Système solaire combiné (SSC) : points forts et faiblesses.
Il s’agit d’un système permettant de participer à la fourniture d’eau chaude basse
température pour le chauffage ainsi qu’aux besoins en ECS. L’installation est
importante avec 23m² de capteurs orientés Sud et disposés au sol dans le jardin.
Un ballon d’une capacité de 2200 litres sert à stocker les apports solaires en
23m² de capteurs solaires
provenance des capteurs et de les restituer directement sur le plafond
rayonnant ou en instantané pour l’ECS (avec bouclage). L’appoint est apporté par une
chaudière standard fioul déjà en place avant rénovation. Si la taille de l’installation
s’adapte parfaitement à l’occupation du bâtiment (faible en hiver, importante en été) et
permet d’arrêter complètement la chaudière à partir du mois de Mai, les pertes sur la
boucle primaire dues à un mauvais choix de matériaux isolant (non résistant aux fortes
températures) ainsi qu’un programmateur de régulation avec une ergonomie complexe est Dégradation de l’isolant car
aux températures
à regretter. Globalement l’installation joue son rôle et fonctionne en parfaite autonomie en inadapté
du circuit solaire.
période estivale.
Un système d’émission peu courant en logement : le plafond rayonnant.
Un système de nappes de capillaires a été intégré dans le plâtre au niveau du
plafond au RDC et dans les combles. Ce dispositif permet de diffuser à basse
température et de façon homogène les besoins de chauffage. Les radiateurs
d’appoint sont généralement arrêtés (car superflus) au RDC et en régime réduit
au R+1 car les pertes au dos de l’émetteur sont récupérées au 1 er étage. Ce
Nappes de capillaires intégrés au
plafond est réversible et doit permettre de rafraîchir les combles si nécessaire
plafond.
grâce à un système de captage au sol sous une étendue d’eau.
Interprétation des consommations.
Avec 14,3kWhep/m²Su (saison 2006-2007) et 50kWhep/m²Su (saison 2007-2008) la performance du
bâtiment est exemplaire. L’écart entre les deux saisons peut s’expliquer par des occupations
différentes (occupation/inoccupation des gîtes) et des saisons météorologiques distinctes. Il faut
cependant analyser ces résultats avec précaution car l’occupation du bâtiment est effectivement
inégale en fonction de l’année. Par exemple, les combles ne sont pas chauffés en hiver. On ne peut
donc pas comparer ces valeurs aux scénarios conventionnels établis dans le cadre de la réglementation
thermique RT existant et du DPE.
Un projet à vocation écologique.
L’énergie n’est qu’un aspect du projet du maître d’ouvrage qui souhaitait avant tout un projet
écologique. Cela se traduit par la mise en œuvre de produits dits écologiques tels que : la laine de
bois, la ouate de cellulose, des enduits en terre et paille, mais aussi par l’utilisation de systèmes de
gestion de l’eau : économiseurs d’eau, récupération des eaux pluviales pour arrosage et sanitaires,
filtre à roseau avant épandage. Une éolienne de pompage a également été installée sur le terrain pour
la réalimentation des cuves de stockage.
Rénovations « basse énergie » au sein du quartier Franklin de Mulhouse
Maîtres d’ouvrage privés. Aménageur: SERM. Assistance technique: ALME& Enertech
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût de la
construction
Novembre 2007
Quartier Franklin, centre ville ancien de Mulhouse (67), 300 m d'altitude, DJU
trentenaire 2969
7 Immeubles collectifs rénovés en 2007-2008
Le bâtiment objet de la fiche est au 31 rue des Vosges: 2 étages + combles, 2 F2 (50
m²) et 1 duplex F5 (100 m²), Surface habitable de 183 m²
3 immeubles à 2 façades mitoyennes sont déjà loués à des particuliers
Simulées avec le logiciel Pléïade-Comfie avant et après rénovation:
_Consommation de départ en chauffage (gaz): 417 kWhep/m².an
_Consommation prévue en chauffage gaz : 50 kWhep/m².an
Coût total rénovation : entre 1 200 et 1 400 Euros TTC / m² surface habitable
Coût des travaux « énergie » : 200 à 300 Euros TTC / m² surface habitable
Une isolation maximale alliée à des équipements performants pour transformer l'existant
Une enveloppe rénovée très performante grâce à une isolation
allant de 15 cm (murs extérieurs et plancher bas) à 30 cm de laine
minérale (combles). Des fenêtres en triple-vitrage peu émissif avec
gaz argon et menuiseries bois ont pris la place du simple vitrage
antérieur.
Des équipements énergétiques audacieux dans l'existant: une
15 cm d'isolation intérieure
ventilation double-flux avec échangeur à plaques a pu être installée,
ainsi qu'une chaudière gaz collective à condensation. Le tout complété
par 7 m² de capteurs solaires thermiques couvrant 90% des besoins en
eau chaude sanitaire.
Un processus de rénovation urbaine novateur: Les immeubles
échangeur à plaques de la VMC
(source photos : ALME)
acquis par la SERM (aménageur) sont revendus aux investisseurs privés
avec le permis de construire et un programme de travaux comportant un
volet « basse énergie » obligatoire, défini par le bureau d'étude Enertech
et les architectes de la SERM.
Une rénovation audacieuse qui doit faire ses preuves pour le confort d'été
Les équipements énergétiques installés vont dans le sens d'une performance thermique optimisée. L'objectif
de basse consommation en chauffage semble pouvoir être atteint aux vues des solutions d'isolation mises en
oeuvre et de la simulation thermique dynamique réalisée. L'usage d'une VMC double flux avec échangeur de
chaleur permet de concilier qualité de l'air intérieur, confort thermique et économies d'énergie. Reste à
confirmer que les baisses de consommations d'hiver ne se fassent pas au détriment du confort d'été.
Contact : Agence Locale de l'Energie de Mulhouse, ALME.
D' une enveloppe nue à une enveloppe « sur-isolée »:
Elément
AVANT
APRES
Vitrage et
fenêtre
Menuiseries bois
Simple vitrage
Uw=4,3W/m²°K
Menuiseries extérieures bois, triple
vitrage peu émissif avec gaz argon,
Uw =1,1 W/m²°K
Murs
extérieurs
Calcaire seul
R= 0,3 m²°K/W
Calcaire + 15 cm de laine minérale +
placo, R= 4,3 m²°K/W
Combles
Lattis bois+chaux Bois + 30 cm de laine minérale
R= 0,06 m²°K/W R= 7,5 m²°K/W
Planchers
bas
Bois+air+placo
R= 0,3 m²°K/W
Rampants
Lattis bois+chaux Bois + 15 cm de laine minérale
R= 0,06 m²°K/W R= 4,3 m²°K/W
Le triple vitrage
Bois + 15 cm de laine minérale
R= 4,3 m²°K/W
Isolation par l'extérieur
L'isolation était obligatoirement intérieure pour la façade sur rue, car les bâtiments sont situés en
zone patrimoniale protégée. En revanche, l'isolation par l'extérieur a pu être mise en place côté jardin dans le
cas du 31 rue des Vosges. La proportion d'ouvertures existantes a été conservée, environ 1/6 de la surface
habitable.
Un dispositif de suivi des consommations et d'accompagnement des habitants
Un suivi des consommations par comptage séparé a été intégré sur le dispositif collectif (un compteur pour
l'ECS solaire, un pour l'appoint à l'ECS, et un pour le circuit de chauffage). Le projet peut ainsi faire l’objet
d’un suivi in-situ par l’ALME et le bureau d'étude thermique Enertech :
Une sonde de température par pièce (pour évaluer la part du comportement dans les consommations
observées), dont les données sont envoyées quotidiennement par modem au bureau d'étude. Une inspection
par caméra infra-rouge couplée à un test d'étanchéité à l'air ont été effectués: les principales fuites sont
localisées au niveau des passages de gaines et des prises de courant, ce qui indique que les baguettes de
recouvrement en bois prévues pour les encadrements sont efficaces. Les compteurs individuels sont relevés
chaque mois par logement. Une fiche illustrant les bonnes pratiques à adopter pour consommer le moins
possible dans un logement basse consommation a été distribuée (selon le cas de chaque bâtiment).
Une rénovation basse consommation qui réclame de construire et habiter autrement
Grâce à l'utilisation ingénieuse des conduits de cheminée existants, une VMC collective double flux a pu être
installée. La pose d'un tel système dans l'existant a pu révéler que la coordination entre fabricants, bureau
d'étude et poseurs n'était pas encore optimisée (interrogations sur les caractéristiques techniques effectives du
dispositif, son réglage...). C'est en avançant sur de tels projets que les équipes se formeront. Des difficultés
ont de même été relevées lors de la phase chantier pour obtenir une pose des isolants correcte et fidèle aux
préconisations du bureau d'étude (oubli du pare vapeur...). En ce qui concerne les occupants, la gestion des
thermostats par pièce n'est pas encore tout à fait maîtrisée, du fait des réactions différentes du bâtiment
rénové très isolé par rapport à un bâtiment standard (montée très rapide en température).
Interrogations sur le comportement à long terme des parois anciennes nouvellement isolées
La problématique de la spécificité du bâti ancien n'a pas été abordée lors du choix de l'isolation mise en
œuvre :
-L'isolation par l'intérieur prive l'occupant de toute l'inertie qu'aurait pu apporter l'épaisseur importante
de pierre calcaire des murs de départ: le confort d'été sera à surveiller, même si des protections
extérieures existent.
-La réalisation d'un enduit étanche en ciment (au lieu de chaux) sur les façades risque de perturber
l’équilibre hygrométrique du mur ancien initial (en empêchant l’évaporation de l’eau en façade) et
d'induire par là des désordres à plus ou moins long terme. Le système de ventilation installé devrait
néanmoins permettre d'éviter les désordres en face intérieure du mur.
Résidence d'Hellieule à Saint-Dié-des-Vosges (88)
Maîtrise d’ouvrage: Le Toit Vosgien (SHLM). Architectes: F. Lausecker, ASP Architecture.
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Consommation
énergétique
Coût de la
construction
Mai 2000
Département des Vosges (88), 350 m, zone urbaine. DJU trentenaire 2936
Immeuble collectif neuf de 20 logements
2 étages + les combles, 20 logements du F2 au F5, surface habitable totale de
1640 m² (et 2285 m² de surface hors oeuvre nette)
Consommation tous usages mesurée en 2001 : 145 kWhep/m²shon/an (dont
88 kWhep/m²shon/an de chauffage+ ECS) _ Label Qualitel HPE 4 étoiles
740 € HT / m² shon, dont 105 € HT/m² pour les planchers, 104 € HT/m² pour les
façades
Un couplage innovant entre enveloppe bois et chauffage thermosphère
Une enveloppe extérieure légère mais isolante
composée de murs en ossature bois intégrant 15 cm de
laine minérale et 4cm de contre isolation intérieure. Le
plancher bois-béton recouvert d’un revêtement très fin
(5mm) apporte quant à lui une part de l'inertie nécessaire
au confort d'été.
Un système de chauffage central électrique proposé
par EDF, de type Thermosphere, associant des
accumulateurs dynamiques pour les pièces de vie et des
émetteurs directs de chaleur pour les pièces de sommeil,
le tout couplé à une VMC hygroréglable.
Le confort thermique et acoustique : Le système
bois-béton des planchers permet d'allier confort
acoustique (constaté par des mesures sur site) et confort
thermique (inertie apportée par la chape), 2 points
primordiaux en logements collectifs.
Source: Le Toit Vosgien
La simplicité et le confort du bois au service de performances thermiques vérifiées sur site
La performance atteinte pour le chauffage tient à la fois à une mise en oeuvre soignée des éléments
du bâtiment (facilitée par la préfabrication) et à une utilisation judicieuse des couples bois-isolant
et bois-béton. Le confort est au rendez-vous, tant du point de vue thermique qu'acoustique, avec un
système de chauffage apprécié par les occupants.
Contact : SAHLM Le Toit Vosgien
Une utilisation novatrice du système bois-béton dans la construction collective
La structure est un système de poteaux-poutres en bois lamellé-collé allié à des murs en
ossature légère, une première en 2000 pour un logement collectif. Les planchers entre logements
sont composés d’une ossature principale en bois sur laquelle sont implantés des connecteurs
métalliques circulaires qui, une fois la dalle de compression coulée, établissent un lien entre bois et
béton (procédé sylvabat). Cette technique a permis de réduire les épaisseurs de planchers (20 cm) et
de démontrer ainsi la faisabilité de construction
d'immeubles collectifs en bois.
Les ouvertures sont quant à elles en menuiseries
bois et double-vitrage.
La solution proposée pour
l'isolation
peut
paraître classique aujourd'hui ( 14 cm + 4 cm de
laine minérale) mais représentait, à l'achèvement de
la construction, une performance encore rare dans
l'habitat HLM.
L'alliance nouvelle du bois et du chauffage électrique par accumulation
Un système de chauffage adapté au procédé constructif a été proposé par EDF (système
thermosphère). Il consiste à installer des accumulateurs dynamiques pour les pièces de vie et des
panneaux rayonnants pour les chambres. Les accumulateurs emmagasinent la chaleur produite en
heures creuses par des résistances électriques dans un coeur en briques réfractaires, puis la restituent
progressivement par rayonnement pendant la journée (régulation sans sonde extérieure). Le
couplage bois/thermosphère étant novateur au moment de la construction, EDF a mis en place un
suivi des consommations de chaque logement pendant 3 ans par le biais d'une plate-forme de
télésurveillance, révélant des résultats très satisfaisants. L'équipement des logements est, au final,
"tout électrique" (chauffage, eau chaude, cuisine).
Appropriation du système de chauffage par les habitants
Si au départ le système de chauffage choisi induisait des craintes de la part des occupants,
ceux-ci ont pu être rapidement mis en confiance par le suivi des consommations effectué par EDF et
par les ajustements réalisés sur site sur le dispositif de régulation. Ce dernier manque d'ergonomie
pour les occupants, mais ceux-ci ont très bien assimilé le concept de point chaud rayonnant central
dont l'utilisation doit être maximisée en heures creuses. Pour preuve, ils favorisent en journée la
transmission de chaleur du séjour vers les autres pièces en utilisant avec profit les portes
coulissantes caractéristiques de ces logements. Le résultat étant que 80% des consommations de
chauffage sont effectuées en heure creuses. Les logements sont aussi confortables en été grâce à
l'utilisation de stores extérieurs à lamelles.
Quelques données chiffrées sur les consommations d'énergie et la perméabilité à l'air
D'après le suivi effectué en 2001-2002, en prenant la moyenne sur 3 logements, on obtient la
répartition suivante pour les consommations d'énergie (par m² de SHON):
Chauffage :
ECS :
Chauffage+ECS:
48 kWhep/m².an
40 kWhep/m².an
88 kWhep/m².an
Autres usages:
Total tous usages:
57 kWhep/m².an
145 kWhep/m².an
Un test de perméabilité à l'air a été effectué par le CETE de Lyon, donnant une valeur de
renouvellement d'air de 0,7 volume/heure. Valeur moyenne par rapport aux données nationales mais
performante comparée aux autres bâtiments à ossature bois (1,5 vol/h en moyenne).
PROGRAMME SOLARIS A RENNES DANS L'ILLE ET VILAINE (35)
Maîtrise d’ouvrage: Espacil Résidences; Architecte: Manuelle Gautrand
Date de livraison
Zone
géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommation
énergétique
Coût de la
construction
Décembre 2006
Situé au Nord Est de Rennes dans un quartier résidentiel, transports en commun à
proximité Zone climatique H2a, DJU 2413
3 bâtiments de logements collectifs (104 logements du T2 au T5)
6 niveaux; SHON: 9000 m²; surface habitable: 7450 m²
Les logements sont occupés en permanence
(non communiquée) kWhep/m²shon/an
1050 € TTC/m² SHON (prix 2003) soit environ 900 euros HT/m²shon
Isolation par l'intérieur
 Une enveloppe en voile de béton banché
isolé par l'intérieur avec doublage en
polystyrène expansé et en mousse de
polyuréthane sous toiture, la nature des
menuiseries est mixte bois/aluminium avec
des vitrages peu émissifs.
 Un système de chauffage collectif par pompe
à chaleur installée en toiture qui alimente les
planchers chauffants de chaque appartement
et participe au préchauffage de l'ECS.
 Soins lors de la mise en œuvre : L'isolation
par l'intérieur a nécessité un traitement
particulier des ponts thermiques avec des
rupteurs et une dalle flottante. L’étanchéité à
l’air du bâtiment a été vérifiée.
Un oriel en porte agrafé à une paroi sud
Une implantation judicieuse et une forme « simple »
Les 3 bâtiments longilignes, légèrement galbés sont de taille sensiblement égales. Les orientations et
dispositions similaires des trois bâtiments et de chaque appartement assurent un comportement thermique
homogène en fonction des étages et des emplacements. En hiver, les loggias et les oriels, orientés au sud
avec des simples vitrages, contribuent au réchauffement des logements. En été, leurs parois vitrées sont
repliées pour permettre l’aération afin d'éviter des températures excessives.
Contact: F. Mahieu, Espacil
Structure, isolation, oriels et loggias au sud
CETE OUEST
octobre 2008
La structure générale des bâtiments est réalisée en béton banché (épaisseur 18cm) et planchers
intermédiaires avec dalle en béton armé. Le plancher sur sous-sol (épaisseur 20 cm) est isolé par laine de
roche projetée en sous face (R= 2,27m²K/W) et avec chape désolidarisée et isolée par polystyrène
(R=1,15m²K/W). Par un choix architectural sur l'aspect des parements extérieurs, les bâtiments sont isolés
par l'intérieur avec un doublage en polystyrène expansé (100 cm + 13 cm) de résistance thermique R=3,15
m²K/W. La toiture est isolée à l'aide de polyuréthane (épaisseur 8cm, R= 3,2m²K/W). La perméabilité à l'air
au niveau des liaisons murs / dalles intermédiaires a été traitée par la mise en oeuvre de rupteurs de ponts
thermiques de type SHOCK. Des essais à la fausse porte (par logement et par cage) révèlent des résultats
satisfaisants (1 m3/h.m² < 1,2 m3/h.m² démarche HQE).
Les 104 logements sont traversants et implantés suivant un axe nord / sud. Les pièces de vie (séjours et
cuisines) sont orientées au sud. Les parois vitrées y sont nombreuses. Les chambres sont au nord. Les
parois vitrées y sont limitées. La chaleur captée au sud circule jusqu'aux pièces orientées au nord. Chaque
appartement est ainsi équipé soit d'un oriel soit d'une loggia. Les oriels sont des cubes (2,50m*2,50m) vitrés
en simple vitrage greffés sur les façades sud. Ils sont clos l'hiver et emmagasinent les apports solaires.
L'été, les vitres sont escamotables, les oriels deviennent des terrasses. Les loggias sont quant à elles des
cubes encastrés dans les salons. Les vitrages sont également escamotables. Suivant les apports solaires,
ces espaces sont isolés ou non du reste des logements par des baies vitrées type menuiseries mixtes
bois/aluminium aux vitrages peu émissifs. Ces menuiseries équipent les 3 bâtiments.
Systèmes énergétiques pour le chauffage collectif, la ventilation et l'eau chaude sanitaire
Une pompe à chaleur air/eau (COP intégré moyen = 2,98) installée sur la toiture de chaque bâtiment
alimente le réseau de chauffage collectif. Des planchers chauffants sont installés dans chaque appartement.
Le réseau primaire de chauffage est régulé en fonction de la température extérieure. Chaque logement est
alimenté à partir d'un module d'individualisation équipé d'un circulateur et d'une vanne 3 voies de régulation.
La régulation de température de chaque logement dépend des conditions extérieures et ambiantes de
température avec une programmation de l'intermittence par horloge. Un thermostat centralisé est disposé en
partie centrale du logement. Afin de limiter les surchauffes, des thermostats sont disposés dans les pièces
au sud pour assurer une régulation des boucles individuelles correspondantes.
La pompe à chaleur est dimensionnée pour couvrir les besoins de chauffage jusqu'à -6°C. Un appoint
électrique permet d'assurer le complément en dessous de cette température ou en cas de panne de la PAC.
Elle permet également le préchauffage de l'eau chaude sanitaire des logements à la température de 48°C.
La PAC possède deux lois d'eau:
− une loi d'eau à température constante pour la production d'eau chaude sanitaire.
− une loi d'eau à température variable en fonction des conditions extérieures pour le chauffage.
Le fonctionnement est indépendant et alterné.
La ventilation mise en place est hygroréglable catégorie B.
Qualité d'usage et fonctionnement
Après une mise en service délicate lors de la première année de chauffe, pour satisfaire l'ensemble des
occupants, l'objectif initial d'avoir des températures intérieures identiques entre les différents appartements
n'a pas pu être respecté. Le réglage de chaque module d'individualisation a donc été programmé en fonction
des exigences de températures ambiantes de chacun des occupants.
Les oriels et les loggias offrent aux occupants un espace de vie supplémentaire en inter-saison et en hiver
lorsque les apports solaires sont suffisants. L'été, cet espace s'ouvre et se transforme en terrasse.
Les pièces de vie sont proportionnellement grandes par rapport aux surfaces générales. L'éclairage naturel
est favorisé par les importantes surfaces vitrées.
Consommations
Les consommations de chauffage et d'électricité ne sont pas communiquées à ce jour.
Commentaires
Les oriels et les loggias semblent jouer leur rôle et contribuer au confort thermique d'été et d'hiver.
Cependant, l'absence de compteur énergétique individuel installé à la sortie de chaque module de gestion
individuel ne permet pas de connaître les consommations de chaque appartement. Il est donc difficile de
sensibiliser les occupants sur leur façon de consommer. Selon le maître d'ouvrage, les consommations
globales pour la 2ème année de chauffe restent acceptables et conformes aux consommations prévues. Les
objectifs de coûts de constructions réduits afin de proposer des produits destinés à l'accession à la propriété
ont été respectés. Le bâtiment répond à une démarche HQE et a reçu le prix Vivrelec 2004.
CETE OUEST
octobre 2008
Maison en bois cordé à Béruges (86)
Propriétaire et autoconcepteur Jean-Marie Bernier avec l’aide de l’association Spirale-Alain Richard
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
occupation
Consommation
énergétique
Coût de la construction
Novembre 1998 (gros œuvre : 9 mois de chantier, finitions après emménagement)
située à 13km à l’Ouest de Poitiers (86), DJU trentenaires 2579
Maison individuelle passive (habitation principale) type bioclimatique
Sur deux niveaux, 115 m² de surface habitable + 32 m² de garage
4 occupants
87 kWhep/m²SHab.an dont 60 kWhep/m²SHab.an, soit 6 à 7 stères de bois pour le poêle
bouilleur en appoint de 15 m² de capteurs solaires (ECS+chauffage au sol/radiateur à
l’étage) et 1210 kWh/an d’électricité pour les autres usages (production d’électricité
par 12m² de PV qui couvre tous les besoins),
803 € ttc/m²Shab soit un coût de 92 308 € pour la construction
Des solutions pour assurer la qualité d’usage, le confort et les économies d’énergie
 Enveloppe en bois cordé (40cm d’épaisseur de
bûches de châtaignier local sec d’au moins 3
ans), isolée avec des copeaux de bois, et
assemblées avec mélange de sable, chaux
naturelle, ciment et sciure de bois. Les
ouvertures sont petites sauf au Sud avec deux
larges baies vitrées aluminium sans rupture de
pont thermique et double vitrage. Structure
porteuse type poteau poutre en sapin douglas.
Dalle béton sur vide sanitaire isolée en sous face
par 10cm de polystyrène. Isolation en plafond
de 20cm de laine de mouton brute (production
locale) + film plastique en sous face (protection
contre d’éventuelles odeurs).
 Production de chaleur : Panneau solaire
(15m²) pour le chauffage et l’ECS, complété par
un poêle bouilleur. Un ballon stockeur de 1000
litres réchauffe 170 litres d’eau sanitaire et
alimente le plancher basse température du RDC.
Ambiance régulée par un thermostat
électronique sur une vanne 3 voies. En été, un
débord de toiture de 1m forme une protection
solaire, complétée par une pergola avec cannisse
bambou permettant d’occulter les baies vitrées.
 Maîtrise
des
usages :
éclairage
et
électroménager basse consommation (classe A).
Consommation électrique couverte par 12 m² de
photovoltaïque. Faible consommation d’eau
(40m3 par an pour 4 personnes), salle de douche.
Récupération des eaux de pluies (36 m3 sous le
garage) avec projet d’utilisation pour les WC et
pour l’arrosage du jardin.
 L’absence de ventilation est supposée
compensée par la présence de bouches d’entrée
d’air dans les menuiseries et les nombreux
défauts d’étanchéité. Par ailleurs, les murs en
bois contribuent à réguler l’humidité intérieure.
Néanmoins, l’absence d’approche quantitative
ne permet pas de se situer par rapport aux
exigences des règles d’hygiènes et soumet le
bon fonctionnement de l’ensemble aux
conditions physiques internes et externes.
Une consommation énergétique faible et maîtrisée, et des occupants très impliqués
L’implication des occupants, militants écologistes et non-violent, a dés le départ permis de faire un choix d’une
construction originale, économique et surtout écologique, en utilisant le bois cordé. Agissant avec l’aide de
différents partenaires et associations impliquées dans les constructions bioclimatiques, Jean-Marie Bernier a
voulu tirer parti au maximum des ressources énergiques gratuites pour vivre et se chauffer. Néanmoins,
l’absence de ventilation ne permet pas de s’assurer des conditions d’hygiène suffisantes en toutes conditions.
Par ailleurs, une enveloppe étanche et des débits optimisés peuvent apporter du confort et une consommation
maîtrisée.
Contact : Jean-Marie Bernier
Utilisation maximale des ressources naturelles gratuites
Plus que l’efficacité énergétique de cette maison qui ne consomme que 87 kWhep/m².an, c’est le concept
bioclimatique qui apparaît ici. L’installation de 15 m² de capteurs solaires intégrés à la toiture (inclinée à 45°,
soit la latitude du lieu pour un rendement maximal) s’est révélée délicate en raison de la forte pente nécessaire.
L’apparition des nouvelles installations au fil des années montre que son propriétaire apprivoise
progressivement cette maison. En effet, après avoir installer 12m² de panneaux photovoltaïques il y a deux ans
sur la toiture de son garage (inclinée à 30° plein Sud), Mr Bernier souhaite pousser d’avantage encore le
concept bioclimatique de sa demeure. Ses projets vont de l’épuration naturelle des eaux usées par un bassin de
macrophytes à l’utilisation du réservoir d’eau de pluie de 36 m 3 pour la chasse d’eau des WC et l’arrosage de
son potager.
Un confort d’été assuré par des protections solaires et une bonne inertie thermique
Le puits canadien construit à l’origine, n’a jamais été utilisé car il fut mal dimensionné et s’est révélé inefficace
pour rafraîchir la maison. Toutefois selon le propriétaire, la température n’excède pas 26°C au plus fort de l’été,
grâce à des protections solaires et une inertie thermique suffisante. Celle-ci provient essentiellement de la dalle
béton du planché bas sur laquelle est posée un carrelage de terre cuite, et des cloisons intérieures en briques de
terre crue. Pour se protéger des apports solaires en période estivale, Mr Bernier joue à la fois sur une occultation
des baies vitrées par un tapis de cannisse déroulé sur sa pergola, ainsi que sur le rôle de la casquette de toiture
qui favorise plutôt les apports gratuits en hiver.
Des équipements économes pour l’usage et le confort visuel
L’électroménager de la maison a été choisi pour selon l’étiquette énergie de chaque produit, avec minimum la
classe A. La maison est dotée de lampe basse consommation, type fluocompact. Elle ne possède pas d’appareil
consommateur de type écran plat. Après avoir constaté que sa consommation électrique était constante d’année
en année (environ 1200 kWh/an), et désirant être autonome par conviction personnelle, J-M Bernier a fait posé
12 m² de panneaux photovoltaïques. Son contrat prévoit un rachat par EDF de l’excédant lié à sa production
d’électricité. Il est intéressant de noter que la maison possède peu d’appareil de forte puissance type four ou
grille pain électrique. La cuisine possède une cuisinière à gaz avec four fonctionnant avec du propane, mais ne
présente pas de hotte aspirante.
Le souhait du propriétaire d’une enveloppe qui « respire »
Dés le départ, le propriétaire n’était visiblement pas convaincu de la nécessité d’installer un système de
ventilation mécanique (ou naturelle par tirage). L’utilisation d’un enduit poreux comme la chaux, combiné aux
propriétés du matériau bois vis-à-vis de l’humidité permettent au mur « de respirer ». L’impossibilité de trouver
un bois très sec de plus de 5 ans comme le recommande l’association Spirale (celui utilisé était sec de 3 ans),
fait que des fissures sont apparues peu à peu dans l’enveloppe. Ces infiltrations contribuent au renouvellement
de l’air intérieur et confère à la maison une légère odeur de bois appréciée par son propriétaire. Les phénomènes
d’absorption et de sorption de l’humidité, la structure bois qui limite les ponts thermiques et les infiltrations
d’air par les défauts d’étanchéité, semblent suffisants pour éviter les pathologies liées à l’humidité dans le
bâtiment. Néanmoins, la forte odeur de bois peut révéler également un taux de renouvellement d’air insuffisant
en regard des règles d’hygiènes.
Une faible consommation de chauffage et d’eau fortement liées à l’usage
Le propriétaire, Jean-Marie Bernier n’a pas construit sa maison sur le seul objectif d’économiser l’énergie. Les
propriétés de l’enveloppe (bois cordé) et la nature de l’isolant (copeaux de bois) ne confèrent pas à cette maison
une isolation thermique comparable à certaines maisons passives. Les faibles niveaux de consommation de
chauffage constatés répondent d’une utilisation maximale des gains solaires gratuits (baies vitrées orientée au
sud), du chauffage par panneau solaire, et d’un usage très modéré en chauffage et en eau chaude sanitaire. En
effet, l’occupant a fait poser un limiteur de débit pour réduire ses consommations en sortie des robinets (un
verre d’eau est rempli en 3-4 secondes), a fait ajouter des toilettes sèches en extérieur, et utilise une douche pour
se laver. Du coup, la consommation totale d’eau pour une famille de 4 personnes atteint au maximum 40 m 3 par
an, ce qui est très faible. Enfin, la consigne de température en hiver est fixée à 18°C, ce qui est bas mais
suffisant pour les occupants quel que soit l’endroit où ils se trouvent.
La ferme du Mont Saint Jean à Halluin (59)
Maître d'ouvrage : Commune d'Halluin, Architecte : Yannick Champain
La ferme du Mont est un établissement
municipal (classé Haute Qualité
Environnementale) qui fonctionne avec
plusieurs volets : des animations
d'éducation à la ruralité pour les
groupes (parc animalier, verger,
potager, four à pain...), une salle
d’exposition, une salle de réception,
une bibliothèque thématique et des
équipements modernes pour accueillir
des séminaires. La fréquentation est très
bonne. Un estaminet flamand avec des
jeux anciens fonctionne également sur
le site.
La recherche de la qualité
environnementale dans
l'objectif d'une moindre
consommation énergétique
Source : CETE Nord-Picardie
Forte inertie thermique avec une épaisseur des
murs de briques pleines de 34 cm
Ventilation double flux avec échangeur
Source : CETE Nord-Picardie
Plancher solaire direct
Date de livraison
Juillet 2004
Zone géographique Halluin (59), zone climatique H1a, DJU trentenaires 2849
Occupation
Equipement de loisir et culturel dédié à la découverte de la ruralité et à
l’éducation à l’environnement
Taille
1300 m² de shon en plain pied principalement
Occupation
Locaux communaux et restaurant privé
Consommations
55 kWhep/m²SHON/an consommation estimée, consommation constatée en 2007
énergétiques
: 100 kWhep/m²SHON/an sans fonctionnement du chauffage solaire
Coût de la
1358 euros HT/m²SHON hors foncier
construction
Commentaires
La performance énergétique n'a pas été à son optimum dans les deux premières années du fait des
difficultés de fonctionnement du plancher solaire direct. Seule la production sanitaire d'eau chaude
solaire a fonctionné dès la première année. Une réalisation perfectible et une appropriation des réglages des systèmes du plancher solaire en sont les deux causes principales.
Enveloppe
Deux typologies de construction existent sur le site de la ferme ; la réhabilitation de l'ancienne
ferme et la construction neuve d'un hall d'accueil et d'une salle de réception de 200 places avec cuisine. Les murs de la ferme sont constitués de briques pleines de 34 cm d'épaisseur, non isolés pour
les murs donnant sur la cour intérieure (U= 2,1 W/m².K). Les murs périphériques en relation avec
l'extérieur sont habillés avec des panneaux à base de bois (triply) de 3 cm, de 12 cm de laine de lin
et de 1,5 cm de plâtre (U= 0,5 W/m².K). Les toitures sous rampant sont isolées avec 20 cm de laine
de lin (U=0,35 W/m².K). Le plancher chauffant sur terre plein est constitué de 4 cm d'isolant, d'une
dalle béton de 10 cm et d'un mortier de pose de 4 cm (coefficient de déperdition linéique : 1,15
W/m.K). Les ouvertures vitrées sont constituées de fenêtre en bois avec double vitrage 4/12/4 faiblement émissif et gaz argon (Uw= 1,6 W/m².K). Les portes courantes sont en bois avec ouvertures
vitrées (U=3,5 W/m².K).
La construction neuve du hall d'accueil et de la salle de réception s'appuie sur une structure en bois
lamellé collé. Elle est remplie par une brique monomur de terre cuite de 37,5 cm. Des briques de
récupération d'une ancienne usine textile halluinoise ont été utilisées en parement pour la façade
nord. Les autres façades se composent d'un bardage en mélèze non traité, d'un pare pluie, d'une isolation par fibre de bois et d'un contreventement en panneau de bois OSB.
Source : CETE Nord-Picardie
Système énergétique pour le chauffage, l'eau
chaude sanitaire et la ventilation :
Chaudière gaz 225 kW à faible émission de
Nox à pré mélange, bruleur modulant.
Panneaux solaires pour le chauffage et l'eau
chaude sanitaire (70 m² pour couvrir 40% des
besoins énergétiques)
Plancher solaire direct intégré basse
température. Les tuyaux, dans lesquels circulent
l’eau, sont dans des dalles de faible épaisseur
pour limiter les effets de l’inertie.
Ventilation double flux avec échangeur
Estaminet chauffé par une centrale de
traitement d'air avec récupérateur de chaleur
Confort :
La ventilation peut être programmée pour augmenter les débits la nuit, et refroidir ainsi le bâtiment
par le procédé du night cooling pour assurer le confort d'été.
Les avancées de toitures permettent de jouer le rôle de brise-soleil.
Besoins et productions d'énergie:
Besoins de chauffage : 51 754 kWh/an
Besoins de chauffage et d'eau chaude sanitaire : 71 290 kWh/an
Production EnR : 44 700 kWh/an
●
●
●
●
ContactMme Marie Deceuninck
Directrice de la ferme du Mont ; Tél. : 03 20 24 80 77
SCOP Architecture Patrimoine Santé
Yannick Champain ; Tél. : 03 23 96 47 11
BE Technique
Hexa Ingénierie Douai ; Tél : 03 27 97 42 88
Les maisons passives « Les Airelles Construction » à
Formerie (60)
Maître d'ouvrage : Mr Levebvre, Architecte : Bruno Ridelle
Source : Les Airelles Constructions
Date de livraison
Zone géographique
usage
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques
Coût
de
construction
Terminées au premier semestre 2007, non vendues
Oise H1a, DJU trentenaire 2860
Logement neuf
Shon 132 m² sur deux niveaux
Non habité mais en vente
Pas de retour pour l'instant, consommation totale d’énergie projet <120
kWhep/m²SH/an, besoins de chauffage <15 kWh/m²SH/an, label Passivhaus
obtenu
la 1500 euros HT par m² de surface habitable
La recherche de la performance énergétique
Un niveau d'isolation des parois très élevé réalisé
par une structure bois accompagnée par 22 cm
d'ouate de cellulose et 15 cm de polystyrène
Un soin dans construction par le traitement par
exemple de l'étanchéité par pose d'un frein vapeur et
de rubans adhésifs d'étanchéité au recoupement des
parois et des sorties de câble
Un système de production énergétique performant
par le choix d'une unité compact
Système constructif en bois (Source : Les Airelles Construction)
Commentaires
Le bâti et les systèmes sont conçus pour offrir une bonne performance énergétique. Comment
s'assurer que les consommations liées aux activités du domaine privée (éclairage, bureautique,...)
vont aller dans le sens de la performance ?
Les tests de perméabilité à l'air ont permis de déceler un défaut d'étanchéité au niveau du mur
mitoyen en parpaings, qui a été difficile à corriger. Ce constat invite les concepteurs à une plus
grande vigilance dans le traitement uniforme de la performance.
Enveloppe : une structure mixte bois-béton avec une forte étanchéité
Le système d'ossature plate-forme développé par le Comité National du Développement du Bois a
été utilisé. Il s'agit en fait d'un système à colombage complété par un isolant performant. Pour palier
le manque d'inertie de la structure bois, les refends et la dalle intermédiaire sont construits en
maçonnerie et le sol est fait de béton. Les 22 cm d'ouate de cellulose, placée entre les montants
d'ossature en bois massif, assurent l'isolation thermique intérieure de la maison. L'isolation
intérieure est complétée par une isolation par l'extérieure en polystyrène de 15 cm. L'isolation sous
toiture est réalisée par 40 cm d'ouate de cellulose. Pour respecter les exigences d’étanchéité
imposées par le label Passivhaus, l’ensemble de la maison est soigneusement enveloppé d’un frein
vapeur. De plus, les traversées de mur pour les câbles sont bien isolées pour assurer l’étanchéité.
Ruban adhésif participant à l'étanchéité à l'air
(Source : Les Airelles Construction)
Le plancher est constitué d’une dalle flottante qui
repose sur 20 cm de polystyrène, lui-même posé sur
une chape de béton. A noter que l'isolation par
l'extérieur descend sous la dalle de béton.
Les menuiseries sont en bois avec capotage extérieur en
aluminium. Elles sont équipées de triple vitrage. Les
fenêtres sont posées au centre de l'épaisseur des murs
pour pouvoir les isoler. Des stores électriques à
lamelles orientables ont été posés à l'extérieur offrant
ainsi l'avantage de pouvoir gérer de façon optimal les
apports solaires. Le coffre du volet roulant est intégré
dans un bâti habillé de 22 cm d'isolant. La porte
d'entrée et la porte de service (entre l'habitation et le
garage) sont à isolation renforcée.
Système énergétique pour le chauffage, l'ECS1 et la ventilation :
Chaque maison est équipée d'un appareil compact multi-fonction intégrant un ballon d'eau chaude,
une pompe à chaleur, un appoint électrique et une VMC2 double flux. Du fait de la très bonne
isolation de la maison, les apports solaires et internes constituent les principales sources
énergétiques. Le complément est apporté par la faible puissance délivrée par l'appareil compact.
L'eau chaude sanitaire est préchauffée par des capteurs solaires thermiques. L'air entrant, nécessaire
au renouvellement hygiénique, est préchauffé l'hiver à l'aide d'un puits canadien.
Un chauffage d'appoint électrique a été installé dans la salle de bain pour pouvoir bénéficier d'un
confort optimum dans cette pièce.
Qualité d'usage et fonctionnement :
Les balcons assurent une fonction de masque solaire, contribuant ainsi au confort d'été. Les
masques proches de la maison ont également été pris en compte lors de la conception. Il s'est avéré
que le bâtiment de ferme situé à l'Est engendre une ombre. Par conséquent, il a été décidé de ne pas
créer d'ouverture sur la façade Est pour ne pas avoir de déperditions. De même, les fenêtres situées
au Nord sont de taille plus réduite pour limiter les déperditions. Les garages sont désolidarisés de la
structure des maisons pour éviter les ponts thermiques.
L'appareil compact de chauffage, d'ECS et de ventilation vient d'Allemagne. Il n'est pas disponible
en France. Il faut, dans le cas d'une diffusion grand public, offrir un service après vente qui n'existe
pas encore. Seul un artisan à Formerie sait réaliser l'entretien de l'appareil compact pour l'instant.
Contact : Mr Lefebvre, Les Airelles Construction, tél. : 02 32 89 04 54, www.lesairelles.fr
En Act Architecture : Bruno Ridel
Bureau d'études thermiques : Solares
1 Eau Chaude Sanitaire
2 Ventilation Mécanique Contrôlée
La résidence l'Hélianthème de Zuydcoote (59)
Maître d'ouvrage : SA Habitat 62/59, Architecte : Bernard Laffaille
Source : CETE Nord-Picardie
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommations
d’énergie
Coût de la construction
Novembre 2005
Nord H1a, DJU trentenaire 2612
Logements sociaux et commerces
Shon : 1340 m² logements, 350 m² commerces
14 logements et 2 commerces
Consommation estimée de chauffage et d’eau chaude sanitaire projet :
72 kWhep/m²shon/an pour les logements, label Très haute performance
Energétique
965 euros HT/ m²shon pour les logements
La construction de 14 logements sociaux et petits commerces, première expérience pour la SA
Habitat 62/59 de l'atteinte de la très haute performance énergétique, s'inscrit dans la politique des
« Espaces Publics Centraux », menée par la Communauté Urbaine de Dunkerque en collaboration
avec la ville de Zuydcoote. Cette opération a pour objectif de requalifier et renforcer la centralité de
la ville de Zuydcoote.
Porteur de l'intérêt de maîtriser les charges pour le locataire, Habitat 62/59 s'est entouré en 2004 du
cabinet d'architecture Arietur, Bernard Laffaille, d'un bureau d'études HQE, Atelier d'Architecture
Ecologique et d'un bureau d'études thermiques, Solener.
Un projet équilibré visant entre autres la très haute performance énergétique
Une orientation favorisant les apports solaires passifs en hiver complétée par des principes
constructifs limitant les surchauffes des périodes chaudes par l'utilisation de la brique monomur.
Une bonne isolation de l'enveloppe réalisée par l'utilisation de la brique monomur à isolation
répartie, une ossature bois avec 155 mm de laine de bois et 300 mm de laine de roche en plafond.
Installation de systèmes de production d'énergie renouvelable pour l'eau chaude sanitaire et la
production d'électricité
Commentaire, témoignage
Une enquête auprès des locataires a mis en avant une satisfaction concernant le confort thermique
et acoustique. De surcroît, les économies d'énergie ont un impact direct sur leur facture, notamment
pour le chauffage. D'une manière générale, les locataires font preuves d'une grande satisfaction,
avec comme seule inquiétude, le vieillissement des clins de bois. La qualité environnementale
apparaît alors comme une véritable plus-value.
Enveloppe :
Les murs sont réalisés, en partie basse, en brique
monomur (30 cm d'épaisseur, U=0,39 W/m².K)
permettant d'assurer une bonne inertie thermique.
La partie haute est réalisée en ossature bois
limitant les ponts thermiques. L'isolation
intérieure pour les murs en relation avec
l'extérieur est d'une épaisseur de 155 mm de laine
de bois compressée à forte densité (140 à 150
kg/m3). La dalle isolante ROCKSOL offre un R =
3,5 m².K/W. L'isolation des plafonds du dernier
niveau est composée d'une laine de roche d'une
épaisseur de 300 mm.
Source : Cd2e
Les vitrages sont faiblement émissif avec remplissage argon (Ug=1,1 W/m².K). Des volets roulants
sont mis en place sur l'ensemble des baies. Le confort d’été est favorisé par, d’une part, la
ventilation traversante possible grâce à la double exposition des logements, d’autre part, la
limitation des apports solaires du fait de casquettes au sud-est et au sud ouest, et de l’isolation
renforcée des parois opaques. Les apports de chaleurs sont réduits ce qui limite les inconvénients
liés à l’inertie faible sur le confort d’été.
Insertion urbaine, qualité d'usage et
aspects sanitaires
Le projet vise à requalifier le centre ville.
La construction bois, bien qu'inhabituelle
dans la région, se fond très bien dans
l'environnement grâce à la proximité de
la forêt.
Le choix des matériaux s'est fait selon les
critères suivants : la santé, le côté
renouvelable des matières premières et la
durabilité des matériaux.
Le bois est labellisé Programme for the
Endorsement of Forest Certification.EFC.
Source :
CETE Nord-Picardie
Système énergétique pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire et la ventilation :
Chaudière collective gaz à condensation
Ventilation mécanique de type hygro B
Solaire thermique : 30 m²
Panneaux photovoltaïques : 50 m² dont la production est revendue à EDF
Contact : Monsieur Clarys, Habitat 62/59, Tél. :03 20 00 81 00
HÔTEL D'AGGLOMÉRATION DE RENNES METROPOLE DANS L'ILLE ET VILAINE (35)
Maîtrise d’ouvrage: Rennes Métropole; Architectes: P.Berger et J.Anziutti
Date de livraison
Zone
géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommation
énergétique
Coût de la
construction
Juillet 2007
Situé à 2 stations de métro de la gare de Rennes en milieu urbain.
Zone climatique H2a, DJU trentenaire 2413
Bâtiment tertiaire à usage principalement de bureaux (du R+2 au R+6), avec un pôle de
documentation, un espace d'exposition et la salle du conseil communautaire (RDC et 1er
niveau).
8 niveaux dont 2 sous-sols de 9000m² (stationnement et locaux techniques); SHON:
19343 m²; surface utile: 12091 m² dont 7672 m² de bureaux
Capacité de 550 personnes pour la partie bureaux (taux d'occupation actuel à 80%); 300
places pour la salle du conseil (visiteurs+espace presse)
90,1 kWhep/m²shon/an (d'après les calculs RT2000)
2791 € TTC/m² shon soit 54 Millions d'Euros TTC(travaux+maîtrise d'oeuvre)
Isolation par l'extérieur et recherche de l'inertie thermique
Une enveloppe isolée par l'extérieur (20cm de
laine de verre pour les façades et mousse
polyuréthane en toiture); un double vitrage
associé à des menuiseries aluminium à rupture de
ponts thermiques ainsi que des protections
solaires extérieures.
Un système chauffage associant un plancher
chauffant et des centrales de traitement d’air
(double flux avec échangeur) relié au réseau de
chauffage urbain. Le bâtiment est partiellement
climatisé.
Un système de Gestion Technique Centralisé
qui permet notamment de gérer les commandes
d'éclairage, le report des consommations des
différents postes. Les températures de consignes
sont différentes suivant les usages (19°C pour les
pose du plancher chauffant
bureaux et 12°C pour les circulations)
Une régulation thermique complexe
Le confort thermique hivernal présente des hétérogénéités liées à la forme du bâtiment (100m de long sur
12m de large selon un axe Nord/Sud, pour les 2 ailes contenant les bureaux). Malgré l’existence de 2 à 3
piquages par niveau et par aile le réglage reste à affiner pour éviter les surchauffes au sud et sous chauffes
au nord. Le confort d’été a été pris en compte par la recherche d'une forte inertie thermique du bâtiment
(pas de faux plafond, revêtement en marbre au sol du RDC) et l'installation du plancher rafraîchissant et la
surventilation nocturne. L'efficacité reste à confirmer à l’occasion d’un été chaud.
Contact: P. Garel de Rennes Métropole
CETE OUEST
septembre 2008
Une structure béton, des façades largement vitrées, une recherche de l'inertie thermique
L'ossature du bâtiment en béton, les dalles d'une forte épaisseur
(32cm) et l’absence de revêtement de sol à effet thermique et/ou de
faux plafond apportent une inertie lourde. L’inertie est augmentée
par la présence d’allèges en béton (épaisseur 40cm) faites de deux
parois séparées par un vide d'air ventilé par l'air intérieur des locaux.
L'isolation par l'extérieur permet de limiter les ponts thermiques.
Les façades largement vitrées (double vitrage 4/20/4 air) permettent
de bénéficier des apports solaires ainsi que d'un bon éclairage
naturel dans les bureaux. Les menuiseries en aluminium à rupture de
ponts thermiques sont disposées au nu extérieur
Des poteaux en bois (chêne) font office de brise soleil sur les
façades. De plus, les baies sont équipées de stores extérieurs à
lames orientables commandés depuis chaque bureau. Néanmoins, il
n’y a pas de traitement des ponts thermiques dus à l’acrotère en
plancher haut et à la liaison en plancher bas.
Systèmes
Une sous-station alimentée par le réseau de chauffage urbain (cogénération gaz/fioul) assure l’essentiel des
besoins en chauffage du bâtiment par l’intermédiaire d’un plancher chauffant basse température. Un
complément est fourni par l’intermédiaire des centrales de traitement d'air dans les bureaux. Les centrales
de traitement d’air sont également alimentées par des batteries chaudes reliées à la sous station de
chauffage. La salle du conseil est chauffée et climatisée uniquement par le réseau aéraulique..
La climatisation, assurée par des batteries froides reliées au groupe froid, se limite à la salle du conseil, aux
salles de réunions du rez-de-chaussée et du 1er étage, ainsi que quelques installations techniques. Les
canalisations du plancher chauffant réservent la possibilité de faire circuler de l'eau froide pour rafraîchir le
bâtiment en cas de forte chaleur grâce à un groupe de froid. L'éclairage artificiel est majoritairement réalisé
de façon classique avec des tubes fluorescents (2 tubes 36Wpar bureau).
Qualité d'usage et fonctionnement
Le Système de Gestion Technique Centralisée gère et optimise le fonctionnement des équipements
thermiques, des commandes générales de l’éclairage et permet un suivi des consommations par poste.
Dans les bureaux, la consigne de température, à l'origine fixée à 19°C en période de chauffe a dû être
relevée à 21°C pour un meilleur confort des utilisateurs. Elle est de 12°C pour les circulations et le hall
d’accueil (avec un chauffage par plafond rayonnant électrique au niveau du poste d'accueil).
En hiver la ventilation est arrêtée en dehors des heures d'ouverture. En été, le bâtiment peut être rafraîchit
par surventilation nocturne (via le système de ventilation).
L'éclairage des bureaux est géré par commande séparée et peut être coupé dans tout le bâtiment via la
GTC en dehors des périodes d'ouverture. D'autre part la superficie des baies favorise largement l'éclairage
naturel. La motorisation des stores située à l'extérieur, limite les ponts thermiques mais risque de générer
des coûts de maintenance importants. En effet, l'intervention peut nécessiter le démontage des allèges et
une intervention par nacelle.
La salle du conseil située en position centrale du rez-de-chaussée possède un puits de lumière zénithal.
L'inertie du couple plancher chauffant basse température/dalle béton induit une latence lors des sollicitations
liées aux variations météorologiques brusques (variation de 10°C sur 24h), ce qui peut générer une
insatisfaction des utilisateurs, le complément, apporté par les CTA, limite ce désagrément.
Consommations
La consommation de chauffage s'élève à 35,7 kWhep/m² SHON /an et la consommation électrique à 53,4
kWhep/m² SHON /an selon le calcul réglementaire.
Les valeurs de la consommation réelle (postérieur à la période de mise en place) du bâtiment ne sont pas
encore disponibles.
Commentaires
Les bureaux (de 13 à18 m² du R+2 au R+6) semblent apporter un environnement agréable du point de vue
thermique et de la luminosité naturelle.
Les deux premiers niveaux (partie publique et élus) offrent un environnement plus froid et moins lumineux,
lié au choix des matériaux (ambiance minérale) et couleurs (sombres).
Les retours sur les consommations seront instructifs à la vue de la forte superficie de baies de ce bâtiment.
CETE OUEST
septembre 2008
Maisons bioclimatiques Alyos & Energie+ à Ensisheim et Kingersheim (Alsace)
Conception et réalisation : . Alyos & Energie+ SARL
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Consommation
énergétique
Coût de la construction
1999 à 2001
Ensisheim (68) et Kingersheim (67) . Zone climat H1b, 300 m d'altitude DJU
trentenaire 2969
10 maisons individuelles à Ensisheim et 1 à Kingersheim, logements sur 2 niveaux
Surface habitable de 105 m² (Ensisheim) et 138 m² (Kingersheim)
Consommation tous usages mesurée en 2001 : 160 kWhep/m²SHON/an (dont 75
kWhep/m²SHON/an de chauffage+ ECS)
1 040 € HT/ m²
Une forte utilisation des apports passifs alliée à une isolation thermique très importante
Une enveloppe préfabriquée isolée par l'extérieur (40cm de
polystyrène expansé) permettant une mise en oeuvre
industrielle. Limitation des ponts thermiques aux abouts de
dalles et de refends, et à la jonction toiture façade. Une forte
inertie et des occultations extérieures à lamelles métalliques
permettent d'assurer le confort d'été.
Mise en place des murs préfabriqués
Capteurs géothermiques horizontaux
Sources photos: Alyos & Energie+
Utilisation de l'énergie solaire par production passive d'air
chaud dans une double fenêtre placée en façade sud.
Circulation de cet air par réseau de tubes dans le plancher
haut, les murs de façade et le plancher bas.
Utilisation de l'énergie du sol: capteurs géothermiques (à
1,20m de profondeur) couplés sur une pompe à chaleur (eau
glycolée/eau) pour l'eau chaude sanitaire et l'eau basse T°
pour le complément de chauffage par le sol. Puits canadien
couplé à une VMC double flux avec échangeur de chaleur.
(tubes à 1,90m de profondeur), l'air neuf entre ainsi à 15°C.
Une faible consommation d'énergie grâce aux apports gratuits du sol et du soleil
Les performances énergétiques de ces maisons bioclimatiques ont été validées par des mesures sur
site, révélant des consommations de chauffage faibles. Les murs préfabriqués représentent une
solution intéressante pour intégrer une isolation performante et limiter, grâce à une mise en oeuvre
soignée, les ponts thermiques. Il reste à vérifier que le système vitré de récupération de chaleur
solaire ne pose pas de problème de confort en été.
Contact :ALYOS & Energie+ Aire de la Thur - Route de Guebwiller – 68840 PULVERSHEIM
Récupérer les apports gratuits et les conserver à l'intérieur du logement en hiver
Le principe général est de coupler une très forte inertie à des apports gratuits (sol et soleil), tout en
conservant une grande facilité de mise en oeuvre (murs préfabriqués). La récupération thermique des
apports solaires en utilisant l'air comme fluide pour les véhiculer est très efficace en hiver puisque la
consommation de chauffage obtenue est faible, alors que la consigne de T° atteint souvent les 22°C là
où elle a été mesurée. Le confort d'été est favorisé par la structure lourde des murs (isolés par
l'extérieur) et par l'air frais du puits canadien, avec complément possible de la PAC pour le
rafraîchissement (peu utilisé).
Un niveau d'isolation remarquable
A tous les niveaux de l'enveloppe, on retrouve une très forte
isolation par l'extérieur qui permet de conserver les apports gratuits
tout en éliminant les ponts thermiques:
o Le sous-sol est en réalisation traditionnelle de béton plein mais
bénéficie d'une isolation extérieure rapportée sur ses murs.
o Le plancher sur cave est isolé en sous-face par des blocs de
coffrage en polystyrène expansé de 35 cm.
o Les murs extérieurs préfabriqués sont isolés par 40 cm de
polystyrène expansé.
o La toiture est en éléments composite polystyrène-plâtre de 40
cm posés sur des pannes de bois traditionnelles.
Isolation des murs par l'extérieur
Source: Alyos & Energie+
La mise en oeuvre soignée de tous ces éléments induit que les
performances basse énergie prévues sont bien au rendez-vous.
Une multiplication de systèmes performants sur un même bâtiment
Il est fréquent aujourd'hui de rencontrer dans un bâtiment l'un des
équipements installés ici (géothermie, PAC...). En revanche, les mettre
en oeuvre simultanément dans un bâtiment de 2000 était novateur:
o Des capteurs géothermiques raccordés à une pompe à chaleur eau
glycolée/eau de 800W pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire
(ballon d'eau de 200 litres).
o Un puits canadien couplé à une VMC double-flux qui permettent
une double récupération de chaleur et une bonne qualité de l'air.
Les tuyaux du puits canadien o
Source: Alyos & Energie+
Une double-fenêtre pour capter les radiations solaires, raccordée à
un réseau de tubes placés dans les planchers haut, bas et les murs
extérieurs pour faire circuler l'air chaud (cf les creux ronds dans la
coupe du mur ci-dessus).
Quelques données chiffrées sur les consommations d'énergie
Un suivi des consommations a été effectué en 2000 sur les 10 maisons de Ensisheim, donnant les
valeurs moyennes suivantes par m² de SHON:
Chauffage : 20 kWhep/m².an
Total tous usages: 160 kWhep/m².an
ECS : 55 kWhep/m².an
Autres usages: 85 kWhep/m².an
Chauffage+ECS: 75 kWhep/m².an
Même pour des logements de taille identique, il existe une dispersion importante des consommations
avec un facteur 2 entre le logement le plus économe et le plus consommateur. Pour la maison de
Kingersheim, le total tous usages pour 2007-2008 donne: 105 kWh/m²SHON.an
Un pas de plus à faire sur les usages
La consommation d'énergie pour l'ECS est assez élevée alors que l'eau chaude utilisée provient pour
partie de la chaleur du sol. Le dimensionnement des capteurs n'est peut-être pas suffisant pour couvrir
le chauffage+ECS. Les performances remarquables proposées par le bâtiment trouvent aussi leurs
limites dans les comportements des personnes qui y vivent au quotidien: lorsque leur consommation
est connue, les autres usages représentent entre 35 et 60% de la consommation globale du logement!
Le fait que les occultations des doubles-fenêtre ne soient pas situées à l'extérieur pourrait occasionner
des surchauffes estivales, mais la présence du puits canadien permet de maintenir en été une situation
confortable sans avoir besoin de climatiser. Le seul inconvénient dans cette pièce sud est ainsi de ne
pas pouvoir bénéficier de lumière naturelle pendant l'été.
Grand Tissage à Bourgoin-Jallieu
OPAC38
Contact : Benoît JEHL (Animateur Environnement). Tél. : 04 76 20 50 74
Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil)
Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : [email protected]
Date de livraison
Livraison en Novembre 2003 – Date de visite du site & photographies : 30/07/2008
Zone géographique
Région Rhône-Alpes – zone H1C Entre Lyon (69) et Grenoble (38), DJU 2007 : 2025
Usages
Habitat résidentiel à vocation sociale et centre d’hébergement de club de rugby.
Taille
3 509 m² de surface habitable dont 2 737 m² en logements (R+4) et 772 m² en foyer
Occupation
40 logements familiaux (8 T2 – 21 T3 – 8 T4 – 3 T5), 20 studios de 25 m² et une loge
Ratios de consommations
énergétiques (*)
des logements uniquement
Consommations chauffage et ECS [mesurées 2007] :
Consommations d’électricité des usages communs :
Coût des travaux (2003)
Ensemble des travaux :
4 506 250 € HT, soit :
81 kWhep/m²shon/an
17.5 kWhep/m²shon/an
1 134 € HT/m²shon
Les points forts de l’opération :
 Isolation répartie des murs de façade et pignons, des toitures-terrasses et des planchers bas,

Inertie thermique avec planchers et refends en béton de forte épaisseur,
 Orientation du bâtiment de logements sociaux sud/sud-est, vérandas sur une partie des logements,
 Production eau chaude solaire et d’électricité photovoltaïque,

Prise en compte de l’exploitation et du comportement des locataires (comité de gestion quadri-partite).
Le point de vue de l’organisme :
Cette opération de construction neuve de 40 logements locatifs sociaux et d’un centre d’hébergement de
21 chambres a été réalisée dans le cadre de la politique de l’organisme en faveur du développement
durable et de son Agenda 21. L’objectif était de produire un habitat de bonne qualité environnementale, tout
en maîtrisant le couple «loyer+charges». La démarche HQE est principalement orientée vers la performance
énergétique pour les usages thermiques, la maîtrise des consommations d’électricité et la valorisation des
énergies renouvelables (solaire thermique et photovoltaïque). Le label HPE a été demandé et obtenu. Les
performances thermiques obtenues sont ainsi entre 25 et 30% inférieures aux objectifs réglementaires. En
référence à une opération similaire standard, le surcoût lié à la démarche HQE est estimé à 16% du montant
des travaux. Pour faire face aux résultats décevant de la première année d’exploitation, un comité de
gestion a été constitué par le personnel de l’organisme, le bureau d’études thermique, l’exploitant de
chauffage et l’amicale des locataires, pour un travail périodique sur l’exploitation qui a conduit à la
réalisation d’un guide d’utilisation pour les locataires.
Des actions correctrices ont permis de réduire la consommation globale (40% plus faible que celle d’un
immeuble classique de même surface).
Les charges de chauffage et d’eau chaude sont plus élevées que prévues, du fait de niveaux de
consommation beaucoup plus hautes que prévues (les charges sont néanmoins plus faibles de 17% par
rapport à un immeuble classique). Les consommations d’électricité sont plus élevées que prévues, à cause
notamment du fonctionnement permanent la nuit de l’éclairage extérieur (sécurité) et des performances des
caissons de ventilation mécanique inférieures aux valeurs annoncées par le constructeur. Le maintien de
l’efficacité énergétique passe obligatoirement par un suivi permanent du comportement des locataires et du
bon fonctionnement des installations, incluant un accompagnement des entreprises de maintenance, des
exploitants et des gestionnaires.
(*) La SHON n’étant pas connue est estimée supérieure de 20% à la surface habitable.
Détail des travaux réalisés et performances énergétiques :
•
Isolation en façade et pignons : brique monomur de 37,5 cm
•
Isolation des toitures-terrasses : mousse de polyuréthane de 9 cm
•
Isolation des planchers bas : 12 cm de polystyrène expansé.
•
fenêtres : Menuiseries bois à double vitrage 4/12/4 peu émissif.
Vérandas : sur les logements situés en façade sud-est.
•
Eau chaude solaire : Production solaire avec 60 m² de capteurs à
45° orientés plein sud et stockage solaire de 3 000 litres.
Production d’électricité photovoltaïque : 20 m² de capteurs en
toiture inclinés à 45° (2,28 kWc).
Ventilation : VMC hygroréglable « B » et caissons de VMC équipés
de moteur à variation électronique de vitesse.
Chauffage collectif avec chaudière à gaz à condensation (250 kW).
Circulateurs de chauffage et de bouclage d’eau chaude à variation
électronique de vitesse. Radiateurs à basse température équipés de
robinets thermostatiques.
•
Exploitation chauffage et comportement des locataires :
Dispositifs de suivi des consommations d’eau et d’énergie et comité
de suivi associant bailleur, amicales de locataires, exploitant de
chauffage et concepteur thermique. Guide d’usage pour les locataires.
•
Mesures de réduction des consommations électriques privatives et collectives : Équipement des
logements de lampes fluocompactes renouvelées au changement de locataire. Éclairage intérieur des
parties communes avec lampes fluocompactes et détecteurs de présence. Éclairage extérieur par
luminaires avec lampes à vapeur de sodium pilotés par horloge et détecteur crépusculaire.
Appréciation générale : La résidence est de bonne qualité en général, spécialement sur le plan thermique.
Elle offre une amélioration significative du confort aux locataires. Le renforcement de l’isolation du bâti,
l’installation d’équipements performants ont ainsi permis de diminuer les consommations d’énergie et de
maîtriser les dépenses liées aux charges de chauffage et d’eau chaude sanitaire.
Mais des problèmes
concernant la qualité de
la mise en œuvre ont été
mis en évidence au
niveau des menuiseries
(infiltrations) et de la
pose de l’isolation. Il ne
s’agit pas de difficultés
techniques
spécifiquement liées aux
solutions
environnementales choisies, mais
plutôt à un manque de
professionnalisme des
entreprises en charge de
la mise en œuvre.
Un
an
après
la
réception,
une
consommation
de
chauffage
plus
importante que prévue a
été
décelée.
Une
analyse par le concepteur a mis en évidence un mauvais réglage de la «courbe de chauffe», des défauts
d’équilibrage hydraulique, une mauvaise gestion de la VMC et des comportements inadaptés des locataires.
Les problèmes techniques liés au bâti ont été résolus à l’issue de la première année et les problèmes de
gestion de l’exploitation et d’adaptation du comportement des locataires sont résolus comme le montre le
graphique ci-contre.
La production solaire thermique est proche de la valeur prévue. L’économie de l’ordre de 30% sur une
installation collective traditionnelle. Mais les consommations d’eau chaude restent plus élevées de 15%
qu’en immeuble standard (34,5 contre 30 m3/logement en médiane nationale). La production photovoltaïque
est supérieure de plus de 20% à la valeur prévue.
Groupe Henri Wallon – Saint Martin d’Hères
OPAC 38
Contact : Benoît JEHL (Animateur Environnement). Tél. : 04 76 20 50 74
Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil) Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : [email protected]
Date de réhabilitation
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations énergétiques
[selon arrêté 24 mai 2006]
De 2004 à 2006 - construit années 1960 – Date de visite du site & photos : 30 juillet 2008
Région Rhône-Alpes – Près de GRENOBLE (38) – DJU trentenaires : 2 835 (Zone H1c)
Habitat résidentiel à vocation sociale
27 611 m²habitable dont 3 025 m² nouvellement raccordés au réseau de chaleur urbain
354 logements (1 tour R+10 de 41 logements, 5 barres R+4 à R+8 de 272 logements et 3 blocs
R+2 et R+3 de 41 logements)
Consommations chauffage et ECS (2003 – 2543 DJU) :
Consommations chauffage et ECS (2007 – 2495 DJU) :
Ensemble des travaux :
Coût des travaux
(valeur 2004)
6 997 k€ HT, soit :
198 kWhep/m²shon/an
109 kWhep/m²shon/an [-45%]
253 € HT/m²shab
Fermetures balcons (270 vérandas) :
2 200 k€ HT, soit :
80 € HT/m²shab
Isolation murs et toitures, menuiseries :
3 637 k€ HT, soit :
132 € HT/m²shab
Eau chaude solaire :
276 k€ HT, soit :
10 € HT/m²shab
Création sous-station :
173 k€ HT, soit :
6 € HT/m²shab
Travaux divers :
Total amélioration énergétique :
14 k€ HT, soit :
~1 € HT/m²shab
6 300 k€ HT, soit :
228 € HT/m²shab
Les points forts de l’opération :

Conception bioclimatique avec création de vérandas à la place des balcons situés au
Sud et à l’Est.

Mise en place de capteurs solaires pour le préchauffage de l’eau chaude contribuant
également au chauffage.

Isolation extérieure des façades et des pignons par 8 cm de polystyrène expansé et
isolation renforcée des toitures-terrasses.

Remplacement des menuiseries avec double vitrage et PVC sauf sur les baies
équipées de vérandas où la menuiserie existante en simple vitrage a été conservée.

Raccordement au réseau de chaleur urbain des immeubles à chauffage électrique
mixte.

Amélioration de la ventilation naturelle existante en hygroréglable.
Le point de vue de l’organisme :
Cette opération s’est inscrite dans le projet SUNRISE financé par un programme
de recherche européen du 5° PCRDT. Le principal objectif était de réduire les
charges de chauffage du groupe doté d’une installation de chauffage vétuste et
déséquilibrée et d’un bâti médiocre.
Le recours au chauffage solaire passif (vérandas) et actif (eau chaude solaire)
s’est imposé comme solution complémentaire à une isolation renforcée des
parois extérieures et à l’amélioration de la ventilation naturelle. Cette opération a
permis de tester pour la première fois en France un procédé original d’ouverture
des vitres du balcon (voir détail ci-contre à droite). Sur les trois bâtiments les
plus récents dotés de toitures en pente, des lumiducs (tubes réfléchissants) ont été testés sur les derniers niveaux pour permettre la
suppression de l’éclairage artificiel utilisé en journée (détail ci-contre à gauche).
Détail des travaux réalisés et conséquences en matière d’efficacité énergétique :
•
Isolation par l’extérieur des façades :
Isolation par l’extérieur en façade avec 8 cm de polystyrène expansé (R~2 m².K /W).
•
Isolation par l’extérieur des pignons :
Isolation extérieure des pignons par 8 cm de laine de verre avec protection par bardage en
tuile de terre cuite.
•
Traitement des ponts thermiques :
Limitation des ponts thermiques par l’isolation des acrotères et du dessous des dalles de rezde-chaussée.
•
•
Isolation des toitures :
Isolation des toitures-terrasses par 8 cm de polystyrène extrudé sous étanchéité.
Fermetures des balcons :
Fermetures des balcons situés au Sud et au Sud-est par
la mise en place de 270 vérandas créant un espace
tampon et assurant le préchauffage de l’air neuf. Utilisation du procédé finlandais Lumon. Le
soubassement fixe de 1m de haut est en vitrage feuilleté opalisé. La partie transparente est
en verre feuilleté de 10 mm d’épaisseur. Les vitrages ne sont pas jointif pour laisser entrer l’air
neuf. Dans plusieurs logements des sondes de températures ont permis de mesurer la
température moyenne en hiver de la véranda. Elle est de 6°C vitrage fermé.
•
Remplacement des fermetures extérieures :
Lorsqu’elles ne sont pas derrière une
véranda, les fenêtres existantes ont été remplacées par des fenêtres en PVC
•
équipées de double vitrage. Les autres n’ont pas été remplacées.
Production d’eau chaude solaire combinée :
450 m² de capteurs solaires thermiques ont été installés pour la production
d’eau chaude sanitaire, ainsi que pour le préchauffage du chauffage des
logements. La ressource en énergie solaire non utilisée par la production
d’eau chaude devient exploitable du fait de la réduction importante des
déperditions liée à l’isolation renforcée. Les nouvelles conditions permettent,
en effet, d’abaisser sensiblement la courbe de chauffe et rendent possible le
préchauffage des retours du réseau secondaire, dont la température s’étage entre 25° et 35°. Le système de régulation a été
•
•
adapté pour optimiser ce mode de fonctionnement.
Amélioration de la ventilation :
La ventilation naturelle a été améliorée par la mise en place de bouches d’entrée d’air hygroréglables.
Création de sous-stations :
Raccordement au réseau de chaleur urbain des deux bâtiments équipés de chauffage électrique mixte avec planchers chauffants.
L’énergie thermique provenant du réseau de chaleur est produite en partie par des énergies renouvelables (26% ordures
•
ménagères et déchets agricoles et 7% bois de chauffage). Les échangeurs mis en place ont une puissance de 2 MW.
Travaux divers :
Installation de 6 lumiducs de 330 mm de
diamètre et de 3 m de longueur permettant
d’amener la lumière du jour dans les 6 escaliers
des trois bâtiments « SAMAIN ». Automatisation
des stores des logements orientés Ouest des
bâtiments
« SAMAIN »
alimentés
par
des
cellules photovoltaïques pour traiter le confort
d’été.
Appréciation générale :
Pour un investissement de 16 K€ HT par logement (valeur 2004), couvrant la totalité des champs d’intervention possible sur le bâti et
en recourant à l’énergie renouvelable sur la production d’eau chaude, il a été possible de réduire de 45% les consommations de
chauffage et d’eau chaude.
D’autres gains sont probables sur la conduite de l’installation secondaire (régulation plus performante, optimisation des réglages) et sur
l’assistance à une meilleure attitude de la part des locataires sur l’utilisation des vérandas et de la ventilation, comme de la réduction
des températures intérieures (guide pour les locataires, conseils personnalisés).
Groupe Surieux
ECHIROLLES
OPAC 38
Contact : Benoît JEHL (Animateur Environnement). Tél. : 04 76 20 50 74
Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil)
Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : [email protected]
Fin de la réhabilitation
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Juillet 1999 - construit en 1966 – Date de visite du site & photographies : 30 juillet 2008
Près de GRENOBLE (38), zone climatique H1c, DJU trentenaires : 2835
Habitat résidentiel à vocation sociale
39 082 m² shab et 46 898 de m² shon (shon inconnue estimée à 120% de la shab)
505 logements (4 bâtiments de R+5 à R+10)
Consommations énergétiques
Consommations chauffage et ECS (2007 – 2408 DJU) :
[selon arrêté du 24 mai 2006]
Ensemble des travaux :
Coût des travaux
(valeur 1999)
1 530 k€ HT, soit :
122 kWhep/m²shon/an
41 € HT/m²shab
Honoraires :
273 k€ HT, soit :
7 € HT/m²shab
Production d’eau chaude solaire :
631 k€ HT, soit :
17 € HT/m²shab
Production photovoltaïque :
82 k€ HT, soit :
2 € HT/m²shab
Autres travaux thermiques :
543 k€ HT, soit :
14 € HT/m²shab
Les points forts de l’opération :
 Mise en place de capteurs solaires pour le préchauffage de l’eau chaude.

Installation d’une production électricité photovoltaïque.
 Isolation thermique des pignons.
 Isolation thermique en sous-face de planchers.
 Remplacement des menuiseries avec double vitrage et PVC.

Fermeture des loggias.
Le point de vue de l’organisme :
Cette opération s’est inscrite dans le cadre d’une opération de
Développement Social des Quartiers (DSQ). Le programme
européen THERMIE a permit de centrer l’opération sur la
récupération de l’énergie solaire sous ses deux formes thermique
pour la production d’eau chaude et photovoltaïque pour la production d’électricité. L’électricité produite a été
utilisée, dans un premier temps, pour les usages communs d’électricité faute d’accord sur la convention de
rachat d’électricité, puis revendu à la régie d’électricité de Grenoble après la finalisation de contrats de rachat
plus favorables. Parallèlement, une opération d’amélioration et de rénovation traditionnelle a été entreprise :
isolation thermique des pignons, reprise des menuiseries et fermeture des loggias.
Détail des travaux réalisés et conséquences en matière d’efficacité énergétique :
•
Production d’eau chaude solaire :
Installation de 4 champs de panneaux solaires thermiques de 705 m² inclinés de
43° et orientés plein sud. Ils assurent le réchauffage de l’eau chaude sanitaire et
participent à la compensation des pertes de bouclage. Le stockage est assuré par
3
cinq ballons dont le volume total est de 42 m . Ils sont situés en sous-station en
sous-sol des immeubles. L’appoint est effectué par un échangeur alimenté par le
réseau de chaleur urbain. L’installation est suivie par un système de télégestion.
•
Production d’électricité photovoltaïque :
Installation de 3 champs de capteurs photovoltaïques d’une surface totale de 95
m². Ils sont installés verticalement sur un pignon orienté plein sud. La puissance crête maxi est de 9,9 kWc.
L’énergie électrique est convertie en 220 V alternatif par six onduleurs. Les premières années, l’énergie
produite a servi à alimenter en électricité les parties communes de l’immeuble attenant. Le contrat de
revente d’électricité a pu être finalisé et, depuis deux ans, l’électricité est maintenant réinjectée sur le réseau
de distribution publique.
L’installation est suivie par un système de télégestion.
Les performances ont été mesurées la première année d’exploitation. La production totale s’est élevée à :
5 990 kWh pour une irradiation totale de 925 kWh/m².
•
Remplacement des fenêtres existantes : Elles ont été remplacées par des fenêtres en PVC équipées de
double vitrage. Les loggias situées au sud ont été fermées.
•
Travaux d’isolation thermique : Isolation des pignons, des sous faces de planchers bas selon les exigences
de l’époque.
Appréciation générale :
Le
système
de
production
thermique solaire permet d’assurer
le préchauffage de l’eau chaude
sanitaire.
Le taux de couverture solaire de
43% annoncé ne représente que :
26
3
kWh/m ,
sur
des
besoins
3
théoriques de : 59 kWh/m . Sur les
deux
dernières
production
solaire
années,
la
thermique
mesurée a été de 354 MWh (2006)
et de 364 MWh (2007). Si l’on se
réfère à un ratio couramment utilisé
pour un réseau de chaleur de 90
kWh thermique pour réchauffer un
m3 d’eau, le taux de couverture doit être ramené à : 28% pour intégrer les pertes de la boucle d’eau chaude.Les
autres travaux d’amélioration de l’efficacité énergétique sont trop ponctuels et réalisés sans objectif affirmé de
renforcement des performances énergétiques. Les travaux ont été réalisés selon les standards d’une époque où
le baril de pétrole était de l’ordre 10 à 20 $ (2001). La valeur de : 122 kWhep/m²shon obtenue en 2007 pour le
chauffage et l’eau chaude se situe dans les standards de performances de logements des années 1960
réhabilités thermiquement.
Les résultats sont donc relative-ment modestes (122 kWhep/m²shon contre une valeur médiane du parc social de
²
140 kWhep/m shon). Mais les investissements ne sont que de 1,5 k€1999 par logement, contre une estimation de 15
à 20 k€2008/logement pour réaliser une réhabilitation thermique complète.
1 à 6, square Jean-Pierre TIMBAUD - 93000 MONTREUIL
Office Public de l’Habitat MONTREUILLOIS
Date réhabilitation
Zone géographique
Usages
Taille
Occupation
Consommations
énergétiques (*)
Coût de la
réhabilitation
2001 – Immeuble livré en 1969 – Date de visite du site & photographies : 16 mai 2008
Nord-est de Paris – Opération en ZUS à Montreuil – Quartier La Noue DJU trentenaires : 2636.
Habitat résidentiel à vocation sociale. Immeuble RJ+RC+4. Les niveaux rez-de-jardin et rezde-chaussée sont occupés par des activités commerciales ou socioculturelles. Les 4 niveaux
supérieurs sont occupés par des locataires de l’OPH.
Six entrées d’immeubles sur six niveaux dont quatre utilisés en logements.
52 logements locatifs de 4500 m² de surface habitable (SHON estimée : 5 400 m²).
2 niveaux occupés par des activités annexes (SHON = 2 200 m²)
Consommations chauffage (2003 – DJU : 2308) : 83 kWhep/m²shon/an [-37% sur 2000 pour
2255 DJU] (Selon arrêté du 6 mai 2006)
Ensemble des travaux :
77,5 € HT/m² SHAB
Dont : Isolation par l’extérieur :
45 € HT/m² SHAB
Fermetures extérieures :
20 € HT/m² SHAB
Fermetures balcons (partiel) :
8 € HT/m² SHAB
[98 €/logements traités]
VMC hygro-réglables (partiel) : 0,5 € HT/m² SHAB
[6 €/logements traités]
Création sous-station :
4 € HT/m² SHAB
(*) L’immeuble traité appartient à un ensemble raccordé à une même sous-station avant travaux : la contribution de l’immeuble avant travaux
est estimée à 33% des consommations de chauffage. Les consommations sont fortement influencées par l’occupation aléatoire des activités
annexes.
Les points forts de la réhabilitation :
 Une isolation par l’extérieur en
bardage avec laine de verre
de
10 cm
(façades
et
pignons).
 Le
remplacement
des
fermetures extérieures par des
fermetures en PVC avec
double
vitrage
faiblement
émissif et lame d’Argon.
 La fermeture des balcons sur une travée (partiel :
4 logements concernés).
 La mise en place d’une ventilation hygro-réglable en
remplacement de la VMC traditionnelle (partiel).
 La création d’une sous-station propre à l’immeuble
traité pour permettre l’adaptation aux nouveaux besoins de l’immeuble.
Le point de vue de l’organisme :
La réhabilitation conduite dans le cadre du projet européen «Regen Link» a permis d’aller au-delà des
pratiques habituelles de la réhabilitation en logement social et d’obtenir ainsi des résultats dans l’ensemble
conformes aux attentes de l’organisme. Notamment, il a été possible de réduire les charges locatives grâce
à
une
réduction
de 30% du poste de fourniture de chauffage [poste R1] et de contribuer ainsi à la réduction des émissions
de CO² (76 tonnes de CO² économisés chaque année). Le confort des locataires a été sensiblement
amélioré avec la réduction des effets de paroi froide, et, pour certains d’entre eux, grâce à l’adjonction d’une
surface de vie supplémentaire avec la fermeture des balcons qui sont utilisés, en mi-saison, pour
agrémenter leur environnement (pots de fleur, verdure). Pour l’organisme, le changement a été positif avec
l’amélioration de l’image de l’organisme auprès de ses partenaires, avec les autres actions menées sur le
thème du Développement durable. Compte-tenu d’une capacité d’investissement limité certains traitements
n’ont pu être réalisés sur l’ensemble de l’immeuble (vérandas) ou ont été reportés (toiture et planchers bas).
La complexité technique du réseau de distribution de l’eau chaude sanitaire n’a pas permis de réaliser
d’intervention efficace sur ce poste.
Détail des travaux réalisés et conséquences en matière d’efficacité énergétique - avis d’expert :
• Isolation par l’extérieur :
Description : L’isolation des pignons et des façades est réalisée par l’extérieur avec 10 cm de laine de
verre et la protection de l’isolant est assurée par un bardage à base de matériaux recyclés.
•
•
Avis : Compte tenu de l’existence d’éléments de façade présentant une saillie importante et,
probablement d’une volonté architecturale, la protection par bardage est fortement éloignée de la façade
initiale générant ainsi des surcoûts élevés du système d’accrochage de l’isolant à la façade et,
entraînant une forte augmentation des épaisseurs de tableau des fenêtres dont les conséquences sont
décrites ci-dessous.
Remplacement des fermetures extérieures :
Description : Les fenêtres existantes ont été remplacées par des fenêtres en PVC équipées de doubles
vitrages avec revêtement à faible émissivité réduisant les émissions de chaleur par rayonnement et
disposant d’une lame d’Argon afin de réduire les déperditions par conduction de la lame de gaz entre les
deux vitres.
Avis : Cette disposition innovante à l’époque des travaux est devenue aujourd’hui la norme en
réhabilitation.
Fermetures des balcons :
Description : Une colonne de 4 balcons de 2 m² situés en saillie et constitués d’une simple dalle en
béton et d’un garde-corps métallique ont été habillés sur les trois faces d’une protection vitrée amovible :
fenêtres vitrées battantes sur les petits cotés et fenêtre vitrée coulissante avec une partie battante sur le
grand côté. La structure de support de l’ensemble est métallique et permet de recouvrir l’extrémité de
dalle des balcons.
Avis : Les gains de ce dispositif sont de natures diverses :
o Captage de l’énergie solaire reçue sur une surface de 5 m² par logement utilisée pour
réchauffer l’air neuf entrant (bouche d’entrée d’air de 30 m3/h), à la condition que les ouvrants
du balcon ne soient pas ouverts : un cas constaté lors de la visite, mais en fin de période de
chauffage). Partie non négligeable de l’énergie solaire perdue par le masque généré par la tour
R+16 situé au sud-est de la colonne de balcons traités.
o Espace tampon permettant de limiter les déperditions de la porte-fenêtre du séjour, et des
parois opaques insérée entre espace fermé et séjour sous réserve d’un comportement adapté
du locataire.
o Traitement partiel du pont thermique important généré par le balcon en saillie se comportant en
radiateur de 4 m² de surface d’échange.
Mais, la contribution de ce dispositif qui ne concerne que 5% des surfaces chauffés et l’impact - même
s’il est significatif -, ne peut se déterminer sur les consommations globales mesurées.
De plus, les gains à attendre en situation favorable doivent être minorés – ici - :
o d’une part, par la présence d’une tour R+16, située au sud-est de la façade sud générant une
ombre portée (voir photos de façade en page 1) sur le quart de la façade sud pendant environ
4h (temps de balayage de l’ombre sur l’ensemble de la façade),
o d’autre part, par l’épaisseur très importante des tableaux de fenêtres (~ 50 cm) limitant
fortement l’apport lié à l’ensoleillement lorsque le soleil est haut (mi-saison) et lorsqu’il présente
un angle élevé par rapport à la perpendiculaire à la façade sud, donc en début et fin de journée.
•
Ventilation hygro-réglable :
Description : Remplacement des bouches d’extraction par des bouches hygro-réglables, mais
uniquement sur une seule colonne de 4 logements.
Avis : La contribution de ce dispositif qui ne concerne que 5% des volumes chauffés est non mesurable.
•
Création d’une sous-station :
Description : Un piquage sur le secondaire du chauffage urbain a été réalisé pour individualiser la
conduite du chauffage. Une vanne 3 voies permet de réguler indépendamment le chauffage en fonction
de la température extérieure. Le réseau de l’immeuble traité est équipé d’un sous-compteur d’énergie
thermique utilisé pour la répartition des charges de chauffage.
Avis : Compte tenu de la réduction sensible des déperditions, cet équipement permettant de baisser la
courbe de chauffe parait indispensable à l’obtention des performances attendues. Le constat fait la
première année d’une température élevée (23°C) dans les logements démontre que ce dispositif n’est
pas suffisant et devrait être complété systématiquement par un calcul de l’équilibrage hydraulique et une
modification systématique de l’équilibrage des vannes de réglage des radiateurs afin d’adapter leur
émission aux nouvelles déperditions.
•
Exploitation du chauffage :
Description : L’immeuble est alimenté par le réseau de chaleur de Bagnolet- Montreuil alimenté par un
mix fuel-charbon. Le primaire du réseau de chauffage urbain est exploité par la société ELYO pour le
compte de la SCBM. Le secondaire est géré par la régie de chauffage de l’Oph (service interne en
charge de l’exploitation).
Avis : L’augmentation des tarifs de l’énergie justifie l’augmentation du personnel d’exploitation –
notamment sur le réseau secondaire - afin de mieux maîtriser les niveaux des températures intérieures.
Le gain potentiel est supérieur à 20% pour ramener la température moyenne de 23°C à 20°C à
comparer au 25% obtenus sur les consommations de chauffage avec un investissement de 185 .000 €.
Avis général : Le manque de financement a conduit à reporter certains travaux ou à les limiter a quelques
logements. Cet état de fait ne permet malheureusement pas de tirer tous les enseignements de cette opération.
Contact : Alain BESCOU (responsable technique de l’OPH Montreuillois). Tél : 01 49 20 36 03
Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant senior d’Habitat & territoires conseil)
Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : [email protected]
Lycée Jean Jaurès à Saint-Clément de Rivière dans l'Aude (34)
Maîtrise d'ouvrage : Conseil Régional du Languedoc-Roussillon
Maître d'œuvre : Agence Pierre Tourre
Bâtiment d'enseignement
D (principe architectural de
« boîte » également
adopté pour les bâtiments
A, B et C)
Plan du site (hors logements
situés plus au Nord
Date de livraison
Septembre 2003 (2006 pour les bâtiments hors programmes E et F)
Zone géographique
Zone d'activité au nord du village de Saint-Clément de Rivière.
Terrain de 5 hectares au sommet d'une colline de garrigue et de pin avec vue
sur le Pic Saint Loup.
DJU trentenaire : 1774
Usage
Le site comporte des bâtiments d'enseignement (bâtiments A à F), de
restauration, un internat, un bâtiment de sport, un bâtiment de services de
maintenance et des logements de fonction.
Taille
Les bâtiments A, B, C, et D, l'internat et les logements de fonction sont à deux
niveaux. Tous les autres bâtiments sont de plain pied.
Surfaces : SHON de 15000 m² et SU de 11418 m².
Occupation
Le lycée accueille près de 1400 élèves, proche de sa capacité maximale
d'accueil. 10% d'entre eux sont logés sur place en internat.
Consommation énergétique En 2007 tous usages confondus : 2072 MWhEP/an soit 138 kWhEP/m²SHON/an
Coût de la construction
21.740.000 € HT soit 1450 € HT/m²Shon
Des solutions pour la ventilation, l'éclairage naturel et la maîtrise des déperditions thermiques

Un système de ventilation naturelle original s'inspirant du « puits
provençal » : la ventilation des bâtiments d'enseignement B, C, D, E et F
est naturelle. L'air circule au travers d'un double plancher en béton puis
est évacué par des tourelles avec registres motorisés asservis à la
température et au vent.

Une exploitation optimisée de l'éclairage naturel : l'orientation nordsud des bâtiments d'enseignement, l'importance des surfaces vitrées,
l'utilisation d'étagères à lumière, les « casquettes » au rez-de-chaussée,
l'éclairage en second jour des classes par des édicules vitrés sont autant
d'éléments qui contribuent à une diffusion homogène de l'éclairage naturel
et au confort toutes saisons.
Des enveloppes bâties contribuant à la maîtrise des déperditions
thermiques : les bâtiments occupés en permanence (logements de fonction
et internat) sont isolés par l'extérieur au bénéfice d'une bonne inertie thermique et de ponts thermiques réduits.
Les bâtiments d'enseignement sont isolés par l'intérieur mais l'isolation n'est pas interrompue par les
cloisonnements. Les fenêtres sont en aluminium à rupture de pont thermique.
Description du système de ventilation
Le système de ventilation naturelle du lycée Jean Jaurès a été mis en place
dans les salles de classes des bâtiments B, C, D, E et F. Ailleurs ce système
ne pouvait être mis en place notamment en raison des fonctions abritées
(cuisine, salles de sciences, locaux fumeurs, ...).
L'air neuf est introduit en sous-face des préaux (en sous-face des vides
sanitaires dans le cas des bâtiments E et F) et circule dans un double
plancher (béton et bac acier collaborant) avant de déboucher dans les classes
au travers de grilles au sol disposées le long des fenêtres. Puis il est aspiré
dans les circulations via des caissons acoustiques et extrait par des tourelles
à hélices de type Edmonds uniquement activées par le vent.
Le débit d'air est régulé par des registres asservis au système de Gestion
Technique du Bâtiment (GTB) en fonction de la vitesse du vent uniquement.
Les élèves considèrent les salles comme étant particulièrement fraîches en
hiver, notamment celles exposées au Nord. Ce problème dû au
dysfonctionnement des registres qui ne répondaient pas à la GTB aurait été
résolu.
En période chaude, les simulations affichent un écart de température par rapport à l'extérieur compris entre 3 et
6°C. Le rafraîchissement est perçu comme étant efficace.
Enveloppe des bâtiments
A l'exception de la salle de restauration qui dispose d'une structure
métallique, les autres bâtiments ont une structure en béton armé. Les
logements de fonction et l'internat comportent une isolation extérieure.
En revanche les bâtiments d'enseignement sont moins bien traités. L'isolation
est intérieure (type « Pregyroche » 9+1). Leurs toitures sont isolées par 12
cm de polystyrène et les planchers disposent une isolation périphérique de
6cm d'épaisseur sur 1,2m. Les menuiseries aluminium sont disposées au nu
intérieur. Mais surtout les débords en béton des bâtiments A, B, C et D
constituent d'importants ponts thermiques, augmentent les déperditions et les
consommations énergétiques pour le chauffage.
U murs
0,39
U toit
0,27
U menuiseries extérieures
2,4
K moyen (RT 88)
0,49
U bât réf (RT2000) externat
-11%
U bât réf (RT2000) internat
-14%
Éclairage naturel
Un des objectifs visé par le maître d'ouvrage a été d'obtenir un facteur de lumière du jour de 1,8%, plus que
suffisant en climat méditerranéen. L'obtention de cette performance ne s'est pas faite au détriment du fond des
salles qui bénéficie d'un éclairement naturel satisfaisant ne nécessitant pas d'éclairage artificiel d'appoint.
L'homogénéité de l'éclairement a été obtenue par l'utilisation d'étagères à lumière disposées sur les façades
exposées au Sud et par des édicules vitrés sur les deux faces éclairant les circulations et indirectement les
salles de classes à l'étage.
Toutefois l'installation de rideaux laisse penser qu'il y a des risques d'éblouissement en saison froide.
Consommation d'énergie
Les consommations d'énergie (en kWhEP/m²SHON/an) relevées sur factures en 2007 et réparties par nature
d'énergie sont de 79 pour le gaz et 59 pour l'électricité soit un total de 138 kWhEP/m²SHON/an.
La consommation de gaz comprend le chauffage et la production d'ECS mais aussi l'alimentation des
équipements de cuisine de la restauration. En réalité, les mesures effectuées en 2005 révèlent une
consommation de chauffage de 39 kWhEP/m²SHON/an et celle pour la production d'ECS de 21 kWhEP/m²SHON/an .
La consommation de chauffage paraît particulièrement remarquable, y compris par rapport aux réalisations
récentes. Toutefois la prudence est de mise dans l'interprétation des chiffres parce qu'il existe une fluctuation
assez importante entre la consommation de gaz entre 2005 (79 kWhEP/m²SHON/an) et 2007 (60 kWhEP/m²SHON/an).
La production d'ECS solaire en appoint dans les logements et l'usage généralisé de lampes basse
consommation asservies à la GTB et à des détecteurs de présence contribuent à réduire la consommation
d'énergie.
Contact
Gestionnaire du lycée, M. Tallangrand
Tél : 04.67.63.61.50
Groupe scolaire Ludovic Massé à Perpignan dans les Pyrénées-Orientales (66)
Maître d'ouvrage : Ville de Perpignan
Maître d'œuvre : Jaume Freixa et Philippe Pous
Date de livraison
Été 1996
Zone géographique
Quartier périurbain de la porte d'Espagne au sud de Perpignan.
L'opération a été réalisée sur une terrain de 1,2 Ha dans un souci de
valorisation du site (zone mi-rurale mi-urbaine avec vue sur le Canigou).
DJU trentenaire : 1571
Usage
Enseignement primaire et maternelle
Taille
Groupe scolaire constitué d'une école maternelle de 4 classes et d'une école
primaire de 8 classes. La quasi totalité de l'établissement est de plain pied.
Surfaces : SHON de 2580 m² et SU de 2342 m² (1820 m² de classes)
Occupation
Capacité d'accueil de 300 élèves.
Consommation énergétique La consommation d'énergie est exclusivement électrique
Exprimée en kWhEP/m²SHON/an :
En 2005 : 158,80 ; En 2006 : 139,45 ; En 2007 : 102,68
Coût de la construction
10,3 MF HT (hors VRD et espaces verts) soit 610 € HT/m²SHON
Des solutions pour l'éclairage naturel et le confort thermique

Une utilisation optimale de l'éclairage naturel : Tous les
espaces sans exception bénéficient de l'éclairage naturel en
particulier grâce à l'utilisation de puits de lumière ou de sheds
(éclairage en second jour des locaux d'enseignement).
Les locaux d'enseignement sont orientés Nord-Sud et Est ce
qui est favorable aux apports de lumière naturelle.

Un confort thermique soigné : L'enveloppe constituée de
doubles murs et d’un cloisonnement en béton plein bénéficie
d’une inertie lourde. Le plancher rayonnant électrique permet
une température d'ambiance homogène et le préchauffage de
l'air neuf évite les courants d'air froid. La combinaison des deux
améliore le confort thermique.
Une enveloppe à forte inertie thermique
L'enveloppe de l'établissement repose sur le principe du double mur. Elle est constituée de l'intérieur vers
l'extérieur d'un mur porteur en béton, d'une isolation, d'un lame d'air et d'un parement de brique autoporteur.
L'utilisation d'une enveloppe à forte inertie thermique est associée à l'utilisation de cloisons et murs de refends
lourds dans une approche globale de régulation thermique. En particulier, la limitation des apports solaires
associée à l’inertie lourde, assurée par les murs et les planchers en béton, permettent d’écrêter les pics de
chaleur et de garantir un bon confort thermique en été.
Une utilisation optimale de l'éclairage naturel
Le Groupe scolaire Ludovic Massé est particulièrement
remarquable par son exploitation de l'éclairage naturel. Des
puits de lumière sont utilisés aussi bien dans certains locaux
de la maternelle que dans des locaux aveugles habituellement
éclairés artificiellement. Ici les sanitaires sont éclairés par des
puits de lumière qui bien que de dimensions limitées (un
carreau de faux-plafond 60x60) semblent suffisants par temps
ensoleillé.
Les locaux d'enseignement bénéficient d'un double apport en
lumière naturelle, par les façades et second jour par des sheds recouvrant les
circulations ce qui est de nature à améliorer l'homogénéité de l'éclairage.
Toutefois des rideaux ont été mis en place après réception dans les salles
d'enseignement exposées au Nord, probablement pour éviter un
éblouissement possible.
Afin de limiter le recours à l’éclairage artificiel celui-ci est asservi au système
de gestion technique centralisée.
Des stores brise-soleil relevables et à lames orientables permettent de gérer les apports de lumière naturelle
et les apports solaires.
Un choix de chauffage d'appoint par le sol
Le chauffage est assuré par deux systèmes complémentaires reliés à une GTC : l’air neuf pour l’hygiène est
pris en façade et préchauffé par des ventilo-convecteurs (batterie électrique) et un plancher rayonnant
électrique. Ce dernier est constitué d'un isolant incompressible, d'un câblage électrique et d'une chape
d'enrobage de 6 cm d'épaisseur.
Le plancher rayonnant électrique est mis en marche aux heures creuses le matin avant l'occupation des
locaux et ponctuellement l'après-midi si le besoin se fait sentir. Ce fonctionnement est, a priori, contestable sur
le plan de l'efficacité énergétique. D'une part, la faible épaisseur de la chape d'enrobage laisse penser que sa
capacité d'accumulation de chaleur est insuffisante. D'autre part, il faut gérer la contrainte du décalage entre
les heures creuses et la période optimale de restitution de chaleur lorsque les locaux sont occupés.
La maîtrise d'œuvre précise cependant que « ce n'est pas tant l'inertie de l'émetteur qui fait effet de
déphasage mais l'inertie lourde d'un bâtiment à ossature béton ».
En tenant pour acquis le respect des températures de consigne (régulation par GTC), il faudrait vérifier si le
chauffage direct ne serait pas plus efficace sur le plan énergétique que le fonctionnement actuel
vraisemblablement dicté par des préoccupations tarifaires.
Consommation d'énergie
L'énergie consommée est exclusivement électrique. L'électricité est principalement consommée par les
ventilo-convecteurs (puissance installée : 62 kW), le plancher chauffant (puissance installée : 150 kW), la
production d'ECS, les équipements de restauration (chaîne froide), l'éclairage et les autres usages
(bureautique, ...). La consommation moyenne sur les trois dernières années est de 133,54 kWhEP/m²SHON/an
constitue une performance remarquable pour un bâtiment avec chauffage par effet Joule.
Précisons que cette performance est atteinte malgré la présence d'un mur de plusieurs mètres de long à
ossature métallique et remplissage par pavés de verre, justifié d'un point de vue architectural, mais présentant
d'importants ponts thermiques.
Reste qu'il serait intéressant de connaître le gain énergétique et économique que pourrait apporter l'utilisation
du plancher rayonnant électrique en chauffage direct.
Contact
Mairie de Perpignan
Jean-Philippe Loubet, responsable du service Mission d'économie d'énergie
Tél : 04.68.66.31.98
Bâtiment Salvatierra à Rennes dans l'Ille et Vilaine (35),
Maîtrise d’ouvrage : Coop de Construction ; Architecte : M Barrier
Date de livraison
Zone géographique
Usage
Taille
Occupation
Consommation
énergétique
Coût de la construction
Octobre 2001
Situé au Nord Ouest de Rennes, dans la zone d'aménagement concerté
Beauregard Zone climatique H2a, DJU trentenaire 2413
Résidentiel neuf composé de 43 logements à caractère social
6 niveaux: garage au sous sol, logements R+5; SHAB: 3100 m², shon : 3869
m².
Les logements sont occupés en permanence.
184 kWhep/m²shon/an. Selon les mesures effectuées par l'INSA de
Rennes (120 kWhep/m²shon/an prévus par le programme CEPHEUS)
1020€ HT par m² Shab (travaux et honoraires) soit 835 euros HT/m²shon
Forte isolation, inertie et étanchéité à l'air de l'enveloppe du bâtiment
 Une enveloppe isolée par l'extérieur (mur de
bauge 50cm d'épaisseur au Sud sinon
isolation par 20 cm de laine de chanvre). La
pièce de vie principale de chaque appartement
est orientée au Sud.
 Le système chauffage aéraulique est
réalisé par une VMC double flux avec
échangeur relié à une batterie à eau chaude
alimentée par le réseau de chauffage urbain.
Des
chauffages
d'appoint
électriques
complètent ce système.
 La maîtrise des usages et mise en œuvre:
une attention particulière a été apportée à
l'étanchéité à l'air du bâtiment. Une
coopérative d'achat de matériel de classe
énergétique performante a été crée afin de
limiter les consommations des ménages.
détail bauge devant refend
Une consommation dépassant les objectifs en hiver mais un bon confort d'été
Jugée globalement satisfaisant, le confort thermique du bâtiment présente néanmoins des hétérogénéités.
En hiver, la température de soufflage de la ventilation limitée à 18°C entraîne l'utilisation d'appoints
électriques, dégradant la consommation en énergie primaire du bâtiment.
En été, la présence de protections solaires extérieures, l'inertie des matériaux choisis et leur épaisseur (50
cm de bauge au Sud sur les quatre premiers niveaux) autorise un bon confort (27°C mesurés dans les
appartements des quatre premiers niveaux au plus fort de la canicule de 2003). L’épaisseur de 50 cm
permet de déphaser les pics de chaleurs sur plusieurs jours jusqu’à 12 jours.
Contact : M Croc Coop de construction
Enveloppe
Bâtiment en R+5 implanté selon un axe Est Ouest présentant de larges ouvertures sur les pièces de vie
principales toutes orientées au Sud.
CETE OUEST septembre 2008
1/2
La structure générale du bâtiment est réalisée en béton banché (voiles de 20 cm d’épaisseur entre
logements et voile de 18 cm à l’intérieur des logements) et planchers intermédiaires avec dalle en béton
armé.
L'isolation et l'inertie des quatre premiers niveaux de la façade Sud sont assurés par une constitution des
murs en bauge (blocs manufacturés constitués d'argile et de paille, de 50 centimètres d'épaisseur 70 cm de
haut et 60 à 100 cm de long pour un poids de l'ordre de 600 kg; U=0,75W/m²K). Les autres façades à
ossature bois intègrent un isolant composé de 20 cm de laine de chanvre, matériau également utilisé pour
l'isolation de la toiture et du plancher bas sur sous sol (selon la même épaisseur).
A part les 4 premiers niveaux de la façade Sud, les faces extérieures des murs sont protégées par des
bardages bois ou composite bois ciment. Les parements intérieurs sont faits de placoplan (cloison de 5 cm
constituée de deux plaques de plâtre et d’une structure alvéolaire de carton).
Afin d’éviter les pertes par infiltration, l’accent est mis sur une étanchéité à l'air élevée de l’enveloppe
garantie par une démarche associant des mesures en cours de chantier et en fin de chantier, avec une
détection des fuites et leur correction (reprise de joints mastic…)
Les baies sont équipées de menuiseries bois et de double vitrage peu émissif à lame d’argon.
Système énergétique pour le chauffage, la ventilation d’hygiène et l'eau chaude sanitaire
Les pertes de chaleur dues au système de ventilation sont limitées grâce à la récupération de chaleur sur
l’air extrait via un échangeur d'un rendement de 80%. Le chauffage est assuré par brassage d’air. L'air est
réchauffé en un point par le réseau de chaleur urbain, basé sur l'incinération des déchets.
La recherche d’une inertie forte et la conception bioclimatique (forte inertie des murs en bauge au Sud et
protections solaires créés par les balcons des quatre premiers niveaux de cette même façade) du bâtiment
doivent permettre de s’affranchir de la climatisation.
L’eau chaude sanitaire est assurée en priorité par des capteurs solaires placés sur la partie sud de la toiture.
Cette installation a été dimensionnée pour fournir environ 50 % des besoins d’eau chaude sanitaire (ECS).
Elle se compose de 80 m2 de capteurs, complétés par l'appoint de la sous-station reliée au réseau de
chaleur urbain.
Qualité d’usage et de fonctionnement
Les logements vont du F2 au F6 duplex (au 4 et 5ème étages) pour des superficies allant de 46 à 117 m².
Il ressort que le comportement thermique du bâtiment en hiver est hétérogène d'un appartement à un autre,
voire d'une pièce à l'autre au sein d'un même appartement. Ceci est lié à l'orientation de l'appartement voire
à son taux d'étanchéité à l'air et/ou le système de chauffage à air (les duplex sont ainsi défavorisés avec des
inerties différentes entre les niveaux et une moins bonne étanchéité). L'ambiance thermique nécessite ainsi
un complément réalisé par des chauffages d'appoint électriques.
Un effort particulier a été fait pour maîtriser la consommation d’électricité liée à l'équipement des foyers,
notamment en créant une coopérative d'achat de matériel de classe énergétique performante.
D'autre part, selon une majorité d'occupants les gaines de chauffage véhiculent et produisent des nuisances
sonores.
La consommation
Sur la période octobre 2002 - octobre 2003, la consommation d’énergie relevée pour le chauffage s’élève à
41,2 kWhep/m² shon (consommation et pertes réseau), ce qui, bien qu'étant supérieur aux objectifs du
programme CEPHEUS (15kWh/m²/an), demeure inférieur aux consommations standards pour des
bâtiments de logements collectifs.
Les DJU sur la saison sept 2002- juin 2003 s’élèvent à 2047 pour 2413 DJU trentenaires.
Pour la même période, la consommation d’énergie relevée pour l’électricité est de 109 kWh ep/m²shon. Celleci se répartit de manière équivalente entre les parties communes et les logements.
Commentaires
L'isolation par l'extérieur permet de réduire les ponts thermiques et, associée à une bonne étanchéité à l'air
du bâtiment, limite les déperditions énergétiques.
La forme du bâtiment permet d'optimiser les apports solaires. Néanmoins elle induit des longueurs de
réseaux de distribution hydrauliques et aérauliques qui, associées à un calorifugeage insuffisant engendrent
des pertes thermiques conséquentes.
La consommation électrique élevée dans les parties communes s'explique par le fonctionnement des
ventilateurs du système de chauffage aéraulique par VMC double flux. (20 kWh/m²/an)
Concernant les habitants, l’utilisation d’appareils ménagers économiques a été favorisée par création d’un
groupement d’achat. De plus, les ménages ont été sensibilisés aux économies d'énergies grâce à des
campagnes de communications.
CETE OUEST septembre 2008
2/2
Maison à Saturargues dans l'Hérault (34)
Maître d'ouvrage : Famille Martin-Savary
Maître d'œuvre : Xavier Belhomme
le
Vue sur l'angle SudOuest
(terrasse
exposée
Ouest)
Date de livraison
Septembre 1995
Zone géographique
Zone pavillonnaire de Saturargues à 20 km au Sud-Ouest de Nîmes
DJU trentenaire : 1774
Usage
Résidentiel neuf
Taille
Bâtiment sur deux niveaux
SHON : 148 m² ; Surface habitable : 125 m²
Occupation
Famille de quatre personnes
Consommation énergétique
Consommation moyenne sur cinq ans estimée à 67,6 kWhEP/m²/an
Coût de la construction
99 092 € TTC (hors VRD et espaces verts) soit 545 € HT/m²SHON
Description générale de la maison
A l'exception du garage isolé par l'intérieur et qui fait également
office de bureau, la maison est isolée par l'extérieur. Les murs
sont constitués de l'intérieur vers l'extérieur d'une enduit plâtre,
d'aggloméré creux de 20 cm avec isolation extérieure
polystyrène de 60mm et enduit hydraulique monocouche.
Globalement les ouvrants sont bien dimensionnés et permettent
une gestion équilibrée des apports solaires ou de lumière
naturelle en toutes saisons. En particulier, la façade Nord
comporte des fenêtres de taille plus réduites (par exemple 80cm
de hauteur au lieu de 1,10 m) dans un soucis de moindre
déperditions.
La maison associe un puits climatique et une serre orientée sud
pour assurer partiellement un chauffage et un refroidissement
passif. Le fonctionnement type consiste en été, à souffler
directement l’air du puits canadien dans le logement tandis que
la serre est largement ventilée. En hiver, l’air passe du puits
canadien vers la serre avant d’être soufflé dans le logement (cf
illustrations ci-contre extraites du rapport « Qualité
environnementale des bâtiment en Languedoc-Roussillon »
réalisé par l'Agence Méditerranéenne de l'Environnement.)
La maison dispose également de capteurs solaires (4 m²) et de
panneaux solaires (15 m²), tous disposés en toiture. Ces
derniers ont été raccordés en 2008 alors que les capteurs
existent depuis l'origine et alimentent un chauffe eau à appoint
électrique, fait remarquable pour l'époque.
Système de chauffage
Le chauffage est assuré par une cheminée centrale à récupérateur d'air chaud au rez-de-chaussée avec
appoint par des convecteurs électriques et l'air préchauffé par le « puits canadien ». La cheminée diffuse sa
chaleur au rez-de-chaussée et à l'étage. L'air préchauffé par le « puits canadien » est soufflé dans la serre
puis dans les chambres à l'étage par une ventilation mécanique située en combles perdus. Les débits de
soufflage sont de l'ordre de 28 m3/h en régime moyen soit rapporté au volume des chambres un peu plus de 1
sondes réparties dans lee façon
volume/h. La ventilation est régulée en fonction de la température relevée par 7sept
puits, la serre, sur la façade Nord et les locaux de vie). Elle peut
et également être gérée manuellement. si le besoin s'en
Renouvellement hygiénique de l'air
Le renouvellement hygiénique de l'air est censé être assuré par le système de ventilation du puits canadien.
Mais celui-ci ne comporte pas d'extraction à l'exception de la hotte de la cuisine. Le système fonctionne donc
en surpression et l'évacuation d'air vicié se fait uniquement par les défauts d'étanchéité. Il est donc à craindre
que le renouvellement d'air ne soit pas suffisant.
La question du renouvellement hygiénique de l'air paraît moins critique en été du fait de l'ouverture des
fenêtres, de la porte fenêtre donnant sur la terrasse et du lanterneau faisant office de tirage thermique dans la
serre.
En l'absence d'éléments de mesure précis, en particulier sur l'étanchéité de l'enveloppe, il n'est pas possible
de se prononcer de façon catégorique sur le respect des exigences des règles d'hygiène.
Gestion thermique d'hiver
En hiver le fonctionnement du dispositif de puits canadien suscite quelques interrogations sur son bénéfice
tant sur le plan du confort thermique que celui de l'efficacité énergétique en raison de ce qui suit :
- il y a des pertes calorifiques dans la serre en raison d'infiltrations, notamment par une grille d'aération
donnant directement sur l'extérieur et par l'ouverture de la porte de la serre pour l'entretien des plantes ;
- le système consomme de l'énergie en faisant appel à une ventilation mécanique ;
- la serre ne dispose que d'une simple vitrage alors qu'un double vitrage aurait minimisé les déperditions ;
- le tube PVC du puits canadien est enterré à 1m alors qu'il devrait être enterré à au moins 1,5m mais il a fallu
composer avec une sous-sol en roche très dure ;
- une maison voisine forme un masque sur la serre ce qui réduit les apports solaires.
Gestion thermique d'été
En été le puits canadien est une vraie source de confort car l'air ne transite pas par la serre et toute forme
d'infiltration est évitée. Le gain estimé est de 2 à 5 °C.
La chaleur accumulée dans la serre est évacuée via une ouverture qui fait office de tirage thermique mais ses
dimensions paraissent réduites (55cmx78cm) pour être réellement efficace.
On remarque que deux chambres ont des fenêtres donnant sur la serre mais également sur l'extérieur ce qui
permet de les aérer sans récupérer la chaleur de la serre.
Consommation d'énergie
Le soufflage de l'air préchauffé, les convecteurs, l'eau chaude sanitaire font appel à l'électricité mais de
manière partielle pour l'eau chaude sanitaire produite aussi grâce à un système solaire en toiture dit « à
éléments séparés », comprenant un ballon électro-solaire de 300 litres et des capteurs Clipsol de type « Héliotoiture » installés au Sud (4 m²). La consommation électrique moyenne relevée au cours des cinq dernières
années est 1665 kWh/an. Rapporté à la surface hors œuvre nette on obtient : 29 kWhEP/m²/an.
Les capteurs solaires couvrent en totalité les besoins en ECS en moyenne six mois de l'année (d'avril à mai).
La consommation de chauffage comprend également le chauffage au bois, à savoir 4 stères par an. La
consommation a été estimée à 5720 kWh/an1 soit 38,65 kWhEP/m²/an.
La consommation totale est donc estimée en moyenne sur les cinq dernières années à 67,65 kWhEP/m²/an ce
qui constitue une bonne performance pour l'époque et même aujourd'hui.
Il faut toutefois relativiser ce chiffre. D'abord parce que le comptage des stères est aléatoire suivant la coupe
du bois. Ensuite parce que les 5720 kWh de consommation de bois (1430 kWh par stère) se situent dans la
fourchette basse des chiffres affichés dans la certification NF bois chauffage2. Dans le cas le plus défavorable
(bois à faible puissance calorifique intérieur) la consommation totale serait de 83 kWh EP/m²/an. En outre il faut
prendre en considération le fait que le confort apparaît un peu juste pour des occupants plus sensibles que les
hôtes ce qui pourrait signifier que le chauffage est peu sollicité.
Contact
M. Savary, Tél : 04.67.86.02.90
1
Source : rapport « Qualité environnementale des bâtiment en Languedoc-Roussillon » réalisé par l'Agence Méditerranéenne de l'Environnement
2
L'étiquette de certification NF bois de chauffage affiche suivant les essences de bois et leur taux d'humidité des chiffres variant de 1250 à 2000
kWh/stère ce qui dans le cas présent représente 33,78 kWhEP/m²/an à 54 kWhEP/m²/an.
http://www.ctba.fr/document_produit/REFERENTIEL%20NF%20BOIS%20DE%20CHAUFFAGE.pdf
Réhabilitation du bâtiment D de la cité universitaire Vert-Bois
à Montpellier dans l'Hérault (34)
Maître d'ouvrage : CROUS de Montpellier, Maître d'œuvre : Archivolt Architecture
Date de livraison
2003
Zone géographique
Le bâtiment D fait partie d'un bloc de 6 bâtiments
résidentiels identiques construits à la fin des années
60. Cet ensemble est situé à proximité d'un site boisé
classé.
DJU trentenaire : 1774
Usage
Logements étudiants
Taille
Bâtiment sur quatre niveaux, SHON : 2300 m²
Occupation
Occupation toute l'année.
104 studios de 15 m², 8 T2 de 20 m² et 8 T2 de 25 m²
Consommation énergétique
Absence de comptage par bâtiment à ce jour.
Coût de la construction
1 681 490 € HT y compris installation solaire
thermique (panneaux, ballons) : 39 214 € HT
et installation solaire photovoltaïque : 28 295 € HT.
Coût au m² : 730 € HT/m²SHON
Le bâtiment D de la cité universitaire de Vert-Bois
comme point de départ d'une politique de développement durable
La cité universitaire Vert-Bois a vu le jour à la fin des années soixante. Compte tenu de la vétusté des
bâtiments et l'évolution des besoins en matière de logements, le CROUS de Montpellier a entamé une vaste
campagne de rénovation accompagnée par une politique de développement durable. La restructuration du
bâtiment D de la cité universitaire Vert-Bois réalisée en 2003 a été le point de départ de mise en oeuvre de
cette politique.
Les travaux ont porté sur la transformation de 166 chambres de 10 m² en 120 appartements de plus grande
taille (104 studios de 15 m², 8 T2 de 20 m² et 8 T2 de 25m²) avec pour objectif l'amélioration du confort
thermique, de la gestion de l'eau et de l'énergie.
Il a été décidé d'avoir recours à l'énergie solaire par la mise en place de capteurs solaires produisant pour
partie l'eau chaude et par la mise de panneaux photovoltaïques dont l'électricité est consommée sur place.
Amélioration de la performance énergétique et du confort thermique des usagers
Consommation du bâtiment D avant travaux
Il n'existe pas de comptage de consommation
d'énergie par bâtiment mais uniquement pour
Usages
Énergie consommée Consommation en
l'ensemble du site. Mais sachant qu'à l'époque sur les
kWhEP/m²/an
sept bâtiments du site six étaient identiques au
Chauffage
Gaz
214
bâtiment D, en répartissant la consommation relevée
Eau chaude
Gaz
83
en 2000 au prorata du nombre de bâtiment on obtient
une estimation approchante des consommations du
Autres usages dont Électricité
83
bâtiment D. Il s'avère que les consommations étaient
éclairage
particulièrement élevées, notamment en chauffage.
Total
380
La surconsommation d'énergie liée au chauffage s'expliquait principalement par l'absence totale d'isolation du
bâtiment et les équipements de chauffage vétustes (chaudières, réseau).
Il faut garder à l'esprit que s'il y a économies d'énergie, elles sont en partie imputables au nombre d'occupants
probablement en diminution en raison du passage de 166 chambres à 120 appartements.
Amélioration de l'isolation du bâtiment
Afin de remédier au problème d'isolation du bâtiment les murs ont été isolés par l'extérieur (10 cm de laine de
roche). Cette disposition permet d'améliorer les performances énergétiques et le confort thermique
(suppression de l'effet de paroi froide, meilleure inertie thermique pour le confort d'été). Un autre avantage
significatif dans la perspective d'agrandissement des logements est l'absence de perte de surface intérieure
par rapport à une isolation intérieure. La toiture et la sous-face du plancher sur vide sanitaire ont aussi été
isolés (15 cm en toiture). Toutefois il n'y a pas de retour d'isolation du les acrotères.
Des menuiseries PVC à double vitrage peu émissif ont remplacé les menuiseries existantes à simple vitrage.
Elles sont toutefois posées au nu intérieur.
Amélioration du système de chauffage et de ventilation
Le chauffage se fait par radiateurs.
Une des deux chaudières a été remplacée par une chaudière haute performance, l'autre ayant été conservée
pour un appoint ponctuel. La régulation du chauffage se faisait auparavant sur la totalité du bâtiment,
indépendamment de l'exposition des façades. Il existe désormais une régulation par façade qui se matérialise
par deux réseaux de chauffage, l'un desservant la façade nord et l'autre la façade sud afin de tenir compte des
apports solaires différents.
La ventilation naturelle a été remplacée par une ventilation simple flux hygroréglable.
Utilisation des énergies renouvelables :
Eau chaude solaire :
La consommation liée à la production d'eau chaude
sanitaire a été diminuée principalement grâce au
remplacement de la chaudière et la mise en place
d'une installation solaire thermique. 42 m² de capteurs
solaires sont disposés en toiture doivent en théorie
produire près des deux tiers des besoins annuels en
énergie pour l'eau chaude sanitaire (47,7 MWh/an de
besoins estimés par logiciel de simulation; 29,7
MWh/an d'apports solaires).
Capteurs thermiques et stockage solaire
Photovoltaïque :
La consommation électrique a pu être diminuée par la généralisation des équipements basse consommation
(luminaires, réfrigérateurs) et l'utilisation de 31 m² de panneaux solaires disposés verticalement sur la façade
Sud. En effet le courant produit (3,5 MWh/an) est consommé sur place via un onduleur et doit, en théorie,
couvrir 20% des besoins d'électricité pour l'éclairage.
Gestion de l'éclairage
Si globalement le confort visuel est perçu comme satisfaisant par les
occupants, la gestion de l'éclairage naturel est néanmoins perfectible. Les
volets roulants opaques ne permettent pas de moduler les apports de
lumière naturelle et la végétation grimpante qui devait participer au confort
d'été peine à remplir cette fonction faute d'une croissance satisfaisante.
Contact
Responsable patrimoine de la cité universitaire Vert-Bois, M. Valageas
Tél : 04.67.41.50.17
Ces dernières années, les préoccupations environnementales ont incité de nombreux maîtres d’ouvrage à réaliser des bâtiments qui visent une très faible consommation
énergétique. Une fois en fonctionnement ces bâtiments atteignent-ils les performances attendues ? Quelles sont les clés de la réussite ? A l’inverse quels sont les points
d’achoppement ? D’une façon générale, quels sont les enseignements à retenir ?
Ces questions sont traitées dans cette étude menée par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Dans cette optique, 28 opérations tertiaires, d’habitat
collectif et individuel ont été analysées sur l’ensemble du territoire métropolitain.
www.prebat.net