Projet pilote de communauté d’énergie renouvelable (CER) à l’école communale La Gaminerie de Lessines

Au-delà des travaux de rénovations énergétiques, mise en place d’une CER

https://www.dhnet.be/regions/tournai-ath-mouscron/pays-vert/2020/11/30/lessines-une-ecole-a-la-pointe-du-developpement-durable-NDBSJ7NO7JBCLMSYXUQKTTHEY4/

Projet COLECO

https://lessines.futureproofed.com/action/10568

Le projet COLECO a pour objectif de lancer une dynamique locale d’autoconsommation collective en Wallonie picarde par la mise en place d’outils digitaux qui permettent de créer des communautés locales d’énergie éco-responsables, c’est-à-dire des communautés de voisins qui produisent et consomment ensemble une énergie locale durable. Le projet est porté par l’agence de développement territorial IDETA en collaboration avec le gestionnaire du réseau de distribution d’électricité, Les 8 communes pilotes – dont la ville de Lessines – et l’entreprise HAULOGY, spécialisée dans le développement de logiciels pour les acteurs du monde énergétique.

https://ideta.be/projets/communautes-locales-denergie-eco-responsables/

La commune souhaitait équiper un de ses bâtiments communaux et dans ce paysage communal, l’établissement scolaire faisait office de candidat idéal. En effet, vu son taux d’occupation en raison des horaires scolaires et des périodes de vacances répétées, l’école présente un excellent profil pour faire communauté d’énergie avec les voisins du quartier.


La réglementation

Un précédent article à l’occasion d’un webinaire sur ce projet et ce sujet a déjà évoqué la question de la réglementation. le cadre légal relatif aux communautéxs d’énergie en Wallonie et au partage d’énergie n’est pas encore totalement abouti. Si le décret du 5 mai 2022 introduisant notamment les notions de communauté d’énergie renouvelable et de communauté d’énergie citoyenne ainsi que la possibilité d’effectuer une opération de partage d’énergie au sein d’un même bâtiment ou au sein d’une communauté d’énergie est entré en vigueur depuis octobre 2022, un arrêté d’exécution du Gouvernement wallon est toutefois nécessaire afin que ces nouveaux régimes puissent être opérationels (sources = CWAPE).


Mise en place expérimentale du périmètre local de la communauté.

Développer une communautés de voisins qui produisent et consomment ensemble une énergie locale durable…

plan de la CER au sein d’un périmètre de proximité

Ores, le gestionnaire du réseau de distribution a mis à disposition les documents techniques de la cabine basse tension dont dépend l’école. IDETA s’est basée sur un périmètre géographique de proximité lié au réseau desservi par cette cabine. Cette décision fut prise tout en sachant que les critères de prescription de périmètre de la CER devront encore être précisés par les arrêtés d’exécution toujours en attente. C’est le bon sens et la logique qui a présidé à ce choix prudent. c’est sur base de cette première aire de partage qu’un appel à participation locale a été lancé après une étude du quartier menée par IDETA qui a cherché à dresser les différents profils de consommateurs potentiels de cette CER. Cette étude préliminaires des profils des membres de la communauté et de la capacité du réseau est un préalable au bon dimentionnement de la CER. Dans le but de minimiser d’une part la réinjection massive d’un surplus sur le réseau et d’autre part de connaître la capacité du réseau à absorber ce surplus en partage. Dans cette expérience pilote à Lessines, parmi les 140 bénéficiaires potentiels identifiés, une quarantaine se sont portés volontaires. Ces participants volontaires ont été informés du projet, ont signé une première charte d’adhésion et ont également été sensibilisé à l’énérgie et au déplacement de charge lors d’ateliers citoyens participatifs.

Compteurs communicants et outils numériques

Tous les membres potentiels de cette CER ont été équipés d’un compteur communiquant permettant le relevé et la collecte d’informations de consommation quart-horaire. C’est IDETA qui a centralisé les demandes et pris en charge les petits frais d’équipement connexes à leur bonne installation.

L’entreprise Haulogy spécialisée dans le développement de logiciels pour les acteurs du monde énergétique développe des outils digitaux d’aide au pilotage des consommations domestiques afin de faciliter, favoriser un échange direct, une redistribution et une répartition du surplus d’énergie renouvelable produite localement – sur les toitures de l’école communale – entre les membres de la CER.

source: IDETA

Ateliers participatifs de sensibilisation à l’énergie, au déplacement de charge

Les ateliers citoyens participatifs proposé par IDETA ont permis à l’agence de développement territorial de mieux comprendre les besoins des membres potentiels de la CER. Cette étude préliminaire des profils de consommation des membres de la communauté est un préalable au bon dimensionnement de la CER. Quant aux membres, ils ont été sensibilisé à l’énergie et au déplacement de charge. Car l’objectif à terme est que la demande en électricité épouse l’offre. Que la consommation se superpose à la production. C’est une logique qui vient à contre-courant du compteur bi-horaire.

“La synchronisation de la production et de la consommation à une échelle locale permettra de mobiliser le réseau dans une moindre mesure et facilitera
une meilleure intégration des énergies renouvelables, par nature intermittentes”. IDETA

Dans ce projet pilote mené au sein de 8 communes, les coles participantes se sont engagées à soutenir la démarche et à créer un comité de suivi composé d’élèves, d’enseignant·e·s, d’un repésentant d’IDETA, du coordinateur POLLEC, d’un membre du POet de la direction de l’école. Ce comité élabore un plan d’action sur base d’une feuille de route.

Installation photovoltaïque

L’installation actuelle a été dimensionnée dans un premier temps dans une logique d’autoconsommation propre à l’école. Il reste une grande surface disponible en toiture pour développer l’installation et assurer une plus grande production d’électricité. Pour poursuivre son déploiement, ce projet expérimental de mise en place d’une CER attend les avancées législatives en la matière, à savoir les arrêtés d’éxécution relatifs au décret permettant le partage d’énergie renouvelable au sein d’une communaut d’énergie citoyenne.

Lien vers le webinaire

Travaux de rénovation énergétique à l’école communale La Gaminerie de Lessines

Le projet en images

Les 3 vidéos qui illustrent le contenu de cette page, ci-dessous, c’est à dire l’installation d’un système de ventilation, le relighting et l’isolation de la toiture et par le plancher du grenier sont visibles ici.


Contexte

Le site accueille une école primaire et maternelle sur une surface bâtie de 2455m². Le bâtiment principal date de 1993 et a été rénové en 2020. Il abrite les classes de la section maternelle, des classes de primaires, des bureaux ainsi que les cuisines et les sanitaires. Une extension a été ajoutée à l’école en 2008 afin d’accueillir de nouvelles classes de primaires. Cette extension est encore en bon état et ne nécessite dès lors pas encore de rénovation.

 

L’accolade de bâtiments avec toiture à 2 pans forment l’extension datant de 2008.

Les travaux de rénovation envisagés ont été accélérés par la nécessité d’une intervention urgente liée à un problème structurel de la charpente. Avant les travaux, ce bâtiment de l’école était source de nombreux inconforts (thermique, visuel, respiratoire…) pour ses occupants. Les travaux de rénovation de la toiture pour résoudre les faiblesses manifestes de la charpente ont dès lors été pensés dans une perspective plus globale incluant plusieurs objectifs, notamment ceux d’une utilisation plus rationnelle de l’énergie mais avec un gain de confort au niveau du climat ambiant intérieur de l’établissement. Si l’objectif premier était donc de solutionner urgemment un problème structurel du bâtiment, un second objectif était de diminuer les consommations énergétiques et le bilan carbone de l’école. Au-delà des aspects techniques, les différents travaux avaient comme objectif majeur d’améliorer le confort des occupants dans le bâtiment.

Pour parvenir à ces objectifs, voici la liste des travaux entrepris :

  • Le remplacement et l’isolation de la toiture (par le plancher)
    (lien vers vidéo) ;
  • le remplacement des baies : installations de nouveaux châssis et portes ;
  • le remplacement de l’installation électrique et de la détection incendie ;
  • le remplacement des installations de chauffage et de ventilation
    (lien vers vidéo) ;
  • la rénovation complète des murs et du sol ;
  • le placement de panneaux photovoltaïques
    (lien vers vidéo). lien vers PPV CER (Communauté d’Energie Renouvelable) 

Tous ces travaux ont permis de rendre l’école moins énergivore et grâce à l’installation des panneaux photovoltaïque, l’établissement est devenu producteur d’énergie et s’est engagée dans un projet pilote de communauté d’énergie (voir lien).


Rénovation de la toiture et isolation par le plancher des combles

Avant les travaux.

Pendant le  chantier.

Toiture, châssis et protections solaires après travaux.

Les toitures en pentes du bâtiment principal ont été rénovées dans le même esprit que l’extension datant de 2008. L’ancienne couverture en tuiles a donc fait place à une nouvelle couverture en zinc.

Source= auteur de projet

La toiture est isolée via le plancher des combles par une couche isolante de 22 cm de laine minérale. Cette isolation via le plancher des combles permet une économie (de matière et de coût) par rapport à une isolation des pans entiers de toiture. Les combles ne sont pas « habités », ils servent de local technique. Les installations techniques présentes sont calorifugées.

Schématiquement, il s’agit ici de ce type d’intervention qui permet, lorsque la charpente n’est pas « habitée », d’isoler la toiture par le biais du plancher des combles, ce qui génère une économie de matière et de coûts.

Note du bureau d’étude présentant une estimation des économies engendrées par l’isolation thermique des toitures :

Type d’affectation de l’immeuble Ecole
Température moyenne de la saison de chauffe 21°C
Détermination de la température extérieure moyenne de référence
Station IRM la plus proche
Valeur moyenne des degrés-jours 15/15 de la station
T° extérieure moyenne de la zone considérée
Chièvres (Huissignies)
1847 DJ
7°C
Paramètre du bâtiment
Coefficient de transmission thermique de la paroi initiale
Surface mise en œuvre
Durée annuelle de la saison de chauffe
0,2 W/m²K
806 m²
5600 heures
Réduction annuelle de la demande en énergie utile
Economies annuelles
82 148 kWh
Réduction annuelle de la consommation annuelle de combustible
Corrélation consommation théorique et consommation réelle
Economies sur le besoin net en énergie
Rendement de l’installation de chauffage actuelle
Economie d’énergie
100 %
82 148 kWh
78,43 % *
104 739,92 kWH

* L’installation de chauffage a également été remplacée par deux nouvelles chaudières à condensation dont le rendement est de 90 %. Le calcul ci-dessus n’intègre pas encore ce rendement amélioré de la chaudière.

Les anciennes chaudières atmosphériques datant de 1993 et disposait d’une régulation de type climatiques. Afin de mieux maîtriser la consommation énergétique, le système de régulation lié aux nouvelles chaudières à condensation permet une gestion à distance des producteurs et distributeurs. Les radiateurs, disposant déjà de vannes thermostatiques, ne sont pas remplacés.

Dans le cadre de cette rénovation plus globale, l’enveloppe a également été améliorée au niveau des châssis.


Remplacement des châssis et protections solaires

Note du bureau d’étude présentant une estimation des économies engendrées par le remplacement des châssis :

Type d’affectation de l’immeuble Ecole
Température moyenne de la saison de chauffe 21°C
Détermination de la température extérieure moyenne de référence
Station IRM la plus proche
Valeur moyenne des degrés-jours 15/15 de la station
T° extérieure moyenne de la zone considérée
Chièvres (Huissignies)
1847 DJ
7°C
Paramètre du bâtiment
Coefficient de transmission thermique de la paroi initiale
Coefficient de transmission thermique de la paroi
Surface mise en œuvre
Durée annuelle de la saison de chauffe
3,00 W/m²K
1,4 W/m²K
125 m²
5 600 heures
Réduction annuelle de la demande en énergie utile
Economies annuelles
15 680 kWh
Réduction annuelle de la consommation annuelle de combustible
Corrélation consommation théorique et consommation réelle
Economies sur le besoin net en énergie
Rendement de l’installation de chauffage actuelle
Economie d’énergie
100 %
15 680 kWh
78,43 % *
25 237,41 kWH

Les ouvertures pour les baies vitrées ont été agrandies afin que les fenêtres deviennent des porte-fenêtre permettant un accès direct vers l’extérieur. Selon les témoignages des enseignantes, ce lien immédiat avec l’extérieur est un vrai « plus » par rapport à la situation d’avant les travaux. Cela impact positivement la vie du groupe-classe et l’autonomie des enfants puisqu’ils peuvent ouvrir-fermer, seuls, les fenêtres de manière sécurisée.

En façade Sud, les châssis sont équipés de protections solaires que les enseignantes peuvent descendre et remonter librement grâce à une commande électrique (mais non automatisée).


Ventilation VMC double flux

Les groupes de ventilation double flux (VMC avec récupérateur de chaleur) sont installés dans les combles non-aménagés.

 

source = auteur de projet / bureau d’étude

 

 


Relighting

« Assurer le confort visuel des enfants c’est leur assurer des conditions lumineuses favorables à une vision sans fatigue, c’est-à-dire une vision ressentie comme non désagréable et dans laquelle le corps humain n’a pas d’efforts à faire pour bien voir et se sentir bien.
Veiller à ce confort visuel est particulièrement important dans les locaux d’apprentissage (qu’il s’agisse de salles de classe traditionnelles ou non, d’ateliers de travaux manuels, ou encore de salles de sport) et dans les espaces de travail dans lesquels les employés ont une activité prolongée. »

Avant le relighting, les sources lumineuses étaient de type « tubes lumineux » énergivores (en moyenne 4 * 35 W par luminaire). Suite aux travaux de relighting, ces anciens luminaires ont été remplacés par des éclairages LED possédant le marquage *L80 /B20.

* Cela veut dire qu’après une durée de vie de 50 000 heures (environ 16 ans), pour 80  % des luminaires, la valeur du flux lumineux est maintenue de telle sorte qu’elle ne tombe pas à moins de 80 % de la luminosité initiale et que 20 % des LED ont une valeur de flux lumineux inférieure à 80 % du flux initial.

Une commande et gestion d’éclairage par détection de présence ou d’absence suivant les espaces.

Il est essentiel d’avoir une dérogation manuelle possible à cette détection automatique (d’absence de préférence). Car le risque est de ne jamais pouvoir éteindre. En effet, avec la généralisation des tableaux interactifs, il est parfois souhaitable de vouloir baisser l’ambiance lumineuse ponctuellement.

Lien vers un complément d’informations relatives à la norme NBN EN 12464-1 réglementant l’éclairage.

Avant les travaux de relighting, la puissance moyenne installée dans l’école était de 20 W/m². Le remplacement des tubes lumineux par des LED ont permis de passer à une puissance à 8W/m². L’’éclairage fonctionne en moyenne 2000 h/an.

 

Schéma extrait de l’étude lumineuse d’une classe (faite dans DIALux)

Hauteur de la pièce : 2 800 m, hauteur de montage : 2 800 m, facteur de valeurs en Lux, maintenance : 0.90.

Surface ρ [%] Emoy [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin/Emoy
Plan utile / 471 256 589 0.544
Sol 20 414 244 508 0.590
Plafond 70 104 87 178 0.838
Murs (6) 50 258 88 617 /

Plan utile à 80 cm = hauteur d’une table.
Puissance installée spécifique: 7.30 W/m² = 1.55 W/m²/100 lx (Surface au sol : 62.49 m²).

vidéosSchéma extrait de l’étude lumineuse d’une classe (faite dans DIALux).

Hauteur de la pièce : 2 800 m, hauteur de montage : 2 800 m, facteur de valeurs en Lux, maintenance : 0.90.

Surface ρ [%] Emoy [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin/Emoy
Plan utile / 227 38 382 1.168
Sol 20 208 42 297 0.200
Plafond 70 45 15 81 0.325
Murs (6) 50 96 6.63 341 /

Puissance installée spécifique : 3.05 W/m² = 1.34 W/m²/100 lx (Surface au sol : 246.83 m²).

Schéma extrait de l’étude lumineuse d’une classe (faite dans DIALux).

Hauteur de la pièce : 2 800 m, hauteur de montage : 2 800 m, facteur de valeurs en Lux, maintenance : 0.90.

Puissance installée spécifique : 3.37 W/m² = 3.12 W/m²/100 lx (Surface au sol : 5.34 m²).

Surface ρ [%] Emoy [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin/Emoy
Plan utile / 108 63 154 0.586
Sol 20 73 52 89 0.721
Plafond 70 32 19 42 0.591
Murs (6) 50 65 25 213 /

Résumé des travaux de relighting

Puissance moyenne installée avant travaux = 20W/m²

Puissance moyenne installée après travaux = 8 W /m²

Consommation annuelle avant travaux: 36 000 KWh (2000h)

Consommation annuelle après travaux 14 400 KWh (2000h)

L’installation s’accompagne d’une régulation selon détecteurs de présence et d’absence.


Panneaux photovoltaïques

  • 60 panneaux phtovoltaïques;
  • Capacité du panneau: 250 Wc
  • Puissance de l’installation = 15 kWc
  • La production en énergie en 2021 = 10 000 kWh
  • La consommation d’électricité en 2021 = 30 000 kWh

Au delà de l’installation technique en toiture de panneaux photovoltaïques, c’est toute la communauté scolaire qui s’est investie de manière pro-active dans une réflexion sur l’énergie au sens large. Cette prise en compte des énergétique a percolé dans les activités pédagogiques et c’est toute la collectivité qui se mobilise en action autour de la quetion énergétique.

Dans cet état d’esprit, l’école a pris part à une expérience pilote de mise sur pied d’une Communauté d’Energie Renouvelable (CER) encadrée par IDETA, une agence de développement territoriale de la Wallonie picarde. Plus d’infos sur la page dédiée à ce sujet: voici le lien

L’installation actuelle a été dimensionnée dans un premier temps dans une logique d’autoconsommation propre à l’école. Il reste une grande surface disponible en toiture pour développer l’installation et assurer une plus grande production d’électricité. Pour poursuivre son déploiement, ce projet expérimental de mise en place d’une CER attend les avancées législatives en la matière, à savoir les arrêtés d’éxécution relatifs au décret permettant le partage d’énergie renouvelable au sein d’une communaut d’énergie citoyenne.