Outil d'aide à la décision en efficacité énergétique des bâtiments du secteur tertiaire. Réalisé par Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), site de Louvain-la-Neuve, Université catholique de Louvain, Belgique avec le soutien de la Wallonie.
Outil d'aide à la décision en efficacité énergétique des bâtiments du secteur tertiaire. Réalisé par Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), site de Louvain-la-Neuve, Université catholique de Louvain, Belgique avec le soutien de la Wallonie.
Retour d’expérience d’un projet de slowheating dans des bureaux namurois.
De quoi s’agit-il ?
Le slowheating est une stratégie de chauffage basée sur le maintien d’une température d’ambiance plus basse que les standards habituels, avec compensation par des dispositifs chauffant à l’échelle des personnes, ainsi que des changements comportementaux et organisationnels.
L’expérience rapportée ici est celle d’un bureau d’études wallon qui a mis en place une expérience de ce type durant l’hiver 2023.
Mise en place
Ce bureau dispose de différents espaces de travail de type open space et bureaux individuels, distribués dans des anciens bâtiments à la performance énergétique médiocre. L’installation de chauffage est vétuste, et constituée d’un circuit de chauffage central alimenté par une chaudière fuel, sans thermostats d’ambiance. La régulation se faisait jusque-là sur base d’une courbe de chauffe et de vannes thermostatiques. Mais la régulation de la chaufferie est défectueuse et les vannes thermostatiques peu précises. On est donc en pratique dans une situation de chauffage permanent avec un réglage de la température ambiante difficile et dépendant des conditions météo.
A l’initiative du personnel, un séminaire interne à l’entreprise a été animé avant l’hiver par un expert en slowheating : l’occasion de présenter le concept et d’échanger sur la pertinence de sa mise en place dans le bureau. Suite à quoi un groupe de travail interne s’est mis en place pour préparer l’expérience.
Plusieurs options ont été explorées, pour finalement aboutir à une décision de réduction de la température d’ambiance dans deux des trois espaces open space. Cela implique environ la moitié de l’équipe la plus motivée a priori par la démarche. Cette première expérience a eu lieu en février 2023. La chute de température a été obtenue en fermant les vannes des radiateurs des locaux concernés. Sans contrôle donc sur la température résultante, qui en pratique était de l’ordre de 16 à 17°C le matin. Peu d’élévation de température en cours de journée est signalé, notamment du fait d’une ventilation « à l’ancienne » par ouverture de fenêtre.
A titre de compensation, du matériel chauffant a été mis à disposition, en « libre-service ». Chaque travailleur ne disposait pas de matériel attribué, faute de connaissance en amont de quels dispositifs pourraient satisfaire les employés. La direction a dès lors investi dans quelques sous-mains chauffants, des panneaux radiants, des dossiers de chaise chauffants et des plaids chauffants. Ce matériel n’est cependant arrivé que tardivement, et après le début de l’expérience. Dans un premier temps, les employés ont donc « fait avec », et joué sur leur habillement principalement. Une mobilité entre bureaux était possible, mais n’a pas été exploitée par les travailleurs.
En fin d’hiver, la décision a été prise de couper complètement le chauffage, vu le redoux. Peut-être un peu trop hâtivement, car un WE froid et venteux a entraîné des températures de l’ordre de 14°C un lundi matin, dans l’ensemble des open-spaces, … sans que du matériel chauffant complémentaire n’ait été prévu.
Retours d’expérience des membres du personnel
Les retours des participants sont divers. Si certains ont globalement apprécié la démarche, d’autres étaient beaucoup plus critiques. Puisque l’on apprend surtout de nos erreurs, concentrons-nous sur les difficultés rencontrées :
Certains expriment une frustration quant à l’absence de matériel chauffant en suffisance, en particulier lors de l’élargissement de la coupure de chauffage. Cette frustration est multipliée par le fait que les personnes touchées à ce moment-là n’étaient pas volontaires au départ.
Certains ont exprimé des critiques sur le matériel mis à disposition. Les sous-mains chauffants auraient dans un cas déformé un clavier plat posé dessus. Les panneaux radiants posés sur le bureau entravent la vue et la communication entre collègues, sans régler l’inconfort au niveau des pieds. Etc.
Certains expriment plus généralement une difficulté d’adhésion à l’idée d’un inconfort sur son poste de travail : « On vient pour bosser. Si en plus il fait froid… »
Certains expriment un dilemme émotionnel. D’une part leur conscience environnementale les mène rationnellement à comprendre la démarche. D’autre part, l’expérience physique d’inconfort est difficile à assumer. « Je n’osais pas me plaindre ».
Le fait qu’un espace de convivialité tel que le local de pause et de lunch ait également été froid a aussi été pointé comme une difficulté : « on n’a même pas envie de rester à la machine à café car on ne s’y réchauffe pas ».
Enfin, l’installation de chauffage ne permettant pas de mesurer un bénéfice environnemental a été pointé comme un défaut. Pour certains, il est nécessaire de voir « le bénéfice de l’effort » pour maintenir de la motivation. Notons cependant qu’aucune gratification du personnel n’était associée à des économies d’énergie… On parle donc ici uniquement de motivation environnementale.
Quelques autres retours intéressants :
Entrer dans cette démarche a rendu certains hyper critiques envers le fonctionnement thermique d’autres espaces. Par exemple, des WC chauffés plus que les bureaux a interpellé sur le sens des priorités.
Au-delà des avantages et inconvénients des différents dispositifs chauffants (à ce stade jugés globalement trop peu durables), la clef du confort semble se situer dans l’habillement. Une fois celui-ci adapté à des températures fraiches, seul le confort des mains et des pieds peut être problématique. Cependant, les différences de températures fortes entre locaux peuvent poser problème si l’on est « trop habillé ».
Le fait d’être habillé chaudement est perçu par certains comme une gêne pour des tâches de bureau. D’autres évoquent également le fait qu’il est aussi plus difficile d’être coquet lorsqu’on est emmitouflé sous des couches épaisses.
Il a été perçu comme non acceptable de diminuer la température dans les salles de réunion, vu que celles-ci accueillent des externes pas au courant ni sensibilisé à la démarche (et du coup pas habillé en conséquence)
Certains des convaincus mentionnaient, malgré leur adhésion, une forme de fatigue au fil du temps.
« Si on a froid en arrivant, c’est foutu, on n’arrive pas à se réchauffer » … d’où l’intérêt d’un bon équipement également pour l’extérieur, notamment par temps pluvieux. Certains ont relevés qu’il fallait s’habiller plus chaudement pour du travail de bureau à l’intérieur que pour circuler à l’extérieur. Cela est à l’opposé de nos habitudes et perturbe.
Les courants d’air froids et la température de surface des parois impactent sensiblement le confort, or ceci n’est pas mesuré par les thermomètres ni les vannes thermostatiques. Il n’est pas facile au début d’identifier la source de son inconfort, et donc les solutions pour l’améliorer. Essayer trop brusquement de descendre la température ambiante risque dès lors de tuer la démarche Slowheat dans l’œuf.
Enseignements
De l’expérience de ce bureau, nous pouvons tirer quelques enseignements. A garder à l’esprit pour de futures expériences :
Assurer de l’adhésion en amont, ce qui implique des explications, une préparation, un temps d’expérimentation et un réel espace de discussion sur les modalités concrètes. Le sentiment d’une démarche imposée ou insuffisamment préparée (manque de matériel par exemple) pèse lourdement dans le résultat mitigé de cette expérience.
Assurer de la cohérence : Pour être accepté, le slowheating doit s’inscrire dans une démarche cohérente de bonne gestion énergétique. Sans cela, l’engagement du personnel sera difficile à assurer.
Donner de la flexibilité : Un changement des conditions de travail tel que visé ici devrait probablement aller de pair avec une réflexion plus large sur l’organisation des espaces de travail. On peut regrouper les personnes partageant des sensibilités proches. Ou rassembler les personnes aux horaires semblables pour justifiant des moments de remontées en température. En tous les cas, la tendance à aller vers des grands open-spaces et bureaux partagés ne facilite pas le slowheating. Et quand bien même cette flexibité serait-elle présente (c’est le cas ici), elle n’est pas si facile à mettre en œuvre en pratique. Certains sont attachés à leur poste de travail ou sont contraints par le matériel au vu des tâches qu’ils font.
Individualiser les dispositifs de compensation : Le partage d’équipements chauffants semblait ici problématique pour trois raisons. Premièrement, ce qui s’assimile à des vêtements (plaids,…) pose des questions d’hygiène. Deuxièmement, certains dispositifs sont encombrants et donc peu mobiles. Troisièmement, l’organisation du partage n’est pas évidente (premier arrivé = premier servi ?). Faut-il dès lors aller vers la distribution de bons d’achat plutôt que de matériel ? Ou l’organisation par l’employeur d’un achat groupé mais dans lequel chacun peut, après expérience sur du matériel de démonstration, sélectionner les dispositifs qui lui conviennent ?
Conclusion : Chi va piano va sano e va lontano ?
Avec notre regard extérieur, il nous semble que l’expérience partagée ici était peut-être trop ambitieuse. une réduction trop forte des températures intérieures, trop rapidement ?
Pourquoi cette impression ? parce que beaucoup des personnes interrogées parlent d’un effort à faire, de motivation à entretenir, … Or, l’idée du slowheating est de changer de mode de fonctionnement pour trouver un nouvel équilibre. Si tout changement est un effort, la situation d’arrivée ne devrait pas en être un, faute de quoi la poursuite dans la durée sera difficile.
Dans ce cas-ci, la faible flexibilité de gestion de l’installation de chauffage au départ est en partie responsable. Ne pas pouvoir gérer l’installation de chauffage pour disposer de la température souhaitée n’aide évidemment pas à garder le contrôle. Or, la capacité à choisir la température d’ambiance et à se réchauffer lorsque besoin est un élément clé de toute démarche de slowheating. Comme le disait un des employés :
« Nous avons plus fait une expérience de résistance au froid qu’une expérience de slowheating ».
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.
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.
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) ;
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.
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.
Slowheat est une démarche inspirée du projet éponyme (www.slowheat.org) visant à assurer le confort thermique tout en réduisant les températures d’ambiance. Il se base sur différents principes, tels que le chauffage de proximité, la négociation des conditions d’ambiance, l’habituation progressive au froid léger, etc. L’expérience menée ici vise à identifier dans quelle mesure ces principes sont applicable dans une salle de classe.
Il s’agit donc d’équiper les enfants et animateurs en dispositifs de chauffe alternatifs et lowtech, mais aussi, par différents ateliers, de rassurer et outiller relativement au froid et capacités d’actions face à celui-ci. Grâce à cela, les classes pourront abaisser progressivement les températures d’ambiance et se tourner vers les solutions alternatives. Les questions centrales étant : jusqu’à quelle ambiance est-il possible de descendre, qu’est ce qui facilite cette diminution de température, et qu’est ce qui la freine ?
Description de l’école
L’école des Bruyère est une école primaire et maternelle, libre, subventionnée, non confessionnelle qui se réclame de la pédagogie Freinet. Elle est implantée à Louvain-la-Neuve depuis 1976 et occupe 3 bâtiments abritant chacun 6 à 8 classes et un bâtiment administratif. L’expérience est menée dans la “maison haute” qui regroupe les dernières années primaires, et concerne deux classes de 6P. En voici les caractéristiques :
Volume 2 504 m3 ;
Surface de déperdition 1 222 m2 ;
U moyen de l’enveloppe : 0.8 W/m2K, pour un niveau K56 (en comptant 5 % de nœuds constructifs).
Le bâtiment concerné date de 1976 et a subi différentes rénovations : remplacement des chaudières en 2007, remplacement des vitrages et châssis en 2010, relighting en 2011, isolation des bardages et toitures en 2017. La consommation moyenne de gaz de l’école est de 87 kWh/m2an.
Les compositions de parois actuelles sont les suivantes :
Paroi de brique : 0.29 W/m2K.
Bardage fibrociment : 0.24 W/m2K.
Toiture inclinée isolée par 20 cm de laine de roche 0.035 W/mK : 24 W/m2K ;
Plancher sur sol non isolé : 0.39 W/m2K ;
Double vitrage SGG Climaplus Ultra N de 1.1W/m.K , pour un UW estimée à 1.76 W/m2K.
Les classes ne sont pas équipée de système de ventilation.
Il n’y a pas de thermostat d’ambiance dans la maison haute. Les chaudière sont pilotées par la température du bâtiment administratif, une consigne de 20°C, des vannes thermostatiques et un horaire :
Jours
Ecole des Bruyères LLN Maison basse
Ecole des Bruyères LLN Maison commune
Ecole des Bruyères LLN Maison haute
Ecole des Bruyères LLN Maison maternelle
Lundi
4h30-14h30
6h00-22h30
4h30-17h00
6h00-22h00
Mardi
5h30-14h30
7h00-16h30
6h00-17h00
6h00-22h00
Mercredi
5h30-11h00
7h00-15h30
6h00-15h00
6h00-22h00
Jeudi
5h30-14h30
7h00-16h30
6h00-17h00
6h00-22h00
Vendredi
5h30-14h30
7h00-16h30
6h00-17h00
6h00-22h00
Samedi-Dimanche
7h00-7h10
7h00-7h10
7h00-7h10
6h00-22h00
Etape 1 : Présenter le projet aux parents, enfants et animateurs
L’idée de l’expérience a été discutée avec les animateurs de 6ème primaire dès l’année scolaire précédente. Il s’agissait de s’assurer de leur motivation, et de permettre la meilleure intégration possible de la démarche dans leur dispositif pédagogique.
Les parents ont été mis au courant mi-septembre, lors de la traditionnelle réunion de rentrée rassemblant les deux classes de 6ème : une courte information et l’ouverture à des questions ou commentaires. Vu le contexte de crise du prix de l’énergie, la proposition a été bien acceptée. Aucune crainte n’a été formulée : il a été bien expliqué qu’il ne s’agit pas d’avoir froid, mais d’essayer de se « réchauffer autrement ».
Enfin, les enfants des deux classes ont été rassemblés pour leur présenter l’idée, et répondre à toutes leurs questions. L’animation a durée 1h30 environ. Aucune inquiétude particulière n’est ressortie. Au contraire, les questions ne remettaient pas du tout en cause la démarche, mais en questionnaient la motivation :
Quel est le lien entre cette action et la pollution ? Et nous voilà partis pour une explication hyper rapide de l’effet de serre et du changement climatique.
Le rapport avec la couche d’ozone ? Aucun…
La motivation financière de la démarche ? Partager un ordre de grandeur du coût du chauffage dans l’école, et les interroger sur le coût chez eux. Certains enfants connaissaient assez précisément la facture de gaz mensuelle de leur habitation ! Signe que les questions de chauffage et du coût de l’énergie sont discutées dans les foyers.
Les enfants ont directement réagi avec beaucoup d’idées et de partages d’expérience (chez moi, on fait comme ça… chez untel, il y a tel système qu’on pourrait essayer… ). L’occasion d’expliquer aux enfants comment fonctionne, dans les grandes lignes, une installation de chauffage. Et de partir à la chasse au trésor, enfin, à la chaudière, en suivant les conduits de chauffage (les plus débrouillards ont vite regardé sur le plan d’évacuation incendie, ou repéré la cheminée). Petite visite de la chaufferie pour en présenter les principaux organes, et réaliser qu’elle tourne, malgré des températures encore élevées (plus de 20°C en fin d’après-midi).
Suite à cela, passage obligé : le formulaire de consentement et gestion des données (RGPD oblige). A signer par les enfants et les parents.
Etape 2 : Brainstorm
Mi-octobre, les enfants des deux classes ont pris part à des brainstorms par groupes de 4, pour rassembler le plus d’idées de réponses possibles à la question « Comment être bien s’il fait froid en classe ? ». Les réponses ont ensuite été mises en commun, parcourues ensemble, expliquées lorsque c’était nécessaire, et classées en différentes catégories. Parmi celles-ci, une catégorie « idées exclues » établie d’autorité par les animateurs du projet, essentiellement pour extraire celles présentant des risques de blessure ou incendie. Voici le tableau exhaustif des idées des enfants (les idées similaires mais exprimées différemment ont été regroupées par soucis de clarté) :
Catégorie
Idée
Occurrence
Aménagements de la classe
Un radiateur électrique, un poêle à pellets, une plaque chauffante sur le mur ou le toit ou entre les places, des citrouilles chauffantes… bref une source de chaleur dont on peut s’approcher.
9
Transformer quelques tables en kotatsu (table chauffante japonaise).
4
Une « cabane de couettes » : le coin cosy où on peut être bien.
2
Garder une pièce chaude où aller se réchauffer (l’atelier attenant à la classe ?).
2
Mettre des tentures sombres aux fenêtres.
1
Des tapis dans la classe.
1
Quelques chaises chauffantes.
1
Un tapis chauffant.
1
Placer des boudins de porte contre les courant d’air.
1
Activité à faire et/ou organiser ensemble
Boire de l’eau chaude, du thé, de la soupe, du chocolat chaud.. et donc s’organiser pour en avoir à disposition.
19
Faire en classe du sport, du yoga, des massages, une danse du matin, bouger, danser, sauter,… ensemble toutes les X minutes.
16
Mettre de la musique pendant les activités (pour se trémousser chacun sur son banc), chanter et danser en travaillant.
3
Se faire des câlins.
1
Faire des balades en vélo.
1
Crier pendant une minute.
1
Avoir plus de collations.
1
Mouvement, action à faire seul.e
Bouger ses jambes sous la table, se frotter les mains, se frictionner, se lever.
7
Venir à l’école à vélo pour avoir chaud en arrivant, courir à la récréation.
3
Se déplacer pour se mettre au soleil lorsqu’il pénètre en classe, ou s’approcher du radiateur lorsqu’il fonctionne.
3
Manger chaud à midi (mais il faut pour cela de quoi réchauffer nos repas).
2
Penser qu’on a chaud.
1
Se laver les mains à l’eau chaude après la récré.
1
Se souffler dans les mains.
1
Objets à avoir à disposition en classe (et donc à partager) – hors vêtements
Une armoire à coussins, un bac à couvertures.
15
Des bouillotes électriques ou à noyaux cerise, ou des pierres chaudes (mais il faut un micro-onde).
8
Avoir un pédalo sous sa table ou un vélo d’appartement en classe.
7
Un objet chauffe-main qu’on peut manipuler, peut-être posé sur la table.
5
Des coussins chauffants, couvertures chauffantes électriques.
4
Des isolants pour les pieds.
1
Un sèche cheveux.
1
Des casques chauffant (type coiffeur).
1
Des peluches, doudous.
1
Vêtement à avoir à disposition en classe
Des vêtements très chauds à disposition (doudounes, combi de ski, écharpes, sacs de couchage,…).
4
Des vêtements XXL à mettre à deux.
2
Des vêtements chauffants électriques.
2
Des chaussons chauffants.
2
Habitudes vestimentaires que chacun peut prendre
Multiplier les couches (triple paire de chaussettes, collant sous le pantalon,…).
8
Couvrir les extrémités : bonnets, moufles, chaussettes en classe.
6
Garder ses vêtements d’extérieur en classe.
4
Vêtements en laine, pulls tricotés par mamy.
3
Choisir des vêtements sombres (absorbent la chaleur).
1
Souffler sous son t-shirt.
1
Une combinaison de plongée sous ses vêtements.
1
Idées exclues car dangereuses, hors propos, ou inadaptées
Faire un feu, un barbecue, cuire des marshmallows ou des frites.
8
Se faire mal, se stresser, tomber malade, s’étouffer.
5
Mettre 3 personne par banc, se serrer (ingérable selon les animateurs).
2
Avoir des chats ou des moutons, un ours, des poules dans la classe (voir sur les genoux).
3
Courir en classe.
2
Chauffer la pièce avec des panneaux solaires.
2
Bouillottes à eau bouillante.
1
Idées farfelues, blagues
Réfléchir, se chauffer le cerveau avec des math.
6
Se renverser de l’eau glacée sur la tête.
1
Prendre des bains à 3 en classe, aller dans un jacuzzi.
2
Etre nu.
1
S’enterrer.
1
Glisser ses mains sous les bras d’un autre.
1
Verser de l’eau chaude sur les chaises.
1
Une machine « qui absorbe le froid ».
1
Planter un arbre pour qu’il y ait plus d’êtres vivants qui chauffent la pièce.
1
De cette liste impressionnante (197 idées, dont 159 sont « valables »), nous retenons pour l’étape suivante les 8 pistes suivantes, dont 6 concernent directement la classe, son aménagement et son organisation, et 2 relèvent plus de l’action individuelle. Ces pistes rassemblent l’essentiel des idées des enfants, toute permettant de leur donner un cadre et des étapes de travail claires. Les six premières sont développées en détail dans l’étape 3 :
Avoir des moments pour se réchauffer ensemble en classe par le mouvement.
Avoir la liberté de bouger seul dans son coin.
Avoir des collations chaudes.
Avoir des objets et vêtements chauds à disposition.
Modifier l’agencement de la classe pour y trouver des coins confort.
Pouvoir garder en classe ses vêtements d’extérieur.
Profiter des moments en extérieur (récréation, arrivée le matin) pour être actif et avoir chaud en entrant en classe : courir, venir à vélo, …
Quelques conseils de bonne pratique individuelle.
Lors du debriefing avec les enseignants, la question du partage d’équipements a été abordées. A l’évidence, il n’est pas possible d’équiper toutes les tables de systèmes chauffant, ni de mettre à disposition de chaque enfant des équipement de confort : trop de logistique, trop d’investissement,… Le partage des moyens à disposition sera donc central dans la bonne marche de l’expérience. Le partage est une pratique qui s’apprend et s’entraine.
L’histoire, la personnalité de chaque groupe classe est différentes sur ce point. Dans une des classes la question du partage (et de la différence entre égalité et équité) est centrale dans l’animation du groupe. Mais partager un luxe ou un plaisir, comme s’assoir dans le divan plutôt que sur une chaise, n’est pas la même chose que partager un objet répondant à un inconfort. Dans l’autre classe, cet aspect est bien sûr travaillé, mais moins en première ligne, et certains enfants ont des réflexes « territoriaux » assez marqués. Un groupe n’est pas l’autre et les dynamiques de partage seront intéressantes à observer dans les deux cas.
Etape 3 : S’équiper
Les différentes pistes imaginées avec les enfants impliquent des étapes de préparation et réalisation pour se concrétiser.
En détail, piste par piste :
Piste 1 : Avoir des moments pour se réchauffer ensemble en classe par le mouvement
Danse, massage, yoga, pogo,… beaucoup de mouvements peuvent être imaginés. La difficulté est de les organiser et de les rendre compatible avec l’activité scolaire. Quelques principes de base :
Il ne faut pas nécessairement que ce soit long. Quelques minutes tout au plus. Mais peut-être à faire plusieurs fois dans la journée.
Il ne faut pas non plus nécessairement, pour que ce soit efficace, impliquer un déplacement : des mouvements sur places, accompagnés de sautillements, peuvent parfaitement suffire.
Il faut néanmoins un niveau d’activité suffisant. LE but est de générer de la chaleur au sein du corps. Des postures de yoga, ou autres exercices d’étirement, seront donc peu efficaces.
Des mouvements qui dirigent le sang vers les extrémités du corps sont par contre à privilégier. Par exemple une rotation du tronc, bras écarté, pour « pousser le sang vers les doigts ».
Nous ne sommes pas tous à l’aise dans notre corps. Il faut insister sur le fait que ce n’est pas un cours de gymnastique, mais un moment de mouvement proposé (non imposé), sans jugement.
Pratiquement, les étapes pour avancer sur cette piste sont :
Choisir en classe comment on pratique ce mouvement : chacun le sien ? En suivant un leader ? Selon une routine ? C’est à fixer à l’avance pour éviter les moments de confusion.
Définir une durée : un chronomètre peut être utile. Partir sur une durée réduite : 30 secondes à une minute, pour ne pas laisser l’excitation prendre le dessus. A l’usage, voir s’il est utile de faire plus.
Quand : a priori, c’est inutile (d’un point de vue confort thermique) en arrivant en classe le matin ou après une récréation, car les enfants auront déjà eu l’opportunité de bouger. Le moment de transition entre deux activités d’apprentissage parait pertinent a priori. Le moment de mouvement peut participer au passage d’attention d’une activité à l’autre.
Matériel nécessaire : a priori rien (partant du principe que chaque enseignant a un chronomètre sur son smartphone). Éventuellement un fond musical ?
Mise en œuvre à l’école des Bruyères ? Les enfants sont demandeurs d’une « danse de matin ». Elle se mettra donc en place. Cela contribuera-t-il au confort thermique ? Peut-être un peu, mais ce ne sera pas l’objectif central.
Piste 2 : Avoir la liberté de bouger seul dans son coin
On pourrait a priori classer cette piste parmi celles à mettre en pace « chacun pour soi », mais le mouvement de l’un peut générer la gêne de l’autre. Il faut donc réfléchir à quelques balises.
Bien sûr, chacun peut se frictionner les mains, bouger une jambe,… sans gêner ses voisins, sauf si cela génère du bruit ou une vibration. Des patins à glisser sous les pieds de chaises pourront peut-être suffire dans ce cas. Les travaux étudiant le mouvement en réponse notamment aux troubles de l’attention recèlent certainement des idées à reprendre.
Des mouvements de plus grande ampleur peuvent être souhaité : se lever, se déplacer, sautiller un peu sur place, ou changer de place pour une période plus ou moins longue… et renvoient aux règles de fonctionnement générales de la classe. Une discussion ou clarification de ces règles peut dont être utile, de façon à ce que chacun sache clairement à quels moment il n’est pas bienvenu de se déplacer.
Pratiquement, les étapes pour avancer sur cette piste sont :
Du côté de l’enseignant, reconsidérer les exigences et limites liées au mouvement des enfants, en partant du point de vue de l’élève ressentant le besoin de bouger ou de s’approcher d’une source de chaleur. Attention : une limite à ces mouvements aura des conséquences en cascades sur d’autres pistes (rendre impossible d’aller chercher un objet chauffant par exemple). Il faut donc trouver l’équilibre entre la nécessité de moments propices à la concentration et l’existence factuelle de moment de relâchement.
Avec la classe, clarifier les limites, et identifier les espaces de liberté.
Matériel nécessaire :
Des balles de tennis à éventrer pour amortir les mouvements des chaises ;
Quelques pédaliers de bureaux ?
Mise en œuvre à l’école des Bruyères ? Cela va s’intégrer dans les règles générales de la classe : le mouvement est permis s’il ne gêne pas la concentration des autres. Les animateurs expriment quelques craintes des animateurs sur un rôle de rappel de règles qui pourrait être trop lourd. La possibilité de sortir de la classe est par contre ouverte.
Piste 3 : avoir des collations ou repas chauds
A l’école des Bruyère, un système de collation collective est en place depuis longtemps. Les petites classes (voir les plus grandes, lorsque l’envie leur en vient) y ajoutent une tournante soupe : des thermos passent d’une famille à l’autre quotidiennement, à charge pour chacune de fournir 2 ou 3 litres de soupe réchauffée le matin à la maison. Le principe pourrait être élargit à d’autres boissons, plus consensuelles (tisanes par exemple). Ou laissé au choix de chaque famille. On évitera les boissons à préparer en classe telles que infusettes ou boissons lyophilisées. D’une part elles génèrent des déchets, d’autre part elles requièrent une eau à ébullition ou presque, ce qui ne sera pas possible avec des thermos.
Des alternatives sont possible, telles que fontaines à eau chaude, ou mise à disposition d’une bouilloire. Mais elles impliquent soit un coût important (les fontaines chauffantes), soit un risque de brûlure (les bouilloires).
L’idée d’un repas chaud (en l’absence de cantine organisée) implique de son côté l’accès des enfants à un micro-onde, avec les questions de sécurité que cela implique.
Pratiquement, les étapes pour avancer sur cette piste sont :
Organiser la corvée de vaisselle (à tour de rôle ? chacun le sien ?).
Organiser l’accès à cette boisson chaude. S’agit-il d’un moment institutionnalisé : tous les jours à la même heure ? Est-ce lié à la collation ou au repas ? Est-ce en accès libre ? Peut-on ramener un gobelet à sa table, avec les risques de renversement que cela comporte, ou identifie-t-on un endroit spécifique à cela ? A chaque classe de trouver son mode de fonctionnement, mais s’il s’agit d’un outil pour se réchauffer, notamment les doigts, le retour en classe après une récréation peut être pertinent.
Matériel nécessaire : quelques thermos, une collection de gobelets (éventuellement, chacun apporte le sien) et un espace de rangement pour ceux-ci.
Mise en œuvre à l’école des Bruyères ? Pas d’accord pour l’utilisation d’un micro-onde. Une collation tournante est déjà en place. Elle se verra complétée de quelques thermos à remplir d’infusion, de soupe,… selon l’humeur du jour.
Piste 4 : avoir de objets et vêtements chauds à dispositions
Des vêtements chauds à partager ? Mais pourquoi faire, si chacun est bien habillés à la base ? Oui mais… en cas de pluie ou de neige, les gants, bonnets et vestes ne pourront certainement pas être conservés en classe. Avoir quelques pièces à disposition peut donc être pertinent.
Quant aux objets chauffants, il posent une question spécifique : comment les recharger ?
Certains impliquent une alimentation électrique pour accumuler de l’énergie qui est ensuite stockée : il faut alors disposer de suffisamment de prises. En cas de raccordements sur des multiprises, vérifier que la puissance cumulée n’est pas trop importante !
Certains ne développement de la chaleur que branchés. Or, il est difficile d’imaginer que chaque table d’enfant soit équipée d’une alimentation électrique. A éviter donc, ou à limiter à des endroits spécifiques dans la classe.
Certains impliquent le passage par un micro-onde (bouillottes à noyaux de cerise par exemple). Un micro-onde peut-il être laissé à disposition des enfants ? Si oui, est-il accessible à tout moment, ou faut-il confier à un enfant la charge de chauffer les objets à l’avance ?
Il existe également des bouillottes qui se déclenchent par une action mécanique (« craquer » une pastille pour déclencher la réaction exothermique). Très pratique car elles permettent de différer le moment de charge de l’émissions de chaleur. Mais elles nécessitent néanmoins d’être rechargées, souvent dans de l’eau à ébullition. Difficile à imaginer en classe pour des raisons de sécurité. Mais si la décharge peut être contrôlée, il est envisageable que chacun la recharge chez soi.
Enfin, il existe en magasin de sport des chauffe-mains à usage unique, dégageant de la chaleur par le mélange de charbon actif et d’oxide de fer. Le côté non rechargeable, et dès lors la production de déchets, limite cela à une solution de secours. Pourquoi ne pas en avoir quelques-uns en classe, à n’utiliser que ponctuellement.
Pratiquement, les étapes pour avancer sur cette piste sont :
Organiser la recharge des objets chauffants : examiner entre enseignants la possibilité ou non d’avoir un micro-onde à disposition.
Organiser l’accès à des équipements : faut-il être prévoyant et s’en saisir en rentrant de récréation (mais alors, ne risque-t-on pas que certains en prennent « au cas où » sans les utiliser vraiment) ? peut-on se lever pour aller en chercher ? A n’importe quel moment ? Les règles, quelles qu’elles soient, doivent être claires.
Organiser le partage de ces équipements. A l’évidence, il faut préserver la simplicité dans la gestion, et limiter les situation de conflits. Avoir un nombre suffisant de pièces est donc utile, et une neutralité de ton et motifs peut aider. Prévoir un temps pour discuter de la gestion de ces conflits avec les enfants sera nécessaire, et fait partie de l’apprentissage de la vie en communauté.
Organiser le nettoyage régulier des vêtements mis à disposition et la recharge des objets chauffants. Un tour de rôle ? A quel rythme ?
Matériel nécessaire :
Tout type de survêtement chaud facile à entretenir : ponchos, plaids de taille adaptée, veste ou gilet, … A priori on évitera tout ce qui demande des nettoyages réguliers ou peut poser des questions d’hygiènes (gants, écharpes, bonnets, …). Attention aussi bien collecté auprès des familles de l’école,…
Un espace de rangement efficace.
Micro-onde ou stations de charge électrique pour les objets chauffants.
Mise en œuvre à l’école des Bruyères ? Un panier avec 10 plaids sera fourni à chaque classe, ainsi que 5 bouillottes à recharge électrique. Le tout sera en accès libre pour les enfants, à charge pour eux de gérer un partage équitable de ces équipements. L’entretien de tout cela sera fait une fois par an, par l’un des parents de la classe.
Piste 5 : Modifier l’agencement de la classe pour y trouver des coins confort
Si l’organisation des activités laisse suffisamment de liberté de mouvement aux enfants, un peut être intéressant d’avoir un « coin chaud » dans la classe. Celui-ci peut combiner un côté « doudou », grâce à un matelas au sol, un divan, des coussins,.. et une réelle fonction de chauffoir grâce à un panneau radiant électrique.
Plus original : transposer l’idée de la table chauffante japonaise (kotatsu). Un élément chauffant, une pièce de tissus fixée autour de la table, et le tour est joué. Difficile d’imaginer équiper toutes les tables, mais une ou deux permettent de tester le concept, avant de l’adopter.
Pratiquement, les étapes pour avancer sur cette piste sont :
Faire un plan de l’aménagement.
Collecter le matériel (récupération principalement).
Un atelier bricolage avec quelques parents ?
Matériel nécessaire :
Panneau radiant IR à grande longueur d’onde : max 400 W, car le but n’est pas de chauffer le local, mais bien uniquement ce coin confort. Éviter tous les systèmes basés sur des lampes halogènes, qui montent haut en température et présentent un risque d’incendie.
Lampe pour kotatsu. Choisir un système avec un contrôle déporté pour ne pas devoir se glisser sous la table pour l’allumer. Les systèmes en vente sur internet sont typiquement de l’ordre de 600 Watt, ce qui semble beaucoup. Il existe également des plaques chauffantes conçues pour se coller sous des bureaux ouverts, qui font de l’ordre de 150 Watt. A tester. Pour le tissus, inutile d’aller vers des housses rembourrée. Une pièce de tissus un peu lourd suffira à bloquer la chaleur sous la table.
Pour tout équipement électrique : une prise avec timer pour éviter les surconsommations électriques, ainsi qu’une allonge électrique.
Un divan ou sommier de lit avec matelas, ou pouf,… selon disponibilités.
Quelques coussins, un plaid…
Mise en œuvre aux Bruyères ? Deux pistes sont testées : un panneau radiant de 360 Watt est accroché à l’un des mur de chaque classe, et deux tables sont transformées en kotatsu, chacune étant équipée d’une pièce de tissus pour la fermer et d’un élément chauffant de 150 Watt. Le tout est contrôlé par des pises avec compte à rebours, pour éviter les surconsommations électriques . Ces équipements sont à dispositions, à charge pour les enfants de gérer un accès équitable.
Piste 6 : Pouvoir garder en classe ses vêtements d’extérieur
Du pur bon sens : si nous sommes suffisamment habillés pour supporter les températures extérieures, pourquoi n’en serait-on pas capable à l’intérieur ?
Évidemment, la pluie pose problème : inenvisageable de garder des vêtements mouillés. Mais lorsqu’il fait sec, quel est le problème à garder une écharpe ou un bonnet, voir une veste à l’intérieur ? Il s’agit de conventions sociales, d’habitudes, de bienséance. Mais ces conventions peuvent évoluer.
Pratiquement, les étapes pour avancer sur cette piste sont :
Ouvrir une discussion entre enseignant sur les règles tacites ou explicites liés aux tenues vestimentaires. Le cas échéant, adapter le règlement d’ordre intérieur de l’école.
Matériel nécessaire :
Aucun
Mise en œuvre aux Bruyères ? La seule limite posée relève plus de l’attitude que du vêtement. Un enfant ne doit pas chercher à s’isoler. Les capuches ne sont donc a priori pas acceptées. Un bonnet par contre ne pose pas de problème.
Etape 4 : construire le dispositif de recherche
Le relevé de température se fait, dans chaque classe, avec des sonde enregistreuses qui collectent la température de l’humidité ambiante, et la température au niveau du radiateur, pour détecter son enclenchement. La température extérieure n’est pas mesurée sur site, mais relevée en ligne. L’ensemble des données est collectée sur base horaire, ce qui suffisamment fin pour comprendre la dynamique des ambiances. L’observation des premiers résultats a été l’occasion de parler avec les enfants des représentations de données en graphique.
La perception des ambiances et mesurées par deux questions classiques des études de post occupancy evaluation (POE), l’une portant sur la perception de l’ambiance et l’autre sur la satisfaction par rapport à celle-ci.
En ce moment, je trouve que l’ambiance de la classe est (coche une case) :
Très froide
Froide
Fraîche
Ni chaude, ni froide
Tiède
Chaude
Très chaude
En ce moment, je trouve que cette ambiance de la classe est (coche une case) :
Très insatisfaisante
Insatisfaisante
Légèrement insatisfaisante
Légèrement satisfaisante
Satisfaisante
Très satisfaisante
Le niveau d’habillement est estimé sur base d’une grille dans laquelle les enfants et animateurs pointent le type et le nombre de pièces d’habillement.
En ce moment, en classe, je porte sur moi … (coche tout ce que tu portes. Si tu as plusieurs fois le même vêtement, indique un nombre. Par exemple, si tu as 2 pulls l’un sur l’autre, indique 2 côté de pull :
Tête
Bonnet
Echarpe
Cache-oreille
Rien
Mains
Gants
Mitaines
Rien
Pieds
Chaussettes fines
Chaussettes de sport
Chaussettes en laine
Pantoufles
Haut du corps
Tshirt manches courtes
Tshirt manches longues
Pull
Bas du corps
Short
Collants
Pantalon
Ces indications sont ensuite traduites en une valeur CLO indicative, sur base de la grille ci-dessous. Une valeur forfaitaire est ajoutée pour les sous-vêtements. Vu le caractère succinct du questionnaire et l’incertitude sur les valeurs attribuées à chaque pièce de vêtement (elles sont inspirées de la norme ISO 7730 , mais les tissus et coupes sont-ils les mêmes ?), ces valeurs CLO sont à interpréter comme marqueurs d’une évolution entre les différents moments de réponse à l’enquête, plutôt que comme mesure d’un niveau absolu.
Pièce d’habillement
(m2.K)/W
Bonnet
0.03
Echarpe ou tour de cou
0.04
Cache-oreille
0.015
Gant
0.05
Mitaine
0.05
Chaussettes fines
0.05
Chaussettes épaisses
0.075
Chaussettes laine
0.1
Pantouffle
0.03
Long
0.12
Court
0.09
Pull
0.3
Thermique
0.35
Short
0.15
Collant
0.15
Pantalon
0.25
Slip
0.04
…
…
L’enquête est replie une première fois avant le début de l’expérience, à titre de référence, puis toutes les semaines au minimum.
Etape 5 : l’expérience en P6B
L’expérience est lancée dans une première classe (P6B) le lundi 5 décembre.
Cette classe n’avait pas encore été chauffée : elle se situe sous les toits et bénéficie de ce fait d’une meilleure isolation que d’autres locaux, ainsi que des transferts de chaleur depuis les autres classes. Elle n’a pas non plus été chauffée durant le mois de décembre durant lequel l’expérimentation s’est faite, malgré des températures atteignant parfois 17°C à l’arrivée le matin.
On voit assez nettement sur le graphique de température que malgré l’absence de chauffage, la température remonte tous les jours, sous l’effet conjugué des autres locaux et de l’apport de chaleurs des enfants eux-mêmes : tous ensemble, ils représentent près de 2 000 Watt, soit l’équivalent d’un radiateur de taille moyenne. Néanmoins, il y a un abaissement progressif de la température, en particulier lorsque les conditions extérieurs sont passées sous zéro : on a là plusieurs degrés de différence entre les deux classes. Remarquez la différence de comportement entre les deux classe durant les week-ends : la classe P6A descend rapidement largement sous les 15°C, alors que la classe P6B ne descend que lentement en température.
Température dans le classes en décembre 2022.
Plus rigoureusement, voici les distributions de températures observées dans la classe (pendant les heures d’occupation) en décembre, ou dans le mois qui précédait l’expérience : on passe d’une ambiance très stable entre 19,1 et 19.8°C (moyenne 19,4), avec des extrêmes à 17,5 et 20,6°C, à une ambiance plus fraiche et plus variable, entre 17,2 et 18,6°C (médiane 17,9°), avec des extrêmes à 14,76 et 21,9°C. Cet abaissement est plus limité qu’attendu avant la prise de mesure. Il sera intéressant de comparer les résultats entre les classes, vu leur profil thermique différent.
Les graphiques suivants montrent les résultats des enquêtes. La première valeur est collectée avant le début de l’expérience. Les suivantes pendant l’expérience :
La perception de l’ambiance a peu varié au fil du temps (-3 = très froid, 3 = très chaud). Un léger abaissement le 7 décembre, pour une température intérieure à ce moment de 19°C… contre 17.7 le 13 décembre. Signe d’une habituation ?
Satisfaction (1 = très insatisfait, 6 = très satisfait) : extrêmement stable au fil du temps.
Habillement : une légère tendance à s’habiller plus chaudement, ce qui n’est pas surprenant vu la chute des températures extérieures. Mais rien de très significatif. A noter cependant que ce calcul ne tient pas compte de l’utilisation des plaids et bouillotes…
Fin décembre, un debriefing est fait avec les enfants. Les différents dispositifs ont été discutés. Il ne ressort que :
Le panneau chauffant et les tables chauffants n’ont pas eu beaucoup de succès. Si les tables sont appréciées par les élèves qui s’y installaient, il n’y a pas eu beaucoup de demande pour les partager. Le panneau chauffant n’a, lui, quasiment jamais été allumé. Ce matériel sera donc passé à la classe P5B, faute d’usage pour ce groupe-ci.
La collation chaude a un succès fou. Généralement prise après la récréation du matin ou de midi, elle est presque tous les jours constituée d’infusions, les soupes étant plus rares (car moins consensuelles en termes de goût ou plus lourdes à préparer pour les parents ?). La distribution est assurée par les enfants, de même que la vaisselle. Chaque enfant ayant un bol attitré et identifié, chacun est responsable de son matériel.
Les plaids et bouillotes font l’unanimité également. La charge des bouillotes est assurée à tour de rôle par un enfant le matin. Elles sont ensuite à disposition, sans organisation particulière. Cette façon de faire a occasionné quelques difficultés de partage. Sans aller jusqu’à des conflits entre enfant, il y a eu des frustrations d’arriver trop tard, et d’estimer que certains s’en attribuaient systématiquement. Les plaids n’ont pas provoqué les mêmes difficultés. A noter que certains enfant ont apporté leur propre pièce de tissus. Faut-il donc augmenter le nombre de bouillottes ? La position de l’animateur à ce stade est plutôt de continuer avec le fonctionnement actuel, en incitant les enfants ressentant de la frustration à l’exprimer et le groupe à trouver des modus vivendi adéquats.
Enfin, à la question « de prolonger l’expérience ou de revenir à la situation initiale ? « , il y a eu unanimité pour continuer cette nouvelle façon de fonctionner en classe. Vu la vague de froid rencontrée, et franchie sans difficultés mi-décembre, il n’y a pas de raison de croire que le chauffage soit rallumé de sitôt dans cette classe.
Etape 6 : l’expérience en P6A
L’expérience est lancée dans une première classe (P6B) le lundi 16 janvier.
Cette classe était chauffée depuis début décembre. Sa position sur dalle de sol et avec es murs relativement peu isolés fait qu’elle sensiblement plus vite sa chaleur que la classe de P6B, située sous toiture. Il en résulte une température de référence de l’ordre de 20°C. Suite au démarrage de l’expérience, les radiateurs ne seront plus utilisés. La baisse de température est assez impressionnante, avec une stabilisation entre 15 et 17°C. Par comparaison, la classe de P6B, qui continue l’expérience de son côté, fluctue entre 17 et 19°C, avec un coup de chauffage inexpliqué les premiers jours de février. A noter malgré tout : une tendance es classes à suivre la température globale du bâtiment, comme en témoigne la remonte en température après le WE du 24 janvier : alors que l’eau des radiateurs reste froide, les classes récupèrent plusieurs degrés très rapidement.
Température dans les classes du 9 janvier au 13 février 2023.
Plus rigoureusement, voici les distributions de températures observées dans la classe (pendant les heures d’occupation) pendant l’expérience et, à titre de comparaison, en novembre-décembre : on passe d’une ambiance fluctuant entre 17,7 et 19,6°C (médiane 17,8, extrêmes 12,2 et 22,2), avec des matinées fraiches et montée progressive en température au fil de la journée, à une ambiance plus stable et froide, la plupart du temps entre 15,3 et 17,1°C (médiane 16,3°), avec des extrêmes à 12,2 et 19,4°C.
Les graphiques suivants montrent les résultats des enquêtes. La première valeur est collectée avant le début de l’expérience. Les suivantes pendant l’expérience :
La perception de l’ambiance a peu varié au fil du temps (- 3 = très froid, 3 = très chaud) : la médiane reste autour de la valeur neutre 0. Il est par contre intéressant de remarquer une légère élévation de l’appréciation (valeurs plus positives) avec le temps, alors que la température dans la classe diminue, étant de 18°, 18,2°, 15,4°, 15,9° et 16,7° respectivement au moment des différents votes. Signe d’une habituation ?
Satisfaction (1 = très insatisfait, 6 = très satisfait) : extrêmement stable au fil du temps. Une légère tendance à l’amélioration malgré tout.
Habillement : Pas d’évolution notable. A noter cependant que ce calcul ne tient pas compte de l’utilisation des plaids et bouillotes …
Fin décembre, un debriefing est fait avec les enfants. Les différents dispositifs ont été discutés. Il ne ressort que :
• Les tables chauffants ont eu plus de succès qu’en P6A. Probablement parce que la température est plus basse ici.
Le panneau chauffant par contre n’a pas été fort apprécié. Sa position semble avoir été inadéquate : pas assez bien orienté vers le fauteuil qui le jouxte pour profiter du rayonnement.
La collation chaude a autant de succès qu’en P6B. Ici aussi, chaque enfant a son bol attitré.
Les plaids et bouillotes font l’unanimité également. Peu de conflits de partagé sont signalés par les enfants. Quelques frustrations face à l’impression que ce sont tout le temps les même qui en profitent, ou lorsque le bouillotte que l’on met à charger est prise par quelqu’un d’autre. Mais aucun conflit n’a requis l’intervention de l’animateur.
Enfin, à la question « de prolonger l’expérience ou de revenir à la situation initiale ? », il y a eu unanimité pour continuer cette nouvelle façon de fonctionner en classe.
Etape 7 : Bilan énergétique
Les deux section précédentes montrent qu’il a été possible d’avoir un réel abaissement de températures tout en maintenant la satisfaction des enfants et animateurs dans ces deux classes.
ais quel est le bilan énergétique ?
Du côté des économies, si nous partons sur :
Une consommation de référence de l’école de 87 kWh/m2an.
Une réduction de température minimale de 1,5°, constatée en comparant les médianes avant et après expérience.
Une réduction de température maximale estimée en considérant une température de référence de 20°C, et un abaissement 3,5°C (températures médiane de 16,3 observée en P6A).
Un impact sur les consommation supposé à 10 % de réduction par degré en moins.
Nous arrivons à une économie potentielle variant entre 13 et 30 kWh/m2an, soit, pour des classes de 50m2 environ, un bénéfice possible entre 650 et 1 500 kWh/an par classe.
Du côté des consommations, qu’en est-il ? Il n’a pas été possible de mesurer la consommation réelle des dispositifs chauffants installés (défaillance des mouchards installés). Mais évaluons ici leur consommation maximale :
Les bouillotes utilisées ont une charge de 0,4kWh. Nous en avons proposé 5 par classes. Considérons qu’elles sont utilisées de novembre à mars inclus, soit 18 semaines (hors congés), ou 90 jours. Cela nous fait au maximum un total de 90 jours * 5 bouillotes * 0,44 kWh = 198 kWh au maximum par classe. Une hypothèse plus réaliste, considérant que certains jours les bouillotes ne seront pas toutes utilisées et que la classe n’est parfois pas occupées (activités délocalisées,…) nous semble être 75 % de cette valeur, soit 150 kWh.
Les kotatsu n’ont été appréciés que dans une des classes. Faisons néanmoins le calcul « au pire ». Après une charge à 150 W, l’appel de puissance du matériel choisi se stabilise autour de 140 W. En comptant un usage maximaliste de 4 cycles de 3 h par semaine, 18 semaines, et deux appareils par classe, nous arrivons à 3*4*18*2*0,14 = 605 kWh/classe. Ici aussi, une hypothèse plus réaliste peut-être de considérer 75 % de cette valeur.
Le panneau chauffant n’ayant pas convaincu, nous ne le comptons pas ici.
Nous arrivons à une estimation de consommation entre 602 et 802 kWh/classe.
Le résultat est donc clair : malgré une consommation d’électricité non négligeable des équipements fournis (avec ici un calcul maximaliste !), le bilan en énergie finale est positif. Et ceci dans une école ayant déjà fait l’objet de certains travaux d’isolation. Ce résultat positif est cependant moins évident si l’on fait des conversions en énergie primaire ou en euros, car le transfert de consommations du gaz vers l’électricité sera défavorable aux équipements électriques … Sauf à considérer une production d’électricité renouvelable sur le site de l’école. Il est donc difficile à ce stade de présenter l’approche Slowheat en classe comme une évidence pour des économies financières. Une analyse plus fine des consommations réelles des équipements électrique doit être réalisée pour cela.
Piste pour de futures expériences : il semble que les kotatsus ont une consommation d’énergie importante, largement plus grande que celle des bouillotes, pour un résultat moins évident. De futures expériences gagneront donc à miser plus sur les bouillotes, ou à brider l’utilisation des kotatsus. Ainsi, chaque kotatsu consomme, selon nos hypothèses, autant que 7 à 8 bouillotes !
Implanté à Mons sur un domaine de 25 hectares, le Centre Hospitalier Psychiatrique du Chêne aux Haies compte un ensemble de 15 bâtiments. Établissement qui depuis sa création s’est considérablement étendu avec la construction de près de 12 660 m² supplémentaires sur les deux dernières décennies avec aujourd’hui une capacité d’accueil de 455 lits. Un patrimoine bâti dont l’équipe technique doit assurer le suivi de la maintenance et des nouveaux projets, mais aussi le suivi des consommations énergétiques afin de garder un œil sur leurs évolutions.
La traçabilité des consommations
Le suivi des consommations et de la facturation des 15 bâtiments du Centre Psychiatrique, d’une superficie totale de 33 150 m², n’est pas chose aisée d’autant plus qu’au fil des nouvelles constructions les raccordements se sont multipliés et parfois ont été opérés par repiquage sur des collecteurs, des conduites ou des cabines électriques existantes sans qu’un sous compteur y soit systématiquement placé. Cette identification relève aujourd’hui d’un véritable jeu de piste. Difficile dans ces conditions de mener un suivi précis.
Un exemple qui traduit bien l’intérêt d’assurer le suivi des consommations est cette fuite d’eau chaude sanitaire apparue courant 2004 dans un vide technique d’un des pavillons. Ce n’est que bien des semaines après que l’incident fut repéré et alors immédiatement corrigé. En attendant, ce sont plusieurs m³ d’eau chaude à 50°C inutilement gaspillés.
Niveau de consommation et suivi actuels
La société de maintenance désignée pour assurer l’entretien de l’ensemble des chaufferies et des équipements techniques du site réalise déjà un relevé des compteurs existants tous les quinze jours. Cette action permet d’obtenir une première approche de l’évolution des consommations, mais est limitée à une analyse globale et non pas dichotomique.
Pour se donner une idée de la taille du patrimoine bâti, voici les chiffres de consommations globales du site pour l ‘année 2003 : 630 000 m³ de gaz, 2 125 MWh d’électricité, 293.000 litres de mazout et 40 000 m³ d’eau. La facture énergétique globale s’élevait quant à elle à 520 000 € TVAC. On comprend dès lors l’importance d’effectuer un suivi rapproché.
Projet à l’étude
Afin de mettre en place une comptabilité énergétique efficace, le bureau d’études du service technique compte s’équiper de 88 compteurs à impulsions qui placés judicieusement permettront le suivi en direct des consommations d’eau, de gaz, de fuel et d’électricité. Le rapatriement des données s’effectuerait à travers le réseau téléphonique du site vers les bureaux du service technique où elles seront traitées et analysées.
Les objectifs
Plusieurs raisons conduisent aujourd’hui la Direction à se tourner vers cet investissement afin de disposer d’un outil de comptabilité énergétique performant :
Certains bâtiments du site doivent avoir une gestion totalement indépendante du centre hospitalier d’où la nécessité d’une comptabilité énergétique spécifique à chaque entité afin de répartir les coûts.
La buanderie et la cuisine sont deux entités très énergivores dont la Direction souhaite connaître précisément le coût de revient du kg de linge nettoyé et de chaque repas préparé en cuisine afin d’évaluer au mieux les frais réels d’hospitalisation.
C’est également un outil de supervision de la bonne maintenance des équipements (éventuelle dégradation des rendements) et de fixer le cas échéant un objectif d’économie à la société de maintenance de x% par poste et/ou par bâtiment qui pourra être aisément vérifié.
Détection de fuites éventuelles sur le réseau d’eau de ville du site, sur les réseaux d’ECS des bâtiments, de conduites de gaz enterrées ou de cuves à mazout.
Suivi de l’évolution des consommations de chauffage à travers le tracé de la signature énergétique de chaque bâtiment afin de s’assurer de la concordance des consommations en fonction des rigueurs climatiques. Une variation de la signature énergétique peut être synonyme d’une dérive des consommations (déréglage des courbes de chauffe, encrassement du brûleur et/ou de la chaudière,…).
Établissement d’un budget énergie pour chaque entité.
Mesure de l’impact d’investissement URE (Utilisation Rationnelle de l’Énergie) afin de valider les économies prévues et de montrer ainsi les résultats chiffrés à la Direction.
En détail
Économique
L’investissement est estimé pour l’acquisition du matériel et le placement à près de 146 000 € TVAC.
On peut estimer raisonnablement que l’on devrait générer environ 5 à 10 % d’économie globale à travers ce suivi des consommations soit entre 25 000 et 50 000 € TVAC sur le coût annuel actuel.
Description du comptage
Quantité
Prix unitaire HTVA
Montant en €
Eau DN 80
17
1 500
25 500
Eau DN 100
4
2 000
8 000
Eau DN 160
2
2 500
5 000
Gaz DN 50
10
1 750
17 500
Gaz DN 160
1
4 500
4 500
Électricité
24
1 000
24 000
Mazout de chauffage
6
1 500
9 000
Eau de Chauffage
4
1 250
5 000
Eau de chauffage sanitaire
19
1 000
19 000
Logiciel de traitement des données
1
2 500
2 500
Total des points de comptage
88
120 000
TVA 21%
25 200
Total TVAC avec système de rapatriement des données
145 200
Tableau : détails des coûts d’investissement.
Des subsides peuvent être sollicités auprès de la DGTRE (UREBA) pour ce type d’investissement.
Informations complémentaires
Philippe PIERARD
Directeur Service Technique
CHP du Chêne aux Haies
Tél. : 065 381 111
Email : philippe.pierard@chpchene.be
Cette étude de cas provient des Sucess Stories réalisées par l’ICEDD, Institut de conseils et d’études en développement durable en 2004.
En cherchant, on peut parfois faire de belles économies d’énergie et financières sans investissement. Comme par exemple, une ventilation qui fonctionne 24h/24 alors qu’une coupure de nuit est envisageable, les circulateurs de chauffage qui tournent toute l’année alors que la chaudière est coupée à la bonne saison, des compteurs hors service dont on paye toujours une redevance, l’éclairage extérieur d’un bâtiment ou d’un parking qui reste allumé de jour comme de nuit, … C’est ce qu’a réalisé le Responsable Énergie de la Ville de Namur. Il s’est penché sur les origines des différentes consommations électriques de l’Hôtel de Ville et s’est rapidement aperçu que certaines améliorations pouvaient facilement réduire les consommations et donc la facture électrique globale.
Cette analyse date du début des années 2000 et n’effectue pas de retour sur les mesures mises en place et leur impact réel. Toutefois, même si 2016 diffère de l’époque, les mesures envisagées sont toujours valables.
Un point de départ : les ratios de consommation
Afin de se donner une idée du niveau de consommation de son bâtiment, une bonne démarche est de le comparer à la moyenne des consommations des bâtiments de même affectation en Région wallonne. On peut ainsi rapidement situer sa consommation comme étant supérieure ou inférieure à la moyenne wallonne de x kWh/m² et par an.
Dans le cas de l’Hôtel de ville de Namur, on se situait bien au-delà de la moyenne. Une analyse fine suite à des mesures sur le terrain a permis de vérifier l’origine des consommations pour les différentes ailes et si effectivement ces kWh « excédentaires » étaient justifiés ou pas.
D’autres indicateurs
Il existe d’autres indicateurs de la bonne utilisation d’une installation électrique que l’on citera brièvement et qui ont été évalués par le Responsable Énergie dans sa démarche :
la puissance spécifique qui correspond à la puissance de pointe maximale annuelle sur la surface totale du bâtiment (une puissance spécifique élevée est source de consommation excédentaire);
la durée d’utilisation de l’installation qui se calcule en ramenant l’énergie consommée en heures pleines sur la puissance de pointe quart-horaire annuelle;
le rapport des consommations en heures creuses et en heures pleines.
L’analyse de terrain
Force fut de constater que la consommation électrique en heures creuses équivalait étrangement à 42% de la consommation totale. Est-il normal dans un bâtiment administratif qui n’ouvre que la journée de consommer autant la nuit ? Certes pas ! Mais qui est là pour s’en rendre compte en pleine nuit ? D’où l’importance et la nécessité d’effectuer des mesures de courant afin d’évaluer qui consomme et quand.
N°
Résumé des modifications à apporter pour générer les économies estimées
Investissement TVAC
Économie d’énergie
Modif. Pointe kW
Économie financière générée annuellement
Temps retour brut
MWhPL
MWhCR
Hr.PL
Hr.Cr
Pointe
Total
a.1
Mieux gérer l’éclairage des sanitaires et des couloirs.
0
5.5
61.5
0
423 €
3 158 €
0
3 581 €
0
a.2
Couper l’éclairage des parkings.
815 €
14
102
0
1 078 €
5 238 €
0
6 316 €
0,13 an
a.3
Horaire de l’éclairage extérieur.
0
21
0
0
1 078 €
0
1 078 €
0
a.4
Couper le transfo de 400kVA.
2.3
2.9
0
177 €
149
0
326 €
1,7 an
a.5
Couper les halogènes de l’accueil.
5.5
0.5
– 1.5
423 €
25
12 x 15 €
628 €
0
b.1
Couper l’éclairage des sanitaires et des couloirs plus tôt.
1 800 €
5.75
5.75
0
442 €
295
0
737 €
1,6 an
b.2
Éclairage manuel dans les sanitaires.
0
5
0
0
38 €
0
385 €
b.3
Couper les prises de courant durant la nuit et les week-ends.
3 755 €
12
74
0
924 €
3 800 €
0
4 724 €
0,8 an
c.1
Ballasts électroniques écl. bureaux.
50 000 €
50
0
– 20
3 850 €
0
12 x 203 €
6 286 €
8 ans
c.2
Ballasts électroniques écl. parkings.
5 000 €
6.5
1.5
– 2
500 €
77
12 x 20 €
597 €
8.5 ans
Sur base de l’analyse des mesures, des anomalies de programmation d’horloge ont été décelées comme par exemple le fonctionnement 24h/24 des ventilateurs d’extraction des parkings ainsi que leur éclairage alors qu’ils sont inaccessibles la nuit. De plus, le patio et le jardin, fermés aussi au public durant la nuit, sont illuminés alors qu’ils ne sont pas visibles depuis la voirie, dès lors une meilleure programmation de l’horloge permettrait une économie de 21 MWh par an. Également, une meilleure gestion de l’éclairage des couloirs et des sanitaires apporte des économies substantielles.
Plusieurs actions ont été finalement proposées par le Responsable Énergie qui ne manqueront pas d’interpeller les mandataires tant ces économies sont pour la plupart directes et sans investissement.
Faites le tour de vos bâtiments et vous constaterez peut être que ces consommations inutiles additionnées représentent vite quelques milliers d’euros sur une année.
En détail
Potentiel d’économie d’énergie
Si les actions a.1 à b.3 sont mises en œuvre :
Gain sur la facture électrique : 17 775 € / an
Investissement : 6 920 €
Temps de retour : 5 mois
Des subsides peuvent être sollicités auprès de la DGTRE (UREBA) pour ce type d’investissement.
Informations complémentaires
David GOFFIN
Responsable Énergie
Ville de Namur
Service Électromécanique
Tél : 081/248 503
Email : david.goffin@ville.namur.be
Cette étude de cas provient des Sucess Stories réalisées par l’ICEDD, Institut de conseils et d’études en développement durable en 2004.
Tous les gestionnaires que nous avons pu rencontrer et ayant fait le choix d’une GTC sont satisfaits et, à refaire, referaient le même investissement vu la facilité de la maintenance et les économies d’énergie réalisées.
Le Fonds des bâtiments scolaires de la Communauté Française gère ainsi avec satisfaction ses bâtiments scolaires des provinces de Namur, de Liège et du Brabant wallon (depuis plus de 20 ans). La commune de La Louvière étend progressivement son réseau aux différents bâtiments communaux …
Pour être concret, voici l’expérience de Monsieur Michel De Smet, responsable de l’électromécanique de la ville de Mons. Déjà en 1995 la GTC avait montré son efficacité. C’est encore le cas aujourd’hui en 2016.
« Nous gérons près de 160 bâtiments, c’est-à-dire environ 120 chaufferies sur l’ensemble du territoire communal. Le service chauffage occupe 6 chauffagistes et 1 contremaître.
Nous disposons d’un système de télégestion couvrant actuellement 35 bâtiments de la Ville de Mons et nous en sommes très satisfaits. D’autres raccordements sont prévus.
Nous avons été favorisés par l’existence de plusieurs régulateurs d’une même marque déjà en place dans les chaufferies, ce qui nous a permis de n’investir que dans :
le câblage des contacts d’alarme,
le placement de l’interface,
le placement de la ligne téléphonique.
Les interventions sont réalisées par nos services internes.
Nous avons raccordé prioritairement les chaufferies :
facilement adaptables (régulateur compatible),
importantes en volume de bâtiment chauffé,
les plus éloignées du centre de Mons (parfois l5 ..20 km).
Nous avons démarré avec une installation « pilote » pour tester le logiciel et nous tester.
En fait, c’est la mise en service d’un régulateur qui demande du temps, car nous analysons son fonctionnement (sur base d’historiques et nous ajustons les paramètres). Nous avons ainsi pu détecter bon nombre d’anomalies, de sondes qui ne fonctionnaient pas correctement, de sondes dont le raccordement était inversé (sonde 1 sur circuit 2 et inversement, …).
La plus grande économie provient de ce qu’on a pu supprimer beaucoup de dérogations locales : l’utilisateur mettait l’installation en fonctionnement continu … et oubliait de la reprogrammer. À présent, il doit nous téléphoner pour que nous puissions programmer le chauffage, en vue d’une réunion le soir ou d’une fête le samedi.
Cette adaptation a suscité quelques réactions (il n’est pas facile de passer de 23°C à 21 °C !) mais le pli est pris.
Nous découvrons également des problèmes hydrauliques (déséquilibrages d’installation, insuffisance de certains circulateurs, …) maintenant que notre gestion est plus fine.
Une sauvegarde des paramètres de réglage est possible, si bien qu’après le test d’une nouvelle solution jugée inadéquate, nous pouvons toujours revenir aux anciens paramètres.
Après cette phase de mise en service, les interventions sont rares. Si les personnes se plaignent, c’est que très souvent il y a eu une modification physique locale : nouveau percolateur placé sous une sonde, affiche collée sur une sonde, …
La suppression progressive des conciergeries nous posait problème; à présent, l’alarme antigel automatique nous protège de tout risque.
L’interprétation correcte d’une alarme demande une connaissance physique de l’hydraulique de l’installation ! Ici, au bureau, nous connaissons nos bâtiments.
Un gros bâtiment, sous contrat avec une société de maintenance, a été également raccordé sous télégestion. Cela nous a permis de mieux contrôler leur travail.
Nous connaissons l’emploi du temps de nos ouvriers (entre le temps de déclenchement de l’alarme et de remise en ordre de l’installation). Et plus question de mettre l’installation en dérogation à défaut d’avoir trouvé la panne.
Notre charge au bureau a augmenté puisque nous reprenons une part de la résolution du problème, mais globalement le travail est beaucoup plus efficace.
Nous n’avons pas de contrat de maintenance avec la société de régulation, mais elle répond à nos questions si nécessaire.
Nous constatons une chute assez significative des consommations. Un bilan précis a été établi en fonction des degrés-jours à l’aide d’un tableur Excel dont voici ci-dessous deux extraits. L’année de la mise en service du nouveau système de régulation et de télégestion apparaît au premier coup d’œil ! »
Le Centre belge du Tourisme des Jeunes (actuellement Kaleo) gère plus de 20 bâtiments en Ardenne. Elle souhaite établir le cadastre énergétique de son parc afin de mieux définir ses priorités en matière d’investissement.
La Ville de Chimay s’est inscrite en 2002 dans le projet PALME (Programme d’Actions Locales pour la Maîtrise de l’Énergie).
La situation de départ de la Ville était celle de la majorité des communes wallonnes : aucun suivi réel des consommations des bâtiments n’était assuré. La démarche de travail adoptée est présentée dans les lignes qui suivent.
Sur les traces de la facturation
Il a donc fallu commencer par mettre en place un suivi de la facturation pour les quelques 30 bâtiments présentant ensemble une consommation de 280 000 litres de fuel et 335 000 kWh d’électricité par an.
Une base de données Access a été réalisée dans laquelle les factures relatives aux consommations de gaz, fuel, électricité et eau sont encodées. De quoi établir un état annuel des dépenses relatif à chaque bâtiment. Et pointer le cas échéant quelques anomalies comptables : facture rentrée deux fois ou affectée à un mauvais bâtiment, compteur supprimé dont on continue à payer la redevance, compteur en double emploi ou inutile….
À Chimay, les factures énergie des trois dernières années ont ainsi été encodées pour évaluer l’évolution dans le temps des coûts financiers.
Pas question d’imposer une comptabilité énergétique en bonne et due forme pour chaque bâtiment. Cela nécessiterait un fastidieux relevé mensuel de chaque compteur. La consommation réduite d’une grande partie des bâtiments peut se satisfaire d’un simple suivi annuel. Seuls les gros consommateurs méritent une vigilance mensuelle. Encore faut-il pouvoir assurer ce relevé mensuel de chaque compteur ce qui peut s’avérer problématique quand la citerne à mazout ne dispose pas de jauge.
À l’affût des anomalies flagrantes
Dans un second temps, il a fallu réaliser un état des lieux des bâtiments, afin de disposer d’une première base de travail. Une fiche signalétique est établie pour chacun des bâtiments reprenant toute une série de renseignements et caractéristiques : localisation, type d’affectation, nombre d’occupants, horaire d’occupation, vecteurs énergétiques, caractéristiques des installations de chauffage (type et année de construction de la chaudière et du brûleur, type de régulation et de distribution, nombre de radiateurs et vannes thermostatiques, état général), caractéristiques des installations de production d’eau chaude, heures de programmation des périodes de chauffe, mode d’isolation, dimensions du bâtiment….
Une étape importante qui justifie une visite de terrain minutieuse. De quoi repérer des anomalies immédiatement corrigibles : un thermostat resté à l’heure d’hiver ou bien décalé par rapport aux jours de la semaine, une programmation qui ne correspond plus à la nouvelle affectation des lieux, une température d’eau trop élevée, une sonde cachée derrière un porte-manteau, un matelas d’isolant non replacé après une intervention dans les combles….
Chaque fiche signalétique permettra également de garder une trace des interventions menées, des changements d’affectation ou d’occupation….
Un cadastre énergétique des bâtiments
Un cadastre énergétique des bâtiments est ensuite établi. Il classifie les bâtiments selon un indice E correspondant à leur efficacité énergétique calculée sur base des consommations d’énergie et des caractéristiques dimensionnelles du bâtiment.
En pondérant cet indice par la consommation de chauffage, on identifie clairement les bâtiments prioritaires en termes d’interventions, ceux dont le potentiel d’économie est le plus important.
Pour des bâtiments complexes et gros consommateurs, l’audit énergétique est toujours un exercice rentable qui permet d’évaluer les points faibles aussi bien au niveau de l’enveloppe que des équipements.
Les améliorations possibles sont présentées dans un rapport précisant les coûts d’investissement et temps de retour respectifs de chacune des actions proposées.
À Chimay, un audit a notamment été réalisé pour la piscine communale et sert aujourd’hui de fil conducteur pour la Direction dans sa démarche de rénovation et d’amélioration du bâtiment et des équipements.
Plan d’actions et d’investissements
À partir des outils désormais à disposition – état des lieux, suivi comptable, cadastre énergétique -, il reste à se donner une ligne de conduite des actions que l’on souhaite réaliser en fonction des priorités dégagées.
Ce plan d’action comprend aussi bien des démarches techniques que de sensibilisation et/ou d’information sur l’énergie ou sur le fonctionnement de tel ou tel équipement. Un plan d’action qu’il s’agira de faire cadrer avec un budget communal où il lui faudra cohabiter avec une multitude d’autres postes.
C’est souvent là que l’intervention du coordinateur PALME ou du Responsable Énergie prend toute son importance. À lui de présenter un bon dossier qui démontrera l’intérêt et la pertinence de l’action auprès des décideurs. Bien évaluer les dépenses pour chacune des actions, estimer le temps de retour des investissements sur base des économies générées et l’éventuel impact positif sur le confort des occupants. Sans oublier la quantité de CO2 économisée histoire de contribuer aussi à la réduction de l’effet de serre.
Bref, réaliser des économies d’énergie à travers la mise en place d’une bonne gestion énergétique de ses bâtiments n’est pas tant une question de moyens financiers que de capacité à bien structurer sa démarche et à s’équiper des outils de base pour évaluer et planifier les actions URE.
Sur base d’une analyse des résultats engrangés par ces analyses, une liste des bâtiments communaux les plus énergivores a été établie. En 2008-2009, des audits énergétiques ont été réalisés pour ceux-ci. Finalement, entre 2010 et 2013, une campagne d’investissements d’amélioration de la performance énergétique de ces bâtiments a été réalisée avec l’aide de subsides européens (fonds FEDER).
Cette étude de cas provient des Sucess Stories réalisées par l’ICEDD en 2004, et a été mise à jour suite à un contact avec le service Patrimoine & Logement de la ville de Chimay en 2016.
Actuellement (début 2016) la fourniture urbaine de chaleur à Charleroi est en pleine négociation entre le fournisseur et les clients.
Bien que la présente étude de cas soit relativement ancienne, elle montre l’efficacité de la comptabilité énergétique pour détecter et corriger très rapidement toutes formes de dysfonctionnements. Toutes les conclusions restent valables.
Situation initiale
Situation initiale, établie en mars 94 :
Les consommations du collège sont inventoriées de mois en mois, depuis 1991, sur un tableau manuel, mais ne sont pas analysées.
En mars 1994, l’économe se rend compte que son budget 1994, pour les consommations de chauffage, est très largement entamé !
Un rapide coup d’œil sur le tableau dont il dispose le fait littéralement paniquer : il semble bien qu’il n’y ait pas d’erreur comptable, mais bel et bien une dérive des consommations…
Les informations utiles dont il dispose sont les suivantes :
surface chauffée : 8 340 m2
nombre d’élèves : 1 600 externes
nombre de religieux résidents : 20
occupation : constante depuis 10 ans à des fins scolaires uniquement
repas fournis en externat : 200 repas par jour
système : chauffage urbain (alimentation en eau surchauffée)
schéma hydraulique : inconnu
schéma de régulation : inconnu
usages de l’énergie : chauffage et eau chaude sanitaire
comptage : voir factures SOCAGETH
Tableau des consommations brutes :
Ce tableau exprime les consommations enregistrées à partir des factures mensuelles de la SOCAGETH (Chauffage urbain).
1992
cons.
(en GJ)
1993
cons.
(en GJ)
1994
cons.
(en GJ)
01/92
871
01/93
764
01/94
1286
02/92
668
02/93
913
02/94
951
03/92
503
03/93
658
03/94
783
04/92
290
04/93
409
04/94
…
05/92
107
05/93
155
06/92
50
06/93
94
07/92
4
07/93
105
08/92
23
08/93
84
09/92
117
09/93
116
10/92
449
10/93
630
11/92
716
11/93
1 003
12/92
1 014
12/93
669
Total
4 812
Total
5 600
Ce tableau n’est guère facile à interpréter… Notamment, on ne perçoit pas si la dérive des consommations en 93 et 94 est due à des variations climatiques ou non ?
Pour pouvoir normaliser ces consommations, il faut en extraire les consommations qui ne sont pas imputées au chauffage (on aperçoit bien des consommations en été…)
Estimation des consommations pour l’eau chaude sanitaire
Le chauffage urbain est utilisé pour le chauffage des locaux et pour la production d’ECS de l’école, soit
les besoins privés de la Communauté des Pères,
les douches de l’école,
les repas (cuisine collective) de l’école.
À défaut d’un comptage spécifique de ces besoins, ils sont estimés à partir de statistiques de consommations.
Des consommations brutes, on retirera donc 23 GJ/mois entre septembre et juin, et 6 GJ/mois en juillet et août.
On en déduit un nouveau tableau des consommations brutes, hors eau chaude sanitaire :
1992
cons.
(en GJ)
1993
cons.
(en GJ)
1994
cons.
(en GJ)
01/92
848
01/93
741
01/94
1 263
02/92
645
02/93
890
02/94
928
03/92
480
03/93
635
03/94
760
04/92
267
04/93
386
04/94
…
05/92
84
05/93
132
–
–
06/92
27
06/93
71
–
–
07/92
0
07/93
99
–
–
08/92
17
08/93
78
–
–
09/92
94
09/93
93
–
–
10/92
426
10/93
607
–
–
11/92
693
11/93
980
–
–
12/92
991
12/93
646
–
–
Total
4 570
Total
5 358
–
–
Reste une consommation d’été trop élevée, particulièrement en 93 …
La comptabilité énergétique ne fournit pas d’interprétation : elle tire le signal d’alarme et suggère une analyse plus détaillée sur place
rendement désastreux de la production d’eau chaude sanitaire ?
arrêt réel du système de chauffage l’été ?
précision suffisante du compteur d’eau surchauffée pour les petits débits ?
… ou simplement un stage sportif organisé dans l’école en été ?
Une réponse à ces questions permettrait d’être plus précis dans le montant à retirer des consommations brutes d’hiver (si l’ECS est très coûteuse en été, elle l’est aussi en hiver…).
Normalisation des consommations
Il faut à présent neutraliser l’effet du climat pour rendre la comparaison possible d’une année à l’autre et repérer l’importance des dérives. Dans ce but, on indique les degrés-jours correspondant à chaque mois de la saison de chauffe.
L’ATIC calcule les degrés-jours correspondant à la saison de chauffe, sur base des données de l’IRM.
Année
consom. brutes
(en GJ)
DJ du lieu
DJN du lieu
Consom. Normalisées (en GJ)
1992
4 570
2 109
2 290
4 962
1993
5 358
2 090
2 290
5 573
On voit que la consommation de 1993 est bien supérieure à celle de 1992, tant en consommation brute qu’en consommation normalisée.
On remarque aussi que les hivers cléments de 1992 et 1993 ont allégé le poids de cette consommation par rapport à ce qu’elle aurait été si le climat avait été « normal ».
Comparaison au ratio du secteur
Comparons les consommations 1992 et 1993 au ratio établi en région wallonne pour les écoles (statistiques Institut de Conseils et d’Études en Développement Durable) de 15 à 20 l mazout/m² an (soit 0,54 GJ à 0,72 GJ/m2.an).
Le Collège du Sacré-Cœur se trouve dans la norme pour 1992 et à la limite haute de la norme pour 1993. Cette norme est une moyenne établie sur un échantillon représentatif d’écoles situées en Wallonie (hors internats). Les écoles de l’enseignement libre se situant davantage à la limite basse et les écoles de l’enseignement officiel… à la limite haute.
Signature énergétique
La dispersion des points autour de la droite de régression reste faible surtout en 1993. Les pentes restent parallèles (même sensibilité aux variations climatiques) mais décalées vers le haut (consommation fixe permanente ?)
De plus, en 1993, on voit apparaître des consommations à 0 degré jour. Après enquête, il est apparu que la circulation de l’eau dans les boucles primaires de l’installation de chauffage n’a pas été arrêtée durant l’été 1993, alors qu’en 1992 cela avait été fait.
Les premières observations de 1994 montrent une nette dérive de la consommation (problème de régulation?). On peut imaginer quelle serait la signature énergétique si la consommation d’avril à décembre suivait la même tendance !
Attention, l’importante consommation de Janvier 94 par rapport à décembre 93 peut correspondre à un simple report, en janvier 1994, de consommations de décembre 1993. Ici se pose donc la question de la périodicité des relevés de consommation.
Conclusions
Cet exemple montre l’intérêt
d’assurer des relevés de consommation mensuels, indépendamment du fournisseur (maîtrise de la périodicité des relevés, contrôle),
d’affiner la connaissance des besoins par usage de l’énergie (besoins nécessaires à l’ECS, notamment),
d’affiner la connaissance des installations et équipements (fichiers et plans descriptifs), afin de permettre une bonne interprétation des phénomènes détectés.
Plus globalement dans ce bâtiment, la question de la production d’ECS par le système de chauffage central doit être posée : cette situation n’autorise pas l’arrêt pur et simple de l’installation en période estivale (prix du GJ utile !). Pour la communauté religieuse, une solution par une production d’eau chaude décentralisée devrait être trouvée. On vérifiera également que le circuit de chauffage de la communauté est totalement distinct de celui de l’école, afin de permettre les coupures de nuit et de week-end.
Depuis lors, la situation a-t-elle été mise sous contrôle ?
D’autres contrôles de la comptabilité énergétique ont-t-ils été effectués ?
Attention !!! La société SOCAGETH semble vouloir mettre fin à ses contrats de fourniture de chaleur !
Les études universitaires demeurent l’espace privilégié de la transmission et de la création du savoir. À Namur, elles sont organisées au sein de six facultés :
droit;
médecin;
philosophie et lettre;
informatique;
sciences;
et sciences économiques, sociales et de gestion.
On y retrouve deux cents professeurs et autant d’assistants, pour quatre mille cinq cents étudiants.
La soixantaine de bâtiments des facultés se situe principalement dans le centre de Namur. Ils représentent actuellement une superficie exploitée d’environ 148 000 m².
Implantation des Facultés universitaires dans Namur.
Parmi tous les bâtiments, ce sont ceux dédiés à la recherche qui sont, de loin, les plus énergivores.
Les installations techniques, de chauffage et de climatisation comprennent :
36 chaufferies avec 50 chaudières,
67 groupes de ventilation,
234 pompes et circulateurs,
23 boilers sur chaudière,
30 ascenseurs,
37 chambres froides,
17 groupes frigorifiques.
Cette étude de cas a été réalisée au tournant de l’année 2000 en se basant sur les consommations des années 90. Aujourd’hui, en 2016, les principes de réduction d’énergie et de coûts mis en œuvre restent d’actualité, mais les prix exposés dans le développement de cette page sont à évaluer de manière critique.
En 2000, la consommation annuelle de mazout était de 1 250 000 équivalents litres, celle d’électricité était de 6 500 000 kWh.
Au début des années 90, la facture annuelle d’électricité pour l’ensemble des FUNDP se monte à plus de 625 000 € par an. Afin de réduire cette facture, Monsieur Guilmin, responsable du département maintenance, projette d’entreprendre une série d’actions sur les consommations électriques.
Sensibilisation des occupants
Fin 1997, en éveillant la sensibilité de quelques personnes à la nécessité de maîtriser les consommations énergétiques, les services techniques initient une démarche qui ne cessera plus de s’amplifier.
Ainsi, à l’initiative des services techniques, dans chaque bâtiment, plusieurs personnes prennent rapidement conscience de l’importance de l’action individuelle dans la diminution des consommations énergétiques.
Fort de ce support venant de quelques utilisateurs, les services techniques entament une campagne beaucoup plus vaste de sensibilisation des occupants et utilisateurs.
Pour s’assurer de leur participation active dans le processus d’économie d’énergie, ces derniers doivent être rassurés par rapport au confort attendu et au bon fonctionnement des équipements.
Le comportement le plus immédiat à faire adopter est l’extinction de l’éclairage en dehors des heures d’occupation des locaux. Affichettes et autocollants font alors leur apparition, avec un slogan simple : « je fais comme chez moi, j’éteins !! ». Plusieurs articles consacrés aux économies d’énergie sont publiés dans le périodique bimestriel des FUNDP. Diverses informations techniques sont envoyées aux responsables de laboratoires ou de départements particulièrement « énergivores ».
Par ces campagnes et grâce aux quelques acteurs déjà sensibilisés, d’une participation polie, l’ensemble des occupants devient actif dans la recherche des gaspillages. Une véritable philosophie d’entreprise naît, grâce à la confiance établie entre les gestionnaires techniques et les utilisateurs des bâtiments. Il est dès ce moment possible de diminuer les températures de consignes et les plages horaires sur le chauffage, sans que n’apparaissent ni chaufferettes d’appoint, ni rouspétances.
Fin 1998, les services techniques s’appuient sur le soutien de tous les utilisateurs et occupants pour proposer une position volontariste en matière d’utilisation rationnelle de l’énergie au conseil d’administration des FUNDP, qui l’accepte.
Le changement de mentalité se fait alors sentir au niveau des investissements en nouveau matériel. Tout nouvel achat est étudié sous l’angle de la consommation. Par exemple, une série de frigos « classe A » viennent remplacer des appareils moins performants.
Exemple.
La bibliothèque universitaire Moretus-Plantin (BUMP) comporte 10 plateaux, dont 3 sont accessibles au public et 7 contiennent les livres archivés. L’éclairage de chacun des 7 plateaux d’entreposage comprend 100 tubes de 36 W. Ces tubes étaient allumés par le passé de 8h00 à 20h00, pour garantir le confort et un climat de sécurité. Le technicien gestionnaire de ce bâtiment a été particulièrement sensible aux actions des services techniques et a, à son tour, entamé diverses actions de sensibilisation pour réduire les consommations. Les discussions ont porté sur la possibilité de couper l’éclairage en dehors des périodes d’utilisation de chaque rayon. Cela s’est traduit par le remplacement des interrupteurs classiques par des minuteries à réarmement qui éteignent automatiquement les lampes après 15 minutes. De 445 000 kWh en 1997, la consommation de la bibliothèque est passée à 395 000 kWh en 1999.
Repérage des principaux consommateurs
Afin de réduire efficacement les consommations électriques, la première étape est le relevé des consommations par équipement afin d’identifier les gros consommateurs. Dans cette optique, 140 compteurs comptabilisant les consommations d’autant de bâtiments ou de zones d’utilisation sont posés.
Décompteurs, l’un d’eux équipé d’une cellule optique pour mesurer la consommation « instantanée »
En 1992, la facture électrique est de quelques 642 300 € pour 6 770 000 kWh. Avec une superficie de locaux de 136 400 m², le ratio est de 49,6 kWh/m² an.
Plusieurs opérations de réduction des consommations électriques sont alors lancées. Les premières concernent les appareils d’éclairage et les boilers électriques.
L’impact sur la consommation électrique de ces deux mesures se fait rapidement ressentir puisqu’en 1995, la facture ne correspondait plus qu’à 635 375 €, soit 6 200 000 kWh. Le ratio de consommation était donc retombé à 44,5 kWh/m² an.
Rénovation de l’éclairage
Le relighting a été et est réalisé en plusieurs phases. Les objectifs généraux sont la réduction de la consommation électrique et l’amélioration du niveau d’éclairement.
Les services techniques entament une première étape au début des années 90, par le remplacement systématique des équipements d’éclairage (réglettes nues, luminaires laqués blancs, diffuseurs opalins) par des appareils avec nettement meilleur rendement. Ces appareils sont encore équipés de starter et de ballast électromécanique. Ces remplacements se font par opportunité, dès que des travaux sont planifiés dans des locaux. Cela représente une moyenne d’environ 200 équivalents tubes par an.
En 1994-1995, les ballasts électroniques remplacent les ballasts électromécaniques, toujours avec la même intensité dans le programme de remplacement.
Finalement, à partir de 1998, le dimmage des appareils proches des fenêtres en fonction de la luminosité fait son apparition. Le dimmage, c’est-à-dire l’augmentation ou la diminution progressive de la puissance d’éclairage, permet de réduire automatiquement la puissance de l’éclairage lorsque l’éclairage naturel est suffisant. Actuellement, cette campagne se poursuit encore à raison de 700 équivalents tubes par an.
Les temps de retour pour ces appareils oscillent autour de 6-7 ans, en fonction des travaux annexes à réaliser comme le re-plafonnage après travaux.
Nouveaux luminaires haut rendement.
Les deux objectifs sont atteints, avec de meilleurs niveaux d’éclairement là où c’était nécessaire et des économies d’électricité.
Exemple.
À titre d’exemple, les nouveaux appareils de l’auditoire D1 procurent un même niveau d’éclairement, pour une diminution sensible de la consommation :
Tubes fluos ancienne génération T12 et T12 « rapid start » (38 mm) et tubes fluos nouvelle génération T8 (26 mm) et T5 (16 mm)
À la bibliothèque universitaire Moretus Plantin (BUMP), des nouveaux appareils dans la zone d’accueil procurent un niveau d’éclairement 4 fois supérieur aux anciens appareils, pour une économie d’énergie de plus de 750 W.
*17, 4, 10 et 5 [W] sont respectivement les pertes dues aux ballasts électromagnétiques dans les anciens appareils et électroniques dans les nouveaux.
Suppression de chauffe-eau électriques
Lors de leur installation, les boilers électriques se justifiaient par leur investissement réduit par rapport au coût d’installation d’un système de chauffage centralisé. À l’heure actuelle, au vu du prix de l’énergie, la production d’eau chaude à partir d’une source électrique, directe ou à accumulation, ne se justifie plus.
Les boilers électriques sont dès lors progressivement remplacés par d’autres boilers placés sur des chaudières existantes ou sur de nouvelles chaudières installées spécifiquement à cet effet.
Les bâtiments de logement (résidence des Pères et pédagogie) sont les premiers visés par ces mesures, suivis immédiatement par les bâtiments académiques.
170 kW de résistance électrique furent ainsi remplacés, pour des temps de retour relativement courts, de l’ordre de 2 à 5 ans. De plus, la maintenance se trouve indirectement améliorée : la faible durée de vie des chauffe-eau électriques, la fragilité et la sensibilité à la température des têtes en céramique de la robinetterie, les fuites des groupes de sécurité ne sont maintenant plus de mise avec les boilers sur chaudières.
Placement de moteurs à vitesse variable
Les avantages des variateurs de vitesse (convertisseurs de fréquence) sont multiples. D’une part, l’adaptation de la vitesse des moteurs en fonction des besoins réels permet une grande facilité de réglage et de pilotage comparé aux systèmes tout ou rien (ON/OFF). La finesse des réglages est particulièrement intéressante par rapport au sur-dimensionnement que l’on rencontre pour de nombreux circulateurs de boucles de distribution de chauffage. Un deuxième avantage est l’économie réalisée sur les factures d’électricité et sur les factures de chauffage ou de climatisation (le chaud et le froid ne sont plus distribués que lorsque c’est vraiment nécessaire). Notons finalement que le bruit de fonctionnement se trouve considérablement réduit.
Circulateur à vitesse variable.
En ce qui concerne les moteurs d’entraînement des ascenseurs, l’utilisation de vitesse variable permet d’accélérer et de ralentir progressivement, ce qui réduit très fort les contraintes sur les moteurs et sur les freins et en améliore ainsi grandement la durée de vie.
D’un point de vue financier, il est difficile de chiffrer précisément le temps de retour. D’une part, les économies réalisées par les variateurs de vitesse sont difficilement « isolables » des autres économies et d’autre part les variateurs de vitesse restent actuellement relativement chers. Toutefois, indépendamment du temps de retour, le confort dans le pilotage des installations justifie souvent à lui seul l’investissement.
Maîtrise de la pointe quart horaire
Le tarif Binôme B appliqué aux FUNDP est composé de trois termes principaux. Le premier est proportionnel à l’énergie consommée par mois (exprimée en kWh). Le deuxième terme est proportionnel à la puissance maximum appelée au cours du mois (exprimée en kW). Enfin, un troisième terme vient s’ajouter aux deux précédents, proportionnel à la puissance maximum appelée au cours des 12 derniers mois (exprimée en kW).
Les diminutions des consommations mentionnées plus haut permettent de réaliser des économies non seulement sur le premier terme de la facture, l’énergie consommée, mais aussi sur les puissances maximums appelées sur le mois et sur l’année. En effet, en diminuant les consommations « permanentes », on réduit par la même occasion la puissance appelée aux heures de pointe.
Le délestage va plus loin encore en arrêtant ou diminuant aux heures de pointe les charges électriques non immédiatement nécessaires. C’est sur les deuxième et troisième termes de la facture que le délestage va agir.
Le délestage aux FUNDP ne concerne que la cabine principale qui représente plus de 80 % des consommations électriques. Les 4 autres cabines haute tension connectées au réseau de distribution ne sont pas concernées.
En parlant de puissance maximum, il s’agit en réalité de l’énergie maximum consommée sur un quart d’heure, cette puissance est appelée la puissance quart-horaire.
Le principe du délesteur est d’analyser l’évolution de la consommation pendant chaque quart d’heure. Si un risque de dépasser une consigne prédéfinie apparaît, le délesteur va envoyer un ordre d’arrêt ou de diminution de charge à une ou plusieurs machines électriques, de façon à maintenir la puissance quart-horaire en dessous de la consigne. Le choix et les priorités des machines à arrêter est défini à l’avance par le staff technique.
Le relevé des appareils délestables, ceux que l’on peut couper pour quelques minutes sans troubler le confort des utilisateurs, permet une estimation de la puissance qui pourra être coupée ou réduite pour écrêter la pointe quart-horaire. Pour les FUNDP, celle-ci se monte à 100 kW sur les installations de chauffage et 100 kW sur les installations de conditionnement d’air. Compte tenu du fait que les charges de chauffage et de froid ne sont pas simultanées, c’est au total un potentiel d’environ 100 kW délestables qui est ainsi identifié. Les appareils délestables, au nombre de 150 environ, sont les circulateurs secondaires des installations de chauffage, les compresseurs des groupes frigorifiques, les ventilateurs des groupes de ventilation et des groupes de compensation d’air dans les laboratoires et les chauffe-eau électriques encore en fonctionnement.
Le choix pour le délestage est encouragé par l’existence d’une gestion centralisée (GTC) qui pilote déjà 95 % des charges à délester (chauffage et de la climatisation). La GTC assure déjà de façon centralisée la mise en route, la mise en fonctionnement à vitesse réduite ou la mise à l’arrêt des appareils électriques comme les circulateurs des boucles de chauffage ou les ventilateurs des boucles de climatisation. Les investissements pour le délestage s’en trouvent dès lors réduits à la gestion des informations déjà collectées.
L’estimation présentée au conseil d’administration prévoit un temps de retour sur investissement inférieur à 1 an, pour un investissement de 20 000 €. L’accord obtenu sur cette base conduit à l’acquisition du délesteur en février 97 et à sa mise en service en juin 97.
Fonctionnement du délestage
Délesteur.
Sur base des consommations des années antérieures, M. Guilmin a fixé des consignes de puissance pour chaque mois. Ces consignes correspondent à la puissance quart-horaire à ne pas dépasser pour chacun des mois, éventuellement adaptée en fonction des nouveaux équipements apparus d’une année à l’autre.
Évolution de la pointe quart horaire durant une journée type. Le rouge représente la puissance délestée.
Aucune intervention du staff technique n’est théoriquement nécessaire pendant le fonctionnement du délesteur. Ce dernier mesure la puissance globale consommée aux FUNDP à la cabine haute tension principale et compare la consommation à la consigne fixée par Monsieur Guilmin. Si la consommation risque de dépasser la consigne pour le quart d’heure en cours, le délesteur envoie des ordres de délestage via la GTC à un ou plusieurs groupes d’appareils.
Pour déterminer si la consommation pendant le quart d’heure en cours risque de dépasser la consigne, le délesteur va d’abord analyser l’évolution de la consommation pendant un laps de temps prédéfini, en début de quart d’heure. Le délesteur va ensuite extrapoler l’évolution de la consommation jusqu’à la fin du quart d’heure et calculer la puissance quart-horaire. C’est cette estimation qui sera comparée à la consigne pour déterminer s’il y a lieu de délester ou non. Il est essentiel de spécifier un temps d’analyse de la consommation d’une part suffisamment long pour permettre une évaluation correcte de l’évolution de la consommation, mais suffisamment court d’autre part, pour pouvoir délester aussi tôt que possible et avoir ainsi plus de poids dans le délestage. En effet, si un appareil est délesté suffisamment tôt, il évitera qu’un deuxième appareil ne doive être délesté en fin de quart d’heure.
À partir de l’inventaire des appareils électriques jugés délestables, le staff technique a déterminé 16 groupes d’appareils délestables, classés selon leur localisation, leur importance, leur puissance et le type d’appareil. Le délesteur travaille sur base de ces 16 groupes, c’est à eux que le délesteur envoie, via la GTC, des ordres de délestage ou de relestage et non à des appareils isolés.
Au sein d’un groupe, plusieurs appareils peuvent être en fonctionnement et plusieurs autres à l’arrêt. La GTC centralise l’état de chacun des appareils et détermine si un groupe est délestable ou non. Concrètement, si aucun des appareils électriques du groupe ne fonctionne, il n’est pas délestable.
Gestion technique centralisée des installations climatiques.
Lorsque le délesteur doit envoyer un ordre de délestage, il va premièrement identifier quels sont les groupes d’appareils qui sont délestables. Parmi ceux-ci, il va ensuite en sélectionner un ou plusieurs selon des priorités et des contraintes prédéfinies par le staff technique. L’ordre de délester est envoyé à la GTC, qui traduit cet ordre vers tous les appareils du groupe qui sont en fonctionnement.
L’état de fonctionnement des appareils électriques (on/Off) est envoyé à la GTC.
La GTC rassemble ces informations pour chacun des 16 groupes de charge et définit si un groupe est délestable ou non.
La GTC envoie la délestabilité de chacun des 16 groupes au délesteur.
Un capteur mesure la consommation électrique globale à la cabine haute tension et envoie cette mesure au délesteur.
Le délesteur compare la consommation mesurée à la cabine haute tension à la consigne et détermine si il y a un risque de dépasser cette dernière sur le quart d’heure en cours. Si le risque existe, il va sélectionner un ou plusieurs groupes d’appareils électriques selon des priorités pré-établies et définir l’ordre de l’arrêter .
Le délesteur envoie l’ordre de délester un ou plusieurs groupe de charge à la GTC .
La GTC traduit cet ordre et envoie à son tour un ordre à tous les appareils des groupes à délester pour les mettre à l’arrêt.
Grâce à cet outil, Monsieur Guilmin peut voir à tout instant l’état et l’évolution de la consommation globale aux FUNDP. Si pour une raison quelconque, Monsieur Guilmin ou Monsieur Chausteur, le responsable du chauffage, souhaite intervenir pour empêcher ou forcer la mise à l’arrêt ou la remise en route d’un groupe d’appareils, un contre-ordre au clavier est toujours possible. Finalement, une série de graphiques concernant les consommations passées sont disponibles à tout moment pour analyse.
Visualisation du fonctionnement des équipements électriques délestables durant 15 min. En vert, est reprise la puissance instantanée mesurée, par rapport à la consigne fixée. En bleu et jaune,ce sont les appareils en fonctionnement et en rouge, les appareils délestés.
Certains appareils électriques ne peuvent pas être arrêtés n’importe comment et dans n’importe quel ordre. Dans la mesure où le délesteur n’intervient pas directement sur les appareils, mais seulement à travers la GTC, les séquences d’arrêt des équipements sont respectées. En effet, le protocole d’arrêt appartient à la centrale de gestion et n’a pas été modifié par le délesteur.
Il existe également des systèmes dits auto-adaptatifs, c’est-à-dire qui adaptent automatiquement la consigne en fonction des pointes quart-horaire qui ont déjà eu lieu en cours de mois. La solution manuelle a été préférée par Monsieur Guilmin car les pointes quart-horaires fluctuent considérablement d’un mois à l’autre de l’année. Dans un même mois également, les pointes peuvent varier sensiblement, avec une activité faible au début et qui s’intensifie en cours de mois. Un système auto-adaptatif aurait attribué une consigne sévère en début de mois, pour en arriver à la moduler de jour en jour pendant la seconde moitié du mois. Le risque aurait alors été d’imposer en début de mois des délestages importants et perceptibles par les occupants mais tout à fait inutiles vu les pointes plus élevées en fin de mois.
Quelques résultats chiffrés du délestage
Évolution de la pointe 1/4 horaire mensuelle. En rouge, depuis la mise en place du délestage.
Année
Pointe annuelle moyenne
[kW]
Coût moyen mensuel de la pointe
[€]
Répartition de la facture
Superficie des bâtiments
[m²]
1995
1305
24 425
67 % pointe –
33 % énergie
136 400
1996
1321
24 550
non connu
136 400
1997
1250
20 325
55 % pointe –
45 % énergie
136 400
1998
1242
19 625
46 % pointe –
54 % énergie
148 000
1999
1241
19 225
50 % pointe –
50 % énergie
148 000
Synthèse des résultats
Évolution de la facture électrique [en €]
Évolution de la consommation annuelle[en kWh/an] et de la consommation spécifique [en kWh/m².an].
D’une façon générale, l’ensemble des mesures prises pour économiser l’énergie se traduit par une diminution générale des factures, malgré une augmentation des superficies des bâtiments et une augmentation du nombre d’appareils électriques, notamment du matériel informatique.
Nouveau bâtiment des Facultés.
Ainsi, l’augmentation de la pointe annuelle globale suite à la construction de nouveaux bâtiments sur une superficie de 10 000 m² est entièrement compensée par la diminution de la pointe sur d’autres postes énergivores. Le poids respectif de la pointe dans la facture globale a lui aussi atteint un niveau tout à fait raisonnable.
Notons que les divers investissements réalisés ont bénéficié de primes à l’utilisation rationnelle de l’énergie de la part de la région wallonne ou du distributeur d’électricité, pour un montant total d’environ 25 000 €.
Conclusions et perspectives
Ce sont plusieurs directions pour la plupart totalement indépendantes qui ont mené aux résultats actuels sur les consommations d’énergies aux FUNDP.
La sensibilisation des occupants, les appareils d’éclairage, les appareils de chauffage, les variateurs de vitesse ou le délestage sont autant de directions qui sont accessibles maintenant et à tous, en interne ou en sous-traitance si le staff interne ne le permet pas.
Deux étapes sont primordiales dans toute démarche de réduction des consommations énergétiques : une analyse détaillée des consommations actuelles et des besoins réels, et l’information aux utilisateurs sur les objectifs recherchés et les moyens mis en œuvre.
Plusieurs directions restent encore à développer et à approfondir aux FUNDP :
La sensibilisation des occupants est un élément capital et sera maintenue dans le futur. Le relighting lui aussi sera poursuivi, toujours selon le même rythme.
Du côté des nouvelles pistes, l’extinction des PC plutôt que le passage en mode « veille » amènerait une diminution non négligeable de la facture électrique, lorsque ce mode veille reste consommateur. La possibilité d’installer un groupe de cogénération ou de faire de l’écrêtage par un groupe électrogène pourrait être envisagée dans le futur, mais n’est pas encore à l’ordre du jour.
