Les dossiers thématiques : bilan environnemental des parois dans le cadre de la stratégie de rénovation énergétique

Explorant l’impact environnemental des parois dans la rénovation énergétique, ce dossier thématique aborde la dimension de durabilité en construction.

Ce dossier a été réalisé notamment grâce à l’outil TOTEM, qui évalue les choix de matériaux et techniques dans le contexte de l’économie circulaire. Par une série d’analyses de parois (toitures plates, façades maçonnées, murs creux, dalles sur sol, …), nous mettons en lumières les choix les plus adéquats en fonction de la situation, pour une gestion plus éco-responsable du bâti existant.

TOTEM – les notions clés en 5 minutes

Lien entre performance énergétique et performance environnementale

Analyse du cycle de vie

Indicateurs d’impacts environnementaux

Score agrégé de performance environnementale

Données génériques et / ou spécifiques

Du matériau au bâtiment

Gestion du carbone biogénique

Impacts environnementaux : focus sur les murs extérieurs

Impacts environnementaux : focus sur les toitures

Impacts environnementaux : focus sur les fenêtres

Posted By : geoffrey.vanmoeseke 21 Nov, 2023

Le slowheating… un peu trop vite ?

Dossiers de chaise chauffants.
Sous-mains chauffants.
Panneaux radiants.
Plaids chauffants.

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 ».

Posted By : geoffrey.vanmoeseke 21 Nov, 2023

Chauffage de proximité

Principe:

Les systèmes de chauffage de proximité sont un ensemble d’équipements de chauffage permettant un apport d’énergie thermique de façon très précise dans l’espace et le temps. En particulier, il s’agit de dispositifs mobiliers permettant de chauffer directement le corps, par conduction (contact) ou rayonnement infra-rouge. Ils s’utilisent en complément du système de chauffage central pour assurer le confort individuel, en particulier dans une approche de slowheating.

Palette de solutions

On peut considérer un grand nombre d’équipements mobilier ou vestimentaires comme des chauffages de proximité. C’est pourquoi le projet de recherche Slowheat en propose une classification pour les espaces de logement sur base de leur sobriété énergétique. Cette classification, adaptée ici pour des usage de (télé)travail, les présente comme prioritaires sur le chauffage central :

Classe	Puissance	Familles de solutions	Exemples
Classe A, le bon sens non-énergétique	0 watts	Habillement, cloisonnement, acclimatation, adéquation de l’activité	Mettre un pull, fermer une porte, alterner des périodes statiques et des périodes de mouvement…
Classe B, le chauffage de proximité basse puissance des corps [Par conduction]	± 50 W/corps	Accessoires vestimentaires et/ou du mobilier chauffants en contact avec le corps.	Chaise chauffante, gilet chauffant, sous-clavier chauffant…
Classe C, le chauffage de proximité moyenne puissance de l’environnement proche des corps [Principalement par rayonnement]	± 300 W/corps	Par des éléments radiants et/ou du mobilier chauffant à proximité directe des bénéficiaires.	Panneau radiant, table chauffante…
Classe D, le chauffage centralisé d’une pièce entière [Principalement par convection]	± 1 500 W/pièce	Les vannes thermostatiques, le(s) radiateur(s) en place, un thermostat adapté.	Chauffer une pièce à 15-17° quand on y est pour que les solutions ABC restent suffisantes.
Classe E, le chauffage centralisé du bâtiment entier	±5 000 W/logement	Le chauffage central	Garder le chauffage central en alerte pour maintenir le bâtiment hors gel (8 °C) ou à une température « de passage”, par exemple 12-15 °C.

Outre les accessoires mobiliers, des éléments de chauffage plus classiques pourraient être considérées comme des systèmes de chauffage de proximité. On pense notamment aux plafonds chauffants. Il faut cependant pour cela qu’ils répondent à trois exigences :

Etre pensés à une petite échelle : il ne s’agit pas ici d’élément chauffant uniformément un grand espace.
Pouvoir se réguler directement par l’occupant, en fonction de son ressenti, et non sur base d’une consigne d’ambiance.
Avoir une grande réactivité : pas plus de quelques minutes entre la demande de chaleur et le ressenti par l’occupant.

Efficacité énergétique

La littérature scientifique exprime souvent l’impact de ces système de chauffage en « degrés équivalents ». L’idée est la suivante : on mesurer le confort d’une cohorte d’individus dans une ambiance de référence, sans équipement de chauffage de proximité, puis le confort d’une autre cohorte dans une ambiance plus fraiche mais avec la possibilité d’utiliser de tels équipement. En multipliant les expériences pour différentes températures d’ambiance, on peut identifier celle qui mène à une satisfaction moyenne équivalent à la situation de référence. L’écart entre cette température et celle de référence donne une idée de l’impact des équipements testés.

Parallèlement, la consommation d’énergie liée à ces dispositifs peut être monitorée, et exprimée en watt par degré d’ambiance compensé.

De façon plus synthétique, un « review » de la littérature publié en 2022 a identifiée 20 études rigoureuses impliquant des systèmes de chauffage individuels, de 5 types différents((Thermal comfort and energy performance of personal comfort systems (PCS): A systematic review and meta-analysis, Song, Z. Zhang, Z. Chen, F. Wang and B. Yang, Energy and Buildings 2022 Vol. 256, DOI: 10.1016/j.enbuild.2021.111747)) : chaises chauffantes, chauffes pieds, tapis de sol chauffant, souffleur d’air chaud de table ou une combinaison de solutions. Leur analyse est résumée par la figure suivante, qui met en regard la température d’ambiance de confort pouvant être atteinte et la consommation d’énergie de compensation par le système de chauffage individuel :

Efficacité de différents dispositifs de chauffage de proximité, mesurée par la puissance nécessaire par degré de réduction d’ambiance pour un confort équivalent. Inspiré de Song et al, 2022.

On voit un potentiel de réduction des températures très importante, mais aussi très variable selon les études, signe d’une grande diversité de potentiel selon les dispositifs testés. Ce qui semble clair par contre c’est la très faible puissance nécessaire pour assurer le confort dans ces températures basses : de l’ordre de l’une ou l’autre dizaine de watt par degré (et par personne). En effet, parmi les dispositifs testés, les chaises chauffantes semble avoir la meilleure efficacité énergétique (moins de watt par degré de réduction d’ambiance). A l’opposé, des tapis de pied chauffants seraient les moins efficaces au niveau énergie.

Parties du corps à viser

Concernant les zones du corps à viser en priorité, un autre review indique que dans un environnement froid, c’est l’apport de chaleur au niveau de l’abdomen qui serait perçu comme le plus confortable((Effectiveness of personal comfort systems on whole-body thermal comfort – A systematic review on which body segments to target, W. Luo, R. Kramer, Y. de Kort and W. van Marken Lichtenbelt, Energy and Buildings 2022 Vol. 256, DOI: 10.1016/j.enbuild.2021.111766)). Par contre, l’apport de chaleur au niveau de la tête n’aurait que très peu d’impact.

Quant aux extrémités (mains et pieds), zones sensibles au froid, elles seraient positivement affectées par une apport de chaleur indirect au niveau du torse et du bas du dos, signe que des apports de chaleur locaux peuvent avoir des impacts plus larges sur le corps. Mais avec des limites : la perception de chaleur au niveau de la tête étant par exemple très peu impactée par un apport de chaleur sur d’autres parties du corps.

L’un dans l’autre, il semble que c’est la combinaison d’un apport de chaleur au niveau du torse (grande surface de contact) pour le confort général et au niveau des extrémité (zone sensible) pour la résolution d’inconforts localisés qui soit le plus efficace…. Si nous sommes relativement peu vêtus. Si l’on multiplie les couches vestimentaires, en particulier au niveau du torse, c’est l’apport de chaleur a niveau des extrémités qui devient crucial.

« The current knowledge indicates that, in an office context, in mild excursions outside the thermal comfort zone, hands and feet are the sources of thermal discomfort in the cold and the head is the source of thermal discomfort in the warmth. A novel Personnel Comfort System scheme, which targets only the extremities and head, is suggested. This scheme may eliminate the local thermal discomfort of the extremities and head while maintaining the thermal excitation to the torso in mild cold/warm conditions, thus providing a solution for creating a healthy and comfortable indoor environment. »((id.))

Dispositif de confor de proximité idéal : le torse correctement couvert mais laissé en interaction avec l’ambiance (1 et 3), tandis que les extrémités reçoivent des apports spécifique, de chaleur en hiver sur les pieds et les mains (2) et de faicheur sur la tête en été (4). D’après Luo et al, 2022.

Retours d’expériences

Différentes expériences de mise en œuvre des principes du slowheating, incluant le recours à des systèmes de chauffage de proximité sont racontées dans nos études de cas (dans une école, dans un bureau, dans une administration). De celles-ci, nous pouvons tirer les enseignements suivants :

Il est important que la puissance puisse être modulée. Jouez sur l’intensité ou sur des cycles marche-arrêt.
Tout le monde n’apprécie pas les mêmes apports de chaleur. Les sous-claviers chauffants semblent récolter une quasi-unanimité. Mais les apports de chaleur sur le dos et, surtout, les cuisses, ne plaisent pas à tout le monde. Il est donc important de prévoir différents dispositifs et de laisser chacun expérimenter.
Les expériences de partage de dispositifs dont nous avons eu vent ne semblent pas concluantes. A priori, à chacun son matériel. Surtout s’il s’agit d’élément en contact avec le corps.
Les études de cas montrent beaucoup de frustration. La qualité et durabilité des éléments actuellement présents sur le marché pose question.

Posted By : Gregory Leonard 7 Nov, 2023

Améliorer le confort thermique en été via notamment l’isolation des parois

L’importance de l’isolation thermique dans les bâtiments tertiaires ne fait aucun doute, non seulement pour réduire la consommation d’énergie, mais aussi pour créer un environnement intérieur confortable tout au long de l’année. Cependant, une question se pose : est-ce que certains matériaux isolants offrent un meilleur confort thermique en été que d’autres ?

C’est l’un des arguments de vente de certains fabricants. La capacité thermique de leurs isolants étant plus élevée, ils contribueraient à augmenter le déphasage thermique et donc le confort d’été.

Théoriquement, la vitesse de propagation de la chaleur dépend de la conductivité thermique (W/m.K) et de la capacité thermique volumique (J/m³.K) de la paroi. L’augmentation de température de la paroi intérieure survient donc après un certain laps de temps, appelé déphasage, et de manière atténuée, grâce à l’isolation.

Définition : Capacité thermique

Quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré (Kelvin) la température d’un m³ de matériau.

La capacité thermique d’un matériau est la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré (Kelvin) la température d’un mètre cube (m³) de ce matériau. Elle est le produit de la masse volumique (exprimée en kg/m³) et de la chaleur spécifique C_p (exprimée en J/kg.K).

Pour éclaircir cette question, le CSTC (Centre Scientifique et Technique de la Construction, connu désormais sous le nom de Buildwise) a réalisé une simulation dynamique de la variation de la température dans une pièce sous toiture isolée, en utilisant des matériaux ayant des capacités thermiques différentes, tout en étant soumise à un épisode de canicule de 15 jours.

Exemple de deux isolants similaires au point de vue de leur conductivité thermique mais fort différents quant à leurs capacités thermiques

Isolant

Conductivité thermique

(W/m.K)

Masse volumique

(kg/m³)

Chaleur spécifique

C_p (J/kg.K)

Capacité thermique volumique

(J/m³.K)

Laine de bois

0,039

2000

110

Laine minérale

0,035

1030

Les conclusions du CSTC (Buildwise) indiquent que, bien que le déphasage et le confort en été augmentent en fonction de l’épaisseur de l’isolant, lorsque l’épaisseur d’isolant et la conductivité thermique sont équivalentes, l’impact de la capacité thermique du matériau utilisé reste relativement faible, en particulier par rapport à d’autres paramètres à prendre en compte.

Outre les propriétés intrinsèques des matériaux, voici les éléments qui ont le plus d’influence sur le confort thermique en été dans les bâtiments tertiaires :

L’épaisseur de l’isolant (et sa conductivité thermique) ;
Les protections solaires extérieures pouvant limiter l’apport solaire ;
La mise en place d’une ventilation nocturne intensive pour faire baisser la température intérieure ;
La réduction des sources internes de chaleur ;
La présence d’une masse thermique élevée et accessible, telle que le plafond ou le sol, qui contribue à l’inertie thermique du bâtiment.

Ces facteurs jouent un rôle essentiel pour assurer un confort thermique optimal en été dans les bâtiments tertiaires, qu’il s’agisse de rénovations, de constructions neuves ou simplement de la gestion quotidienne de l’énergie.

Article réalisé par l’ICEDD (Institut de Conseil et d’Etudes en Développement Durable) – https://www.icedd.be/.

Référence :

Dossiers du CSTC – N° 3/2010 – Cahier n°6 – Capacité thermique des isolants et risque de surchauffe

Posted By : Sylvie Rouche 2 Juin, 2023

Du matériau au bâtiment

Différents niveaux d’analyse

Plusieurs niveaux d’analyse sont nécessaires pour une évaluation environnementale. Ces différents niveaux suivent une structure hiérarchique. Faisons un parallèle : les lettres de l’alphabet sont les plus petites parties élémentaires du langage écrit, et peuvent être assemblées en mots, ces derniers formant des phrases ; dans TOTEM les matériaux constituent l’alphabet, combinables en composants, eux-mêmes à la base de complexes de parois appelés élément, qui ensemble constituent le bâtiment.

TOTEM est donc construit selon une structure hiérarchique distinguant quatre niveaux d’analyse détaillés ci-dessous. Parmi ces niveaux, seuls les plus élevés, à savoir les éléments et les bâtiments permettent donc une comparaison de leur score environnemental.

Les matériaux

Les matériaux constituent le niveau hiérarchique de base et servent à alimenter les niveaux supérieurs. TOTEM ne score ni ne documente les matériaux pris individuellement. L’idée est que l’impact d’un matériau ne peut être isolé de son conditionnement (emballage) et de sa mise en œuvre (assemblage), considérés au niveau du composant. Dans cette logique, il n’est pas possible d’afficher le score de l’impact environnemental pour ce niveaux hiérarchique dans TOTEM, bien qu’il soit pris en compte dans les scores affiché aux niveaux hiérarchiques supérieurs.

La couche matériaux n’est en conséquence pas directement visible dans TOTEM. Les données liées peuvent par contre être obtenue indirectement, en passant par le niveau supérieur des composants. Dans une certaine mesure, dans le cadre d’un projet et donc dans le cas d’une modélisation, il est possible d’apporter des modifications aux niveau des constituants du composant que sont les matériaux.

Ce niveau hiérarchique de base n’a donc clairement pas (à ce stade ?) vocation à être manipulé par l’utilisateur.

Les composants

Les composants sont essentiellement des « matériaux mis en œuvre » : chaque composant peut être constitué de plusieurs matériaux et/ou inclure une fixation. Ces matériaux conditionnés et mis en œuvre constituent le premier niveau hiérarchique aisément accessible par l’utilisateur de TOTEM.

Dans la bibliothèque des composants de TOTEM, deux types peuvent être trouvés :

des composants génériques qui ne sont pas liés à une certaine marque. Ces composants génériques sont représentatifs des composants utilisés en Belgique pour la construction d’immeubles d’habitation et de bureaux. Les données relatives à ces composants génériques proviennent de la base de données EcoInvent, une base de données suisse couramment utilisée dans le monde scientifique. Ces données sont générées en rassemblant les données (disponibles) de divers fabricants et donnent une indication de l’impact « moyen » d’un matériau de construction.
des composants spécifiques pour lesquels une déclaration environnementale de produit (EPD) existe. Il s’agit de données exclusives des fabricants belges de matériaux de construction qui ont été objectivement déclarées sous la forme d’une déclaration environnementale de produit (B-EPD) dans la base de données fédérale. Pour ces composants spécifiques, TOTEM renvoie vers l’EPD concernée.

Si vous voulez en savoir plus sur la base de données EcoInvent et les déclaration environnementales de produits, nous vous invitons à regarder les deux videos ci-dessous :

Les éléments

Les éléments sont un assemblage de différents composants, eux-mêmes combinant plusieurs matériaux. Les éléments sont typiquement des parois intérieures ou extérieures, mais aussi, de plus en plus, des systèmes techniques tels qu’une installation de chauffage central.

La base de données des éléments est accessible au public dans TOTEM et les utilisateurs sont autorisés à modifier certains paramètres de ces derniers. Typiquement, l’épaisseur d’une paroi, ou le détail des composants la constituant sont éditables. C’est une différence majeure entre les composants et les éléments, car la bibliothèque des composants n’est accessible qu’en lecture seule.

Le bâtiment

Dernier niveau hiérarchique, le bâtiment est constitué d’un certain nombre d’éléments (tels que les sols, les murs extérieurs ou intérieurs, les installations techniques, etc.).

L’introduction de cette échelle permet de réaliser une analyse de performance environnementale à une échelle qui concerne le concepteur. La démarche de minimisation d’impact ne se limite en effet pas à choisir la paroi « la moins impactante », mais aussi à réfléchir à la conception plus globalement. Par exemple en maintenant des parois existantes ou en travaillant à limiter les surfaces de parois à construire.

L’échelle du bâtiment permet ces analyse en évaluant le score environnemental cumulé de l’ensemble des éléments et en le ramenant à une unité comparable entre bâtiment, à savoir le m² plancher.

L’approche est trop récente aujourd’hui, mais à terme des benchmarks de projets devraient permettre de définir des performances de référence pour différents types de bâtiment, et éventuellement sur cette base fixer des objectifs réglementaires.

Unité fonctionnelle (UF)

L’utilisation d’unités fonctionnelles standardisées simplifie la comparaison et l’évaluation de la performance environnementale des bâtiments, et ce indépendamment de la taille ou du type de bâtiment.

L’unité fonctionnelle (UF) est l’unité de mesure utilisée pour évaluer un élément de construction. De la même manière que pour comparer le prix de deux fruits en ramenant les prix au kilo, pour comparer les impacts environnementaux de deux éléments, on ramènera les impacts à une unité de mesure commune. Le choix de l’UF est importante car elle doit permettre de comparer les choses de manière complète et objective.

Dans le bâtiment, il s’agira souvent d’une unité exprimée en surface (un mètre carré de paroi ou de bâtiment), mais cela ne se limite pas à la dimension. La fixation d’hypothèses de durées de vie de composants, définissant un rythme de remplacement, et la définition de conditions d’ambiance intérieure, permettant de calculer l’impact d’un élément sur la consommation de chauffage, sont nécessaires pour réaliser une analyse rigoureuse. C’est tout l’intérêt d’un outil tel que TOTEM de proposer, dans une interface simple, le cadre méthodologique permettant ces analyses.

Pourquoi l’Unité Fonctionnelle est importante?

Comparaison objective: En utilisant une unité fonctionnelle commune (m² de mur dans cet exemple), vous pouvez comparer objectivement des options qui semblent très différentes.
Décisions éclairées: Cela vous permet de prendre des décisions basées sur des données quantifiables et objectives concernant la durabilité des options de construction.
Adaptabilité: La flexibilité de l’UF permet de prendre en compte des facteurs variés, tels que la durée de vie et l’impact sur la consommation d’énergie, ce qui rend l’analyse plus complète.

En résumé, l’utilisation d’une unité fonctionnelle standardisée, comme dans l’outil TOTEM, permet aux professionnels du bâtiment de prendre des décisions plus éclairées et durables concernant leurs projets, en s’assurant que les comparaisons entre différents éléments de construction sont justes et significatives.

Posted By : Sylvie Rouche 2 Juin, 2023

Analyse du cycle de vie

L’Analyse du Cycle de Vie (ACV): est une méthode scientifique d’évaluation globale des impacts environnementaux, multicritère et multi-étapes. Cette méthode normalisée permet d’évaluer quantitativement les effets de produits ou de services sur l’environnement.

Multicritère car elle intègre tout un spectre d’indicateurs environnementaux.
Multi-étapes car elle prend en compte les différentes étapes du cycle de vie. L’ACV est à ce titre souvent qualifié de méthode « du berceau à la tombe ».

Une question de flux

Une ACV se fonde sur plusieurs critères d’analyse des flux entrants et sortants. On appelle « flux » tout ce qui entre dans la fabrication du produit et tout ce qui sort en matière de pollution. Parmi les flux entrants, on trouve, par exemple, ceux des matières et de l’énergie : ressources en fer, eau, pétrole, gaz. Quant aux flux sortants, ils peuvent correspondre aux déchets, émissions gazeuses, liquide rejeté, etc.

La collecte des informations relatives aux flux est une étape importante de l’ACV. Ils sont quantifiés à chaque étape du cycle et correspondent à des indicateurs d’impacts potentiels sur l’environnement. La complexité des phénomènes en jeu et de leurs interactions est une source d’incertitude sur la valeur réelle des impacts, c’est pourquoi on les qualifie de « potentiels ».((https://expertises.ademe.fr/economie-circulaire/consommer-autrement/passer-a-laction/dossier/lanalyse-cycle-vie/quest-lacv))

L’ACV selon les normes ISO

La méthode d’analyse du cycle de vie s’articule autour de quatre étapes. Celles-ci sont à la fois distinctes et interdépendantes, car tout au long de l’étude de fréquents retours sont nécessaires, ce qui rend la démarche générale itérative. Ces 4 étapes de l’ACV sont définies par les normes ISO 14040 et ISO 14044.

Étape 1: Définition des objectifs et du champs d’étude

Cette étape consiste à définir quels sont les objectifs de l’ACV, en précisant la destination de l’étude (par ex, déclaration environnementale), mais également les frontières du système et les limites de l’étude, l’unité fonctionnelle, la qualité des données, les incertitudes acceptées, etc. Cette étape est essentielle car les résultats de l’étude y font forcément référence.

Étape 2: Analyse de l’inventaire:

L’analyse de l’inventaire (ICV) est –selon la norme ISO 14040– la phase de l’ACV impliquant la compilation et la quantification des intrants et des extrants d’un produit ou d’un système de produits sur l’ensemble de leur cycle de vie. Cette étape consiste donc à dresser l’inventaire et à quantifier les flux de matières et d’énergies entrants (intrants énergétiques, intrants de matières premières, intrants auxiliaires) et sortants (les produits, co-produits et déchets relatifs au produit « final » considéré, les émissions polluantes dans l’air, l’eau et le sol), associés aux différentes étapes du cycle de vie du produit. L’ICV est donc une comptabilité analytique des flux entrants et sortants.

L’inventaire proprement dit inclut :

la récolte des données proprement dite, qui est une phase souvent longue et fastidieuse ;
la description du mode de calcul permettant de quantifier les intrants et les sortants pertinents d’un produit.

La réalisation d’un inventaire est un processus itératif puisque le produit est d’autant mieux connu que les données sont recueillies ; cela amène généralement de nouvelles exigences ou des limitations sur ces données engendrant parfois un changement de mode de récolte de ces données, en accord avec les objectifs et le champ de l’étude (phase 1 d’une ACV). Dans certains cas, la phase de récolte des données amène à revoir les objectifs et le champ de l’étude.

Étape 3: Évaluation des impacts:

Les données sur les intrants et les extrants sont traduites en indicateurs environnementaux, en termes d’impacts potentiels sur l’environnement, sur la santé humaine, ou sur la disponibilité des ressources. Cette quantification est généralement réalisée à l’aide de logiciels dédiés qui utilisent des méthodes reconnues et validées.

Totem se base pour l’analyse d’impact sur une liste de 19 indicateurs environnementaux, repris des recommandations européennes.

Étape 4: Interprétation

Cette étape est itérative avec les trois précédentes, de manière à toujours valider que les résultats obtenus répondent aux objectifs de l’étude (par exemple, il arrive que la non-disponibilité de certaines données puisse conduire, en cours d’étude, à restreindre le champ de l’étude). C’est également ici que l’on évaluera la robustesse des résultats.

Les différentes phases du cycle de vie (dans TOTEM)

Dans les normes européennes, le cycle de vie d’un bâtiment est divisé en plusieurs étapes, chacune ayant des limites clairement définies. La règle de base est qu’un impact est attribué à l’étape dans laquelle il se produit. Cinq étapes composent le cycle de vie d’un produit. Chacune se subdivise en sous-partie, appelées « modules ».

La phase de production

Cette phase couvre toutes les étapes en amont du chantier. Elle porte donc sur l’extraction des matières premières ou composants entrant dans la fabrication du produit étudié (module A1), leur transport (module A2) et la fabrication du produit proprement dit (module A3).

La phase de construction

Il s’agit de l’opération la plus visible pour le concepteur ou maître d’ouvrage : la phase de chantier proprement dit (module A5), mais également le transport des marchandises entre le lieur de fabrication et le chantier (module A4)

La phase d’utilisation

Cette phase, en général très lourde dans le bilan global d’un bâtiment, couvre les multiples impacts liés à l’utilisation d’un bâtiment. On distingue dans totem :

deux modules liés à l’usure des composants, à savoir les opérations de maintenance régulière (B2) et de remplacement (B4)
deux modules liés aux consommations associées, en termes d’utilisation d’énergie (module B6) et d’eau (module B7).

Totem ne considère pas les modules B1 (usage d’énergie) et B3 (réparation), faute de données disponibles.

La phase de fin de vie

La fin de vie est divisée en quatre modules chronologiques, à savoir : la déconstruction (module C1), le transport (module C2), le traitement des déchets (module C3) et leur élimination (module C4).

Deux difficultés majeures se posent à ces étapes :

comment faire des hypothèses solides sur des opérations de traitement telles qu’elles se pratiqueront dans plusieurs décennies ?
comment intégrer une transition du secteur de la construction vers plus de réemploi ? Si mathématique il « suffit » d’identifier une fraction de matériaux et composants qui sortiront du système avec les modules C .. bonne chance pour faire des hypothèses sur les pratiques de réemploi dans 50 ou 60 ans !

Les informations supplémentaires, au-delà du cycle de vie du bâtiment

Pour aider à répondre aux deux questions ci-dessous, le module D vient compléter les informations précédentes de données sur par exemple les possibilités de réemploi ou de recyclage des composants. Des informations utiles, mais qui reflètent un potentiel plus qu’un impact, ce qui justifie le caractère « informatif » de ces modules.

Intégrer la circularité dans l’ACV

A l’évidence, l’incertitude pesant sur la fin de vie des composants a un impact sur une analyse de cycle de vie. Bien qu’il faille relativiser cet impact (quelques pourcents environ du bilan global), l’effort de transition vers une économie plus circulaire nécessite que l’on s’y arrète un moment.

A ce jour, il est d’ores et déjà possible de tenir compte dans TOTEM du fait que l’on choisit de faire recours à des produits issus de réemploi. Dans ce cas, les modules A (liés à l’extraction et transformation de ressources primaires) et éventuellement B1 (si l’élément remployé est déjà sur le site du projet) seront négligés.

Il n’est par contre pas encore possible de valoriser la mise en œuvre d’élément qui ont un potentiel de réemploi à terme. Pourquoi ? Parce que la fin de vie est, à l’heure actuelle, décrite sur base des processus existants de recyclage, valorisation ou traitement de déchets. Or, faute de filières de réemploi développées, il est impossible aujourd’hui de traduire celles-ci en processus rigoureusement décrits. Très probablement, cela évoluera progressivement avec le développement de ces filières.

Plus largement, la question du réemploi illustre une limite intrinsque des méthodes ACV appliquées au secteur du bâtiment : la nécessité de faire aujourd’hui des hypothèses à long terme dans une industrie et un contexte qui sont amenés à changer en profondeur sur un espace de temps inférieur à la durée des analyses…

Pour approfondir votre compréhension sur l’application des principes de l’économie circulaire au sein de Totem, nous vous recommandons de visionner la vidéo proposée ci-dessous :

Si vous voulez en savoir plus le les hypothèses de calcul faites dans TOTEM, nous vous invitons à consulter la vidéo suivante :

Posted By : Gregory Leonard 30 Mai, 2023

Retour d’expérience d’une démarche Slowheat mise en place dans une école

Retour d’expérience d’une démarche Slowheat mise en place dans une école

Webinaire Energie+ du mardi 30 mai 2023

Posted By : Gregory Leonard 9 Mar, 2023

La démarche Slowheat

De quoi s’agit-il ?

Slowheat est une démarche mettant en question le principe du maintien des températures intérieures dans les zones dites “de neutralité thermique”. Elle lui préfère une approche basée sur le chauffage direct des corps, l’adaptation comportementale, sociale et physiologique, et la valorisation des fluctuations naturelles des conditions d’ambiances. Le chauffage des espaces y est vu comme la solution de dernier recours. Cette démarche vient donc en complémentarité des efforts de rénovation énergétique. Elle offre un moyen d’action à court terme, complémentaire ou supplétif aux opérations de rénovation “classiques” qui nécessairement devront s’étaler dans le temps.

Slowheating (n.m.) : Pratique de chauffage développée dans le projet éponyme qui adapte nos façons d’habiter autour de sept principes et d’une idée centrale qui consiste à chauffer les corps distinctement des bâtiments. Elle poursuit l’objectif de concilier au mieux modération de la consommation et bien-être des habitants((Rapports de recherche Slowheat, disponibles sur www.slowheat.og)).

Principes

Les développeurs du slowheating proposent d’articuler cette pratique sur 7 principes :

On libère la pratique du chauffage. Chacun peut faire différemment selon ses besoins et son mode de vie.
On rediscute les normes de confort dans le ménage et dans la société plus largement. 20°C partout et tout le temps, c’est une construction sociale qui peut être questionnée.
On (ré)chauffe les corps de multiples manières. Différentes sensations de froid peuvent justifier différents moyen de se réchauffer.
On choisit de façon empirique les solutions qui nous conviennent. A chacun de se saisir de concept et d’essayer concrètement jusqu’à trouver son équilibre.
Toute consommation d’énergie est maîtrisée, elle est le fruit d’une décision raisonnée. Attendons d’avoir (un peu) froid pour chauffer.
Cette décision se base sur nos besoins et nos ressentis du moment : écoutons nos corps. Tant qu’on est bien, pourquoi chauffer ?
On favorise les voies les moins énergivores pour répondre à nos besoins en fonction des contraintes du moment. Apportons la chaleur où et quand c’est nécessaire. C’est le principe du chauffage de proximité.

Ressources

Nous vous invitons à découvrir la démarche slowheat en parcourant le site consacré à cette recherche : https://www.slowheat.org/recherche

Ce site a été réalisé par une coalition de cochercheurs née en octobre 2020, composée d’une vingtaine de citoyens dont 4 sont également présents en tant que chercheurs universitaires interdisciplinaires (Architecte, Ingénieur, Sociologue…) et 2 en tant que professionnels du terrain et des processus participatifs.

N’hésitez pas également à découvrir les pages Energie+ dédies aux solutions de chauffage de proximité, et à divers retours d’expérience (école, bureau, administration). En particulier, l’expérience Slowheat réalisée à l’école des Bruyères de Louvain-la-neuve :

Slowheat à l’école des Bruyères

Posted By : Gregory Leonard 25 Oct, 2022

Slowheat à l’école des Bruyères

Vidéo

Objectif

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 U_W 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 6^ème 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 6^ème : 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.
Le mouvement peut s’intégrer dans une stratégie d’apprentissage, une pédagogie .…

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 !

Posted By : Gregory Leonard 7 Mai, 2022

Partages d’énergie

Le système énergétique actuel est en pleine transformation et tend vers toujours plus de décentralisation. Ceci s’explique notamment par une volonté citoyenne grandissante de participer à la transition énergétique amorcée il y a quelques années. En plus de cela, beaucoup d’entreprises et de particuliers ont pour objectif de décarboner leurs consommations énergétiques en ayant recours à des énergies vertes plus respectueuses de l’environnement.

En réponse à ces volontés, le modèle de partage d’énergie apparaît comme une solution tout à fait adéquate. Le partage d’énergie peut prendre différentes formes. Elles reposent toutes sur la mutualisation des moyens de production et de stockage de l’électricité((https://www.cwape.be/node/158)).

Autoconsommation individuelle/collective – L’autoconsommation correspond à la production plus ou moins égale à la consommation d’énergie renouvelable par un foyer ou un immeuble collectif .L’énergie produite est consommée localement et instantanémentà l’échelle du bâtiment.

Communauté d’énergie renouvelable – Les CER ont pour but de produire, consommer, stocker et vendre de l’électricité. Elles peuvent regrouper des particuliers, des petites et moyennes entreprises et des autorités locales. Un périmètre local est défini par le Gouvernement, en accord avec le gestionnaire du réseau concerné. Ce périmètre doit se situer en aval de postes publics de transformation électrique. Il est défini en fonction de la pertinence de la production d’électricité dans ce périmètre et de l’autoconsommation collective locale potentielle. Les unités de production produisent de l’énergie renouvelable et peuvent être installées sur les bâtiments ou librement sur le périmètre local((Bricourt, P. (2021, 30 mars). Feedback : Webinar – Les communautés d’énergie, outil pour la transition énergétique ? Ma CER. https://macer.clustertweed.be/2021/05/01/feedback-liege-creative/)).

Communauté d’énergie citoyenne – Aucune restriction n’est prévue en ce qui concerne les participants potentiels à une communauté d’énergie citoyenne. En revanche un contrôle effectif devra être réalisé par des personnes physiques. Dans ce type de communautés, et seulement dans celles-ci, la production d’électricité à partir de sources non renouvelables est autorisée. Le périmètre de la communauté n’est pas non plus limité. Tout comme pour les CER, les installations ne seront pas forcément liées à des bâtiments.

Les partages d’énergie fonctionnent selon quelques grands principes repris en détail sur le site https://macer.clustertweed.be/. Ce site internet dédié spécifiquement aux communautés d’énergie renouvelables reprend toutes les informations nécessaires sur le sujet. De plus, le gouvernement est actuellement en cours d’élaboration d’un décret visant à encadrer les échanges et partages d’énergie. Pour en savoir plus sur la réglementation et son application, consultez cette page.

En résumé, il existe5 critères principaux qui cadrent les communautés d’énergie renouvelables :

Une CER doit être une entité juridique (asbl, coopérative, …).
Son objectif principal n’est pas la recherche du profit mais plutôt de générer des bénéfices sociaux, environnementaux ou économiques.
La communauté doit reposer sur une participation citoyenne ouverte et volontaire.
Seuls les citoyens, les PME et les autorités locales peuvent être membres d’une communauté d’énergie renouvelable.
La communauté doit être gérée localement par ses membres (citoyens,PME autorités locales).

Pour qu’un partage d’énergie soit pertinent, il est évident que celui-ci doit répondre à quelques principes importants:

Production suffisante
Production disponible sur le long terme
Stabilité de la communauté (assurer le modèle économique)
Diversité des profils de production
Diversité des profils de consommation

Répartition de l’énergie

Les membres de la communauté ayant chacun des besoins et des consommations en électricité différentes, la question de la proportion de l’énergie produite par les installations communes distribuée à chaque consommateur doit être analysée afin de garantir le bon fonctionnement de la collectivité.

Le partage s’effectue tous les quarts d’heure par le réseau public, à l’aide de compteurs intelligents selon le mode de répartition choisi par la communauté. Attention toutefois que ces modèles sont évidemment théoriques, ils ne représentent en aucun cas le trajet des électrons réellement en mouvement dans le réseau.

Plusieurs modes de répartition sont envisageables, ayant chacun des points forts et des points faibles:

Modèle fixe

Un pourcentage fixe de l’injection totale d’énergie est attribué à chaque participant, selon des critères prédéfinis. Cette quote-part peut être fonction de la puissance de soutirage de chaque consommateur, du tarif d’achat, de la consommation individuelle ou encore de l’investissement de chacun dans le projet d’installation d’énergie renouvelable commune.

Ce type de répartition peut engendrer de fortes disparités entre les gros et petits investisseurs, risquant d’exclure de la communauté les personnes en situation de précarité énergétique. De plus, dans un modèle de répartition fixe, il existe un grand risque de surplus résiduel non autoconsommé si le consommateur ayant la plus grosse part ne consomme pas l’intégralité de ce qui lui est attribué. Lorsque celui-ci est absent ou consomme moins durant un intervalle de temps, le surplus est renvoyé sur le réseau, alors que d’autres membres de la communauté pourraient en bénéficier.

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Parts attribuées

Modèle équitable

La production est répartie de manière égale entre chaque participant ayant une consommation non-nulle au moment de la répartition. Cette manière de répartir l’énergie produite provoque moins de discriminations entre participants de la communauté. De la même manière que pour le modèle fixe, le risque de surplus non autoconsommé est grand, même lorsque la quantité d’énergie produite est inférieure à la consommation totale de la communauté.

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Autoconsommation collective

Modèle au prorata

Répartition au prorata de la consommation individuelle par rapport à la consommation totale de la communauté. Répartir l’énergie selon ce modèle permet d’utiliser l’entièreté de la production, sans injection vers le réseau BT. L’énergie mise à disposition de chaque membre de la communauté est proportionnelle à sa consommation propre. Toutefois, ce modèle provoque des discriminations envers les personnes faisant des efforts d’économie d’énergie. En effet, les clients résidentiels consommant peu sont incapables de couvrir l’entièreté de leurs besoins, face aux gros consommateurs journaliers de la communauté (restaurants, écoles, bâtiments publics…).

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Conso. inst. / Conso. tot.

Modèle hybride

Répartition de la production en deux temps: d’abord une répartition équitable, ensuite une répartition au prorata. Le surplus non autoconsommé des membres ayant été satisfaits lors de la première répartition est réparti par la suite entre les consommateurs ayant une consommation toujours non-nulle au second tour. Durant la première étape de répartition, tout le monde reçoit la même quantité d’énergie, permettant ainsi aux plus petits consommateurs de la communauté d’atteindre une meilleure autosuffisance. Les plus gros consommateurs sont encore une fois favorisés lors de la deuxième phase de répartition((Frippiat, J. (2020, juin). Autoconsommation collective, le partage de l’énergie au sein d’une communauté (Mémoire). https://hera.futuregenerations.be/fr/portal/publication/autoconsommation-collective-le-partage-de-lenergie-au-sein-dune-communaute)).

Boucle 1 – répartition équitable

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Autoconsommation collective

Boucle 2 – répartition au prorata

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Conso. inst. / Conso. tot.

Modèle en cascade

Enchaînement de répartitions équitables entre les consommateurs ayant une consommation non-nulle. Le surplus non autoconsommé par certains au tour précédent sera redistribué équitablement lors du prochain tour vers d’autres consommateurs de la communauté. Dans ce modèle, on ne sait donc jamais le nombre d’itérations successives nécessaires avant que l’énergie produite soit totalement consommée par la communauté (ou renvoyée sur le réseau)((Communautés d’énergie et autoconsommation collective : partageons nos énergies ! (2020, 18 décembre). SPW Wallonie. https://energie.wallonie.be/fr/18-12-2020-communautes-d-energie-et-autoconsommation-collective-partageons-nos-energies.html?IDD=146181&IDC=8187)).

Boucle 1 – répartition équitable

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Autoconsommation collective

Boucle 2

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Conso. inst. / Conso. tot.

Boucle n

Rouge = Consommation de la communauté
Bleu foncé = Production de la communauté
Bleu clair = Surplus non autoconsommé
Pourcentage = Conso. inst. / Conso. tot.

Avantages et inconvénients du partage d’énergie

Avantages

Offre la possibilité de devenir acteur de la transition énergétique, en investissant dans les énergies renouvelables.
Coordination et optimisation au sein d’un sous-réseau de la production, de la consommation et du stockage de l’énergie.
Permet de coordonner les investissements dans des nouvelles technologies.
Réalisation d’économies dans le développement et le renforcement du réseau de distribution.
Favorise une “smartisation du réseau” via les compteurs intelligents, ce qui permet d’une part d’éveiller la société à un changement de son mode de consommation d’électricité et d’autre part de redynamiser la compétitivité énergétique wallonne.
Accessible à tous, y compris les locataires et les personnes n’ayant pas la possibilité (financière ou espace disponible) d’acquérir des moyens de production décentralisés.
Dynamise les territoires locaux en impliquant des acteurs locaux, favorisant ainsi des retombées positives sur l’économie et les emplois de la localité.
Accélération du temps de retour sur investissement pour les propriétaires d’une installation en revendant leur surplus à un prix supérieur au prix du kWh actuellement renvoyé sur le réseau.
Economies pour les membres d’une communauté car ils achètent le surplus à un prix inférieur au prix du kWh du réseau, tout en ayant des garanties sur son origine renouvelable et locale.

Inconvénients

Cadre légal important qui limite fortement la participation et le rôle de certains acteurs
Obligation de disposer d’une personnalité juridique distincte de celle de ses membres (personne morale).
Obligation d’être propriétaire des unités de production et de stockage utilisées pour le partage.
Les installations représentent souvent des budgets importants.
Il existe toujours des frais de réseauliés à la consommation de l’électricité.

Posted By : Gregory Leonard 10 Mar, 2022

Amélioration de l’enveloppe dans une démarche zéro-carbone

Comment choisir le matériau?

Améliorer les performances de l’enveloppe de son bâtiment semble être une des mesures les plus efficaces et courantes dans un projet de rénovation. Toutefois, dans une démarche zéro carbone, on ne peut se contenter d’une simple augmentation de l’épaisseur d’isolant. Il est aussi primordial de limiter les impacts de l’utilisation des matériaux de construction.

En Europe, on estime que le secteur de la construction est responsable de la consommation de 40% des ressources matérielles et de 35% de la production de déchets.

L’énergie est un enjeu majeur des crises géopolitiques mondiales. Le réchauffement climatique et les autres pollutions menacent nos environnements naturels, et mènent à des crises humanitaires, sociales, économiques qu’on ne peut ni nier ni négliger.

Économiquement, les matériaux représentent un marché important, et une part non négligeable du budget d’un bâtiment. Par le choix des matériaux, le maître d’ouvrage se positionne en consommateur et possède de ce fait un pouvoir sur le marché, et la société qui y est liée. La valorisation de critères environnementaux et sociaux pour le choix des matériaux de construction est donc un levier pour un changement global de la société vers un monde plus durable.

Les multiples impacts des matériaux ainsi que le pouvoir de « consommacteur » qu’il donne au maître d’ouvrage en font un des enjeux d’un projet d’école durable.

Le lien entre les matériaux de construction et la santé des travailleurs et des occupants est aussi à considérer dans le choix. Les matériaux composites, synthétiques, issus de la chimie industrielle, peuvent émettre des polluants atmosphériques, dont l’impact négatif sur la santé est avéré. Les matériaux de finition intérieure, qui ont un impact direct sur la qualité de l’air intérieur, seront choisis avec soin.

Afin de prendre en compte l’impact au sens large de ces matériaux de construction, de nombreuses actions sont à envisager, elles sont reprises sur cette page [site Rénover mon école] et à travers ce schéma :

L’analyse multicritère des impacts d’un matériau ou d’une solution est un exercice complexe.

Si on privilégie le réemploi et qu’on choisit des matériaux

fabriqués à partir de matières premières renouvelables (et renouvelées !) et/ou ou à partir de matières recyclées ;
peu transformés (surtout thermiquement) ;
peu ou pas traité, n’utilisant pas de produits toxiques ;
résistants et réparables ;
issus de filières locales et d’entreprises qui respectent leurs travailleurs ;
assemblés mécaniquement ;
réutilisables ou recyclables en fin de vie.

Alors, on est dans le bon ! Analysons tout ceci de façon détaillée : ici

Plus d’info sur les hypothèses et la méthode d’évaluation ? En cliquant sur ce lien, vous serez redirigez vers le site rénover mon école.

Quels impacts?

Le choix des matériaux à mettre en œuvre nécessite donc une réflexion globale sur deux impacts différents : l’impact environnemental global et l’impact carbone global.

Impact environnemental : préjudices portés à l’environnement par un matériau, depuis sa conception jusqu’à sa fin de vie, qui affectent principalement la qualité de l’air, la qualité de l’eau, les ressources et la santé humaine.
Impact carbone : la quantité de carbone émise dans l’atmosphère par un matériau, depuis sa production jusqu’à sa fin de vie.

Tous les matériaux possèdent donc un impact environnemental et un impact carbone qu’il est primordial de prendre en considération dès la conception d’un projet de rénovation visant la neutralité carbone. Depuis quelques années on sait que plus la performance énergétique des bâtiments s’améliore, plus la part des émissions de CO₂ liée aux matériaux mis en œuvre augmente. Dès lors, il est intéressant de toujours chercher à optimiser les compositions de paroi en tentant de trouver le juste équilibre entre l’impact environnemental des nouveaux matériaux mis en œuvre et l’empreinte carbone liée à l’énergie opérationnelle. Les deux indicateurs ne sont pas toujours liés, l’optimisation d’un facteur n’entraînera pas d’office une amélioration du second. Un isolant biosourcé performant sur le plan carbone peut, par exemple, causer un impact environnemental défavorable à partir d’une certaine épaisseur.

Quel matériau pour quel impact?

Actuellement, les valeurs U de paroi des bâtiments ne sont optimisées qu’en fonction de leur capacité à réduire l’utilisation d’énergie opérationnelle dans le bâtiment.

Au vu de l’urgence climatique et sachant qu’au plus un bâtiment est performant au niveau énergie opérationnelle, au plus il a une grande empreinte carbone et un grand impact environnemental lié à ses matériaux, il semble donc intéressant d’optimiser cette valeur U paroi par paroi en tenant compte des deux composantes globales : l’empreinte carbone globale et l’impact environnemental global. De cette manière, il est possible d’une part d’identifier pour chaque mode constructif considéré, le niveau U à viser pour minimiser l’impact ; et d’autre part, de comparer les modes constructifs, pour ces niveaux U minimisant l’impact, de façon à identifier des modes constructifs à privilégier.

Nous avons effectué ces comparaisons sur base de courbes d’interpolations construites sur les points extraits du logiciel TOTEM. Le tableau ci-dessous illustre le résultat :

Les conclusions que l’on peut tirer de cette étude sont les suivantes :

La distribution des modes constructifs par quartile n’est pas la même selon l’indicateur et le niveau d’isolation
Les modes constructifs basés sur les panneaux de liège, laine de mouton et laine de verre (en coulisse) sont systématiquement parmi les solutions avec le plus d’impact environnemental. Pour un U=0,15W/m²K s’ajoute à cette liste les modes constructifs choisis comprenant du polyuréthane.
Les modes constructifs basés sur l’isolation en flocons de cellulose et paille sont systématiquement parmi les solutions avec le moindre impact environnemental. Pour un U=0,24W/m2K s’ajoute à cette liste l’isolation EPS. Pour un U=0,15, s’ajoutent à cette liste les matelas de laine de verre ou de roche sous bardage bois.

De plus, les U optimum varient fortement en fonction de la paroi. Ils peuvent être de l’ordre des valeurs U_max réglementaires (cas du verre cellulaire ou du PUR), ou sensiblement plus bas : environ 0,16 W/m²K pour la fibre de bois, 0,11 W/m²K pour la cellulose et le verre cellulaire.

La question du “jusqu’où isoler”, dans le cadre de cette démarche zéro-carbone, pose donc la pertinence de mettre en oeuvre davantage de matériaux en regard des besoins de chauffage et du « surcoût » engendré. Pour certains, les U_max réglementaires représentent une valeur en-dessous de laquelle il n’est pas pertinent de descendre. Pour d’autres, des valeurs U sensiblement plus basses peuvent être proposées, d’un point de vue carbone comme d’un point de vue environnemental. Isoler plus ne signifie pas juste : « ajouter des couches ». Il faut veiller à ce que l’amélioration de la valeur U ne dégrade pas l’impact environnemental. Dés lors, pour une isolation renforcée, il faut interroger le mode constructif afin que la valeur U optimal s’accompagne d’un score d’impact environnemental également optimal.

Bilan environnemental total

Si vous souhaitez aller plus loin dans l’évaluation du bilan environnemental du bâtiment, nous vous proposons cet outil. Il vous permet de calculer l’impact environnemental total d’un bâtiment, en tenant compte non seulement des matériaux employés mais également des usages d’énergie. Il est évident que les consommations énergétiques d’une école ont, elles aussi, un impact environnemental plus ou moins important, selon la source de production. Modifier et/ou améliorer une paroi impacte également les consommations en énergie générales du bâtiment. Dès lors, en combinant l’impact des parois et des usages d’énergie, vous pourrez comparer différents scénarios et choisir celui ayant l’impact global le plus faible sur l’environnement.

Posted By : Gregory Leonard 3 Mar, 2022

Rénovation complète : quels objectifs ?

Dans le cas d’une rénovation complète de votre école, plusieurs solutions sont envisageables pour réaliser les travaux. Cet article vous présentera ces différents scénarios et vous guidera dans une démarche afin de fixer les objectifs de votre projet de rénovation en accord avec la démarche zéro-carbone.

Comme mentionné, plusieurs scénarios sont possibles afin de réaliser la rénovation complète de votre bâtiment.

Le contrat de performance énergétique (CPE) [site Rénover mon école].
L’école possède un gestionnaire technique qui connait le bâtiment, son fonctionnement et ses faiblesses. Dans ce cas, si les travaux à mener sont clairs, il n’est peut-être pas nécessaire de passer par une étude. Le gestionnaire technique fixe des objectifs performanciels concrets à atteindre dans le marché((https://www.renovermonecole.be/fr/objectifs-environnement/limiter-impacts-consommation-denergie/contrat-performance-energetique)).
Un PO décide de rénover son école dans une démarche zéro-carbone. N’ayant pas les connaissances et les moyens suffisants pour mener le projet seul, ils établissent une stratégie afin de définir les objectifs de la rénovation. Cette étape nécessite de passer par un bureau d’architecture et/ou de préférence un bureau d’étude spécialisé qui analysera la situation en détails afin de mieux cibler les améliorations nécessaires. Une fois l’étude réalisée, l’école fixe alors ses attentes en décrivant les travaux de rénovation à mener.

Avant toute chose, il est primordial de préciser votre définition et votre vision d’un bâtiment zéro-carbone. Sans cela, il est compliqué d’établir des objectifs à atteindre dans le projet.

Périmètre

La vision générale du bâtiment zéro-carbone prônée dans ce dossier identifie quatre priorités qui correspondent à quatre axes de réflexion sur lesquels il est nécessaire de se pencher avant de fixer les objectifs pour une rénovation zéro-carbone pertinente.

1.Qualité de l’air

Respecter les débits et normes réglementaires dans les locaux pour favoriser une qualité de l’air optimale et un environnement intérieur sain.

2. Enveloppe

Limiter les pertes afin de réduire la demande en énergie de chauffage et limiter la surchauffe afin d’éviter une demande en refroidissement.
Observer les émissions de carbone intrinsèques aux matériaux et tendre vers leur diminution.
Avoir une approche multi-usage à long terme, en réfléchissant au projet jusqu’à sa fin de vie.

3. Electricité

Réduire au plus possible le talon de consommation de l’école.
Diminuer la part importante de consommation électrique liée à l’éclairage en optant pour des lampes LED.
Encourager la production d’électricité par des sources d’énergie renouvelables.

4. Chauffage

Analyser les besoins en chaleur des occupants et mettre en place des stratégies afin de maintenir une ambiance intérieure stable (avec si nécessaire des compensations individuelles par des démarches Slowheat).
Compenser les besoins thermiques résiduels avec une production renouvelable.

En conséquence, tout projet de rénovation doit porter simultanément sur (au moins) ces quatre volets pour s’assurer une qualité globale et une cohérence d’ensemble. Si au niveau des travaux ils peuvent faire l’objet de lots différents, il est par contre indispensable qu’au niveau des études ils soient intégrés dans une démarche globale qui détermine comment atteindre les objectifs visés.

Objectifs

Peu importe le scénario dans lequel se trouve l’école pour les travaux, il est toujours nécessaire de fixer au départ des objectifs clairs à atteindre qui guideront le marché et les propositions imaginées par les bureaux d’étude.

Dans le cahier des charges décrivant le marché, il est possible de formuler les objectifs à atteindre de 2 manières différentes :

Objectif performanciel : si vous vous adressez à un bureau d’étude spécialisé, il est possible de chiffrer les objectifs recherchés en se référant aux normes en vigueur pour les différents types d’ouvrage envisagés.

Objectif descriptif : pour certaines choses, il sera préférable de se limiter à une description théorique précise des solutions imaginées.

Les objectifs choisis et leur formulation dépendent de l’approche dans laquelle on se place. Sur base de tous les éléments présentés dans de dossier, nous voyons deux voies possibles pour une rénovation zéro-carbone : l’approche énergétique classique actuelle (généraliste), en excluant certaines technologies, et celle visant une modification plus profonde de l’approche énergétique.

Dans le cadre d’une approche “généraliste” :

Les exigences principales à mettre en avant dans cette approche de la rénovation zéro-carbone sont les suivantes :

Abandonner l’utilisation d’énergies fossiles pour s’orienter vers des sources de production renouvelables, locale (biomasse) ou non (par l’électrification du chauffage).
Viser l’impact environnemental le plus faible possible pour toutes les nouvelles matières mises en œuvre dans le projet.

Concrètement, les objectifs à documenter par les bureaux d’étude peuvent être :

Indicateurs

Objectifs « + »

Ventilation et qualité de l’air

Objectif performanciel

Preuve du respect dans les classes des débits réglementaires de 32m³/h par personne pour ne pas dépasser le seuil critique des 900 PPM dans les locaux de cours.

Objectif descriptif

Systématisation de l’utilisation de systèmes de ventilation double flux décentralisés dans les locaux les plus utilisés dans le cas où l’installation d’un système centralisé n’est pas possible par manque de place.
Régulation efficace, sur base d’un horaire local par local avec une modulation du débit selon le taux de CO² par classe.

Performance de l’enveloppe

Objectifs performanciels

Respecter les Umax réglementaires.

Documenter l’impact environnemental et l’ACV de toutes les nouvelles parois mises en œuvre.

Objectifs descriptifs

Limitation des déperditions de chaleur par transmission et infiltrations par un travail efficace sur l’étanchéité et l’isolation de l’enveloppe.
Systématisation de l’isolation par l’intérieur si cela n’est pas possible par l’extérieur.
Utilisation systématique de matériaux à l’empreinte carbone la plus faible possible.
Favoriser autant que possible les matériaux biosourcés.

Systèmes de chauffe

Objectifs performanciels

Objectif descriptif :

Exclusion des solutions de chauffage au gaz et au mazout.
Exclusion des solutions de chauffage biomasse, sauf si le pouvoir organisateur de l’école est en mesure d’assurer un approvisionnement suffisant en combustible.
Systématisation de l’utilisation de pompes à chaleur dans le cas d’une électrification du chauffage.

Confort d’été

Objectif performanciel

Prouver par simulation thermique dynamique la capacité de locaux représentatifs à assurer une température intérieure opérative confortable au sens de la norme EN15251 – Annexe 1 (free running buildings).

Objectif descriptif

Systématisation des protections solaires mobiles extérieures (gestion thermique) et intérieures (gestion lumineuse), avec un contrôle manuel.
Favoriser une grande inertie du bâtiment, grâce à un choix judicieux des matériaux de construction.
Systématisation des pratiques de ventilation nocturne dans le bâtiment en cas de fortes chaleurs.

Eclairage

Objectifs performanciels

Preuve du respect par des locaux représentatifs de la norme NBN EN 12464-1.

Objectif descriptif

Exclusion de toute technologie de lampe autre que les LED.
Systématisation de la modulation de l’éclairage en fonction de la lumière naturelle et de la détection de présence.

Système électrique

Objectif performanciel

Objectif descriptif

Division du système électrique en plusieurs circuits qui, outre la logique “spatiale”, intègre la division entre les types d’usages. Installation d’interrupteurs horaire sur chaque circuit du tableau électrique.
Installation de technologies intelligentes (compteurs, prises de courant…)

Energies renouvelables

Objectif performanciel

Objectif descriptif

Maximisation des surfaces de productions pour panneaux photovoltaïques (ou autre SER) afin de produire la plus grande part des besoins électriques de l’école.
Favoriser l’intégration de l’école dans une communauté d’énergie renouvelable à échelle locale.

Systèmes de gestion

Objectif performanciel

Objectif descriptif

Favoriser la simplicité des équipements de gestion tant pour les occupants que pour les gestionnaires techniques par une gestion centralisée pour les besoins fixes et normalisés (ex. électricité) et gestion décentralisée par local pour les besoins fluctuants (dans le temps et dans l’espace = ventilation, éclairage…).

Programmation architecturale

De manière générale, réfléchir à une programmation circulaire avec une vision sur plusieurs cycles de vie du bâti. Alternativement, choisir ou adapter le programme imaginé en fonction de la richesse spatiale du bâti existant.

Les objectifs précis de programmation varient selon la situation particulière de chaque projet.

Dans le cadre d’une approche “plus originale” :

Les exigences principales à mettre en avant dans ce projet de rénovation zéro-carbone sont les suivants :

Limiter considérablement les besoins de chaleur de l’école et ne concevoir l’apport de chaleur que comme un appoint, le bâtiment et les usages étant adaptés pour maintenir le bien être « passivement » le plus longtemps possible.

Viser l’impact environnemental le plus faible possible pour toutes les nouvelles matières mises en œuvre dans le projet.

Concrètement, les objectifs à documenter par les bureaux d’étude peuvent être :

Indicateurs	Objectifs « +++ »
Ventilation et qualité de l’air	Objectif performanciel Idem que l’approche classique
Ventilation et qualité de l’air	Objectif descriptif Systématisation de l’utilisation de systèmes de ventilation centralisés ou décentralisés double flux munis de batteries de chauffe et de by-pass afin afin de combler les besoins thermiques ponctuels dans les classes. Régulation efficace, sur base d’un horaire local par local avec une modulation du débit selon le taux de CO² par classe.
Performance de l’enveloppe	Objectifs performanciels Viser pour les parois opaques en contact avec l’extérieur un U < 0,15W/m²K. Viser pour les fenêtres un niveau U < 1 W/m²K Pour tout autre paroi, viser à respecter les Umax réglementaires. Preuve par calcul de dimensionnement que les parois sont telles que la puissance de chauffe (hors relance) du local peut être assurée par le système de ventilation hygiénique.
Performance de l’enveloppe	Objectifs descriptifs Idem que l’approche classique
Systèmes de chauffe	Objectifs performanciels /
Systèmes de chauffe	Objectif descriptif : Apport de chaleur sur l’air hygiénique, sans surdimensionnement du débit, avec gestion par thermostat local par local. Présence dans les locaux d’équipements de correction localisés avec gestion manuelle.
Confort d’été	Idem que l’approche classique
Eclairage	Idem que l’approche classique
Système électrique	Idem que l’approche classique
Energies renouvelables	Idem que l’approche classique
Systèmes de gestion	Idem que l’approche classique
Programmation architecturale	Idem que l’approche classique

Propositions

Il est toujours intéressant d’exiger plusieurs propositions afin de pouvoir comparer les résultats. Nous suggérons les quatre propositions suivantes :

Une proposition visant simplement à respecter à la lettre la réglementation en vigueur actuellement.
Une proposition la plus proche du zéro-carbone possible.
Une hypothèse avec un changement d’affectation de locaux.
Une proposition liée aux spécificités propres au bâtiment en question.

Les propositions pourront alors être comparées selon leur respect plus ou moins fort de la démarche “zéro carbone”. Attribuez des points supplémentaires aux propositions les moins émettrices en carbone.

Posted By : Gregory Leonard 3 Mar, 2022

Rénovation d’urgence : à quoi penser ?

Par le terme rénovation urgente nous entendons tous les travaux sur des équipements essentiels au confort des occupants qui nécessitent un remplacement et/ou une intervention rapide. Ces travaux d’urgence peuvent être causés par des évènements exceptionnels (inondations, incendie…), par la casse du matériel (châssis, luminaires…) ou encore simplement parce que les équipements sont arrivés en fin de vie (chaudière, luminaire…).

Le plus important dans ce genre de situation est souvent de ne pas se précipiter et de ne pas toujours opter pour la « solution facile » : remplacer à l’identique. Bien souvent, les équipements sur lesquels intervenir ne sont plus aux normes ou bien existent en version plus performante. Dans une situation d’urgence, il est donc toujours utile de réfléchir au-delà de la facilité afin d’anticiper l’évolution des travaux en question.

Voici donc une série de recommandations pour traiter quelques situations d’urgence de la manière la plus optimale, en accord avec les principes de la démarche zéro-carbone.

Remplacer la chaudière

Remplacer sa chaudière est l’occasion de faire de grandes économies, d’autant plus si celle-ci a plus de 20 ans. Il existe aujourd’hui des chaudières dites à « haute performance énergétique », qui pourront aisément remplacer des installations en fin de vie.

Dans le meilleur des cas, il est toujours préférable d’avoir établi un plan de rénovation à l’avance avec un professionnel. Celui-ci aura pu prendre le temps d’analyser différentes offres, de revoir le surdimensionnement de la chaudière, d’étudier l’éventuel changement de combustible ou encore les améliorations à apporter au système de régulation. Ce plan de rénovation étant prêt, on peut répondre rapidement à une situation d’urgence, tout en optimalisant le choix de la nouvelle installation.

Souvent, malheureusement, ce diagnostic et cette étude préalable n’ont jamais été faites. Lorsque la chaudière tombe en panne ou est à remplacer en plein cœur de l’hiver, une solution rapide et efficace est nécessaire. La chaudière à condensation est celle à envisager en priorité car elle propose les rendements les plus élevés et est beaucoup moins émettrice en CO² que d’autres technologies de chaudières. Attention toutefois de, malgré l’urgence, prendre le temps de demander 2 ou 3 devis afin de comparer les offres. Certains chauffagistes remplacent l’existant par une installation ayant exactement les mêmes fonctionnalités. D’autres proposent une installation dont la puissance est judicieusement revue à la baisse et dont la régulation répond aux standards de performance actuels. Il est évident que cette dernière solution est de loin préférable si on veut optimaliser l’économie d’énergie réalisable.

Pour en savoir plus :

Remplacer la ou les chaudières

Remplacer une ancienne chaudière par une installation performante

Remplacer un châssis

Il est rare de devoir remplacer un seul châssis dans une école. Souvent, ceux-ci doivent être remplacés par groupe. Peu importe le nombre de châssis à remplacer, une autorisation de l’administration communale est souvent la première démarche à entreprendre.

D’un point de vue technique, la principale question à prendre en compte rapidement lorsque des travaux comme tel doivent être réalisés rapidement est celle de la ventilation.

Souvent, les locaux scolaires ne sont munis d’aucun système de ventilation. Dès lors, il est primordial de prévoir des grilles de ventilation dans les nouveaux châssis afin de rendre possible les échanges d’air entre intérieur et extérieur. Les grilles de ventilation permettront également d’éviter des risques de condensation et de moisissures indésirables sur les parois intérieures de la classe.

Remplacer un châssis sans y ajouter de grille de ventilation peut alors porter la réflexion sur la mise en place d’un système de ventilation mécanique dans les locaux en question.

De plus, il peut aussi être intéressant de se poser la question de la place du nouveau châssis dans le mur. Si le mur n’est pas isolé, il peut être intéressant de réfléchir à placer le châssis de manière la plus adéquate pour être intégré plus tard dans une enveloppe isolée (par l’intérieur ou par l’extérieur).

Pour en savoir plus :

Remplacer une paroi/cloison

Dans le cas où des travaux doivent être réalisés sur une paroi à cause de dégât des eaux par exemple, la principale réflexion à avoir porte sur l’isolation de celle-ci. La paroi est-elle déjà isolée ? Est-ce utile de le faire ?

Malgré une prise de décision rapide, il est toujours utile de réfléchir à employer des matériaux à faible impact environnemental pour isoler thermiquement et/ou acoustiquement.

Remplacer un radiateur

Agir sur les corps de chauffe peut soulever des questionnements concernant les besoins en chaleur des occupants des locaux en question. Peut-on se passer de ce radiateur moyennant d’autre systèmes de chauffage ? Combien de radiateurs sont réellement nécessaires ? Quelle température est la plus idéale ?

Remplacer des lampes

Souvent le remplacement de ce type d’équipements se fait lampe par lampe. De cette manière, l’économie d’énergie met du temps à devenir significative. Cependant, malgré un remplacement petit à petit comme cela, il est intéressant de s’inscrire dans une stratégie globale, permettant de revoir la position des luminaires dans les locaux, la puissance installée nécessaire ainsi que les techniques de régulation des luminaires.

Posted By : Gregory Leonard 27 Fév, 2022

Réduire le talon de consommation d’une école

Talon de consommation ?

Les bâtiments scolaires sont sujets à de nombreux gaspillages d’énergie suite à leurs périodes d’occupations ponctuelles. Durant les weekends, les mercredis après-midi ou les congés, beaucoup d’appareils électriques restent branchés et utilisent de l’électricité inutilement. Malheureusement, le problème est voué à une grosse augmentation à cause de la numérisation de la pédagogie (bornes wifi, salles informatiques et autre). Il est donc impératif d’agir dès maintenant !

Contrairement à ce que l’on pense, les appareils en standby durant les périodes d’inoccupation consomment énormément d’électricité, faisant augmenter la facture totale à la fin du mois. En effet, si les puissances en cause sont limitées, les durées de fonctionnement de ces équipements sont longues. La quantité totale d’énergie n’est donc pas à négliger. Ces sources d’électricité cachées participent à former le talon de consommation de l’école, c’est à dire le seuil en dessous duquel il est difficile d’aller en termes de consommations.

Agir sur le talon de consommations est relativement simple et abordable pour tous. C’est donc la première chose à réaliser afin de réduire les consommations électriques dans l’école. Ensuite, pour aller plus loin, il sera pertinent de se pencher sur le choix des équipements et/ou l’amélioration de leurs performances. Une bonne conception et régulation de ceux-ci est essentielle afin de réduire efficacement les consommations d’électricité.

Génération 0 Watt

Le projet Génération Zéro Watt a pour objectif d’aller à la recherche des sources de consommation d’énergie cachées ou inutiles et d’agir localement sur celles-ci. Par le biais de petites actions simples sur les appareils électriques, l’éclairage et le chauffage, les enfants des écoles impliquées dans le projet sont sensibilisés à des comportements efficaces en termes de réduction de consommation d’énergie. De cette manière, les écoles participantes peuvent atteindre durant le défi des économies allant en moyenne jusqu’à 20% de la consommation électrique initiale.

Le pourcentage d’économies dépend du nombre d’élèves dans les établissements concernés. Les grandes écoles éprouvent plus de difficulté à mobiliser l’ensemble de leurs occupants à réduire leurs consommations. Toutefois, celles qui y parviennent peuvent atteindre un ratio de consommation par élève logiquement plus bas que les petites écoles.

Source : https://www.educationenergie.be/moyennes-du-secteur/

Plus largement, les actions à entreprendre pour améliorer sa consommation peuvent être réparties selon le budget disponible. Le site educationenergie.be reprend, selon la taille du budget, les actions possibles à envisager dans l’école : https://www.educationenergie.be/actions-zero-budget/

Si l’on réfléchit aux bâtiments scolaires dans une optique zéro carbone, ce talon de consommation, bien que réduit par les diverses actions menées, produit toujours du carbone, nuisant ainsi à l’objectif nul recherché. Dès lors, il est nécessaire de réfléchir à d’autres solutions, parfois plus expérimentales ou innovantes.

Repenser les systèmes

Cette solution est hypothétique et va au-delà des petites actions ponctuelles sur les appareils électriques, le chauffage ou l’éclairage. Elle propose une gestion centralisée et automatisée des circuits électriques parcourant le bâtiment de l’école. Ce mode de fonctionnement permettrait une plus grande efficacité dans la lutte contre le talon de consommation de l’école. Pour plus d’informations concernant la gestion centralisée (GTC), consultez cet article consacré au réseau électrique.

Les principes de GTC existent déjà mais sont actuellement peu propices à l’utilisation dans des écoles car ils sont onéreux et nécessitent beaucoup de maintenance. Ils sont donc principalement réservés à des projets hauts de gamme.

Une mesure plus pragmatique concernant la modification des systèmes électriques dans une école serait de réfléchir avec l’électricien à un découpage qui, outre la logique “spatiale”, intègre la division entre 3 types d’usages.

Imaginons donc que 3 circuits électriques composent l’installation de l’école

Circuit permanent (congélateur, frigo…)
Circuit d’urgence (éclairage de secours, alarme, détecteurs incendies…)
Circuit d’usage (ordinateurs, TBI, éclairage, machine à café, ventilation…)

Ces trois circuits sont contrôlés via un tableau électrique et chacun d’entre eux est doté d’un interrupteur horaire. Ceux-ci ont pour but d’allumer et de couper le circuit électrique selon un horaire prédéfini. La répartition proposée sous forme de circuit permet, lors des périodes d’inoccupation de simplement couper en une fois l’ensemble du circuit d’usage, sans devoir éteindre chaque appareil individuellement. Cette simplification des manipulations agit en faveur de la réduction des consommations énergétiques de l’école.

Des réglages pourraient être envisagés lorsque l’école est occupée en dehors des heures habituelles. Par une détection de présence d’occupants, le circuit comprenant l’éclairage pourrait se mettre en route par exemple..

S’il n’est pas envisageable de refaire le réseau électrique complet, il faut trouver d’autres solutions. Par exemple, avoir recours à des prises de courant intelligentes, pour pouvoir leur ajouter une programmation horaire individuelle. L’utilisation de technologies de l’internet des objets permet elle aussi de réduire les consommations énergétiques, mais à moindre niveau et au prix d’une consommation de ressources non négligeable.

Posted By : Gregory Leonard 27 Fév, 2022

Une école sans carbone au quotidien

Bilan carbone

Les émissions de carbone dans les écoles proviennent de nombreuses sources qui vont bien au-delà de la simple consommation d’énergie. En effet, les bâtiments scolaires se situent à l’intersection de trois facteurs contribuant aux émissions mondiales de gaz à effet de serre, pouvant être explorés à différents stades du cycle de vie de la construction :

L’énergie incorporée en amont, l’énergie grise, ou énergie matérielle incorporée
L’énergie opérationnelle et de mobilité pendant la vie du bâtiment
L’élimination des matériaux en aval

Pour atteindre la neutralité carbone, l’école doit donc non seulement porter une attention particulière sur les aspects techniques de la rénovation mais également sur la sensibilisation et la mise en place de pratiques alternatives décarbonées. L’asbl COREN propose un outil permettant aux écoles de quantifier leur bilan carbone, en intégrant ces différents volets((https://www.coren.be/images/outils/bilan_carbone/Guide%20accompagnement%20bilan%20carbone.pdf)).

Pistes de réflexions

Les écoles sont, par leur caractère éducatif visant une citoyenneté responsable, des lieux propices à la sensibilisation et à l’éducation de notions relatives à la protection de l’environnement.

Sensibiliser à la neutralité carbone va au-delà de placarder des affiches sur les murs de l’école, c’est une réelle réflexion globale qui doit être menée sur de nouvelles pratiques alternatives moins consommatrices en carbone. L’objectif général étant d’éveiller les occupants des écoles à des comportements moins hostiles vis-à-vis de l’environnement. Pour cela, nous proposons 3 pistes de réflexions.

Mobilité

Une voiture transportant une seule personne consomme environ 0,2 kgCO²e par kilomètre parcouru, contre plus de la moitié en moins pour le même trajet en bus ou en train. Dès lors, il paraît évident, dans une optique zéro carbone, que l’école mette la question de la mobilité à l’ordre du jour de ses préoccupations. Les écoles en Wallonie sont assez bien desservies en transports publics, rendant leur utilisation facile pour tous les enfants de l’école.

Avec le soutien de certaines associations comme Empreintes, l’école peut facilement mettre en place certains gestes agissant en faveur d’une diminution des émissions de carbone liées à la mobilité. Agir durablement sur les modes de transports vers et depuis l’école est une étape importante dans la sensibilisation à la neutralité carbone et dans l’éducation relative à l’environnement des élèves prenant part au projet.

La Région Wallonne propose également de nombreux outils pour traiter la question de la mobilité durable. Pour en savoir plus, consultez les pages suivantes :

Transport scolaire

Végétation

Projet Ose le Vert ! à l’école de Gentinnes

Développer la végétation dans l’école est indispensable pour sensibiliser les occupants à l’environnement. La présence de nature dans l’environnement direct des enfants permettra non seulement de les rapprocher de la nature mais également de rendre visible et tangible des processus écologiques au sein même de leur école. La nature environnante s’accompagne de potentiels pédagogiques importants, elle doit servir de support d’apprentissage pour les élèves.

La végétation permet une meilleure gestion du cycle de l’eau dans l’école mais également d’accueillir de la biodiversité sur le site. En plus de cela, les potagers, jardins, vergers et autres peuvent agir comme de réels puits de carbone. Les émissions de gaz à effet de serre pourront en partie être réduites grâce à une absorption directe par la végétation présente sur le site même de l’école((Last child in the woods – saving our children from nature-deficit disorders – Richard Lou)).

Pour aborder la question de la végétalisation dans votre école, consultez les pages suivantes :

Chaque année, des appels à projets ont lieu en Wallonie et à Bruxelles pour des projets de végétalisation des cours de récréation.

Alimentation

Avoir une réflexion sur une alimentation plus durable permet également d’alléger le bilan carbone de l’école. En plus de cela, ces actions ont un effet positif sur notre santé.

Les leviers à mettre en place pour se diriger vers une alimentation plus respectueuse de l’environnement sont les suivants :

Réduire la fréquence et les quantités de viande proposées en alternant les sources de protéines. Un menu végétarien peut facilement avoir une empreinte carbone 4 fois inférieure à un menu comportant de la viande bovine.
Privilégier les produits locaux, qui nécessitent moins de déplacements.
Privilégier les produits de saison, à l’empreinte plus faible pour leur production et leur conservation.
Privilégier les produits biologiques, qui utilisent moins d’intrants (engrais, pesticides, produits phytopharmaceutiques).

Pour aller plus loin dans ces réflexions, vous pouvez consultez les pages suivantes :

Bénéfices

Rapport à la nature

On considère souvent le contact avec la nature comme un avantage, mais rarement comme une nécessité absolue. Pourtant, des recherches scientifiques montrent qu’on peut considérer notre lien avec la nature comme un besoin essentiel à notre bien-être et à notre développement.

Le contact avec la nature a de multiples impacts bénéfiques sur la santé physiologique et psychologique. Des recherches ont montré des relations entre le manque de contact avec la nature et des problèmes tels que l’obésité, les troubles de l’attention ou la dépression. Les enfants en contact avec la nature sont considérés comme plus « résilients ». Ils résistent et s’adaptent plus facilement à des situations de stress.

En parallèle à ses impacts sur le bien-être physiologique et psychologique des enfants, la nature sollicite tous les sens de l’enfant et offre des possibilités d’expérimentations et d’apprentissages multiples. Elle est le support idéal pour enseigner de nombreuses notions faisant partie du programme scolaire. Comme terrain de jeu, un environnement naturel met à disposition des enfants, une série d’éléments variables et sans usage prédéterminé qui, utilisés pour jouer, stimulent l’inventivité et la créativité.

Pourtant, dans notre société actuelle, l’accès à la nature est de plus en plus difficile pour les enfants. L’urbanisation importante, la peur des parents qui les mènent à réduire leur autonomie et la multiplication des activités parascolaires limitant le temps libre des enfants sont différents facteurs qui font que les enfants passent de moins en moins de temps dans la nature, a fortiori pour y avoir des activités libres, non dirigées.

Dans le cadre de l’école, la nature est donc à la fois une nécessité pour les enfants, qui dépasse le cadre strictement scolaire, et une formidable opportunité d’apprentissage.

Efficacité

Les enfants ayant pu bénéficier de cette sensibilisation pourront-ils inciter efficacement leurs parents à modifier leur comportement en matière de consommation d’énergie ? Il a été démontré qu’amener les élèves de primaire et secondaire à encourager leurs familles à suivre de bonnes pratiques de consommation est un moyen efficace d’organiser des engagements volontaires en matière d’économies d’énergie. Ces études nous montrent que le milieu scolaire est un levier efficace pour toucher plus largement la société en général((AGARWAL S., RENGARAJAN S., FOO SING T. & YANG Y (2016), Nudges of school children and electricity conservation: evidence form the “project carbon zero” campaign in Singapore)).

Cependant, l’éveil environnemental tel que pratiqué aujourd’hui dans de nombreuses écoles n’est pas encore assez efficace que pour inciter à de réels changements comportementaux à long terme chez les enfants. Toutefois, cela reste une généralité car certaines écoles parviennent tout de même à inciter de manière concluante leurs occupants à des changements de comportements par une sensibilisation plus poussée et plus active((DE PAUW & VAN PETEGEM (2013), The effect of eco-schools on children’s environmental values and behavior, Journal of Biological Education, 47:2, p.102)). Voilà de quoi motiver les troupes !

Posted By : Gregory Leonard 22 Fév, 2022

Rénovation énergétique d’une école primaire – les points clés

École : rénovation énergétique d’une école primaire – les points clés à prendre en compte !

Introduction du webinaire : monitoring et analyse des données – quelles informations tirer suite au monitoring d’un bâtiment ?

Webinaire Energie+ – du jeudi 8 octobre 2020 de 10h à 11h30

Ces modules ont été présentés par Science Infuse et l’ICEDD.

Posted By : Gregory Leonard 22 Fév, 2022

Ecole : comment garantir le confort et la qualité de l’air ?

Comment garantir le confort et la qualité de l’air dans les établissements scolaires ?

Webinaire Energie+ – mercredi 8 septembre 2021 de 8h45 à 10h00

> Intervenants :

Shady Attia
Prof. in Sustainable Architecture & Building Technology & Head of Sustainable Building Design Lab (SBD)

Tanguy Boucquey

Responsable du Bureau d’études Bâtiments/Energie à la Ville d’Ottignies-Louvain-la-Neuve

Posted By : Gregory Leonard 10 Fév, 2022

Consommation d’énergie et émissions carbones dans les écoles

Les différentes formes d’énergies

On peut distinguer 2 principales formes d’énergies consommées au sein de l’école :

La consommation énergétique de chauffage (60 à 70%) : en général par combustion d’une énergie fossile (mazout ou gaz naturel) ou éventuellement renouvelable (bois, pellet).
La consommation électrique (35%): nécessaire pour l’éclairage, la ventilation des locaux, le fonctionnement des systèmes techniques, les équipements de bureaux (ordinateur, photocopieuse…) etc.

Ces deux postes de consommation sont responsables d’une grande partie des émissions carbones des écoles. Cependant, ce ne sont pas les seuls car l’impact carbone des bâtiments scolaires va bien au-delà de la consommation d’énergie. En effet, beaucoup d’autres facteurs sont à prendre en compte dans le bilan carbone général d’une école (alimentation, mobilité, énergie grise…), alourdissant celui-ci de manière considérable. Agir en priorité sur les postes de consommations d’énergie paraît toutefois être une solution efficace pour tendre vers la neutralité carbone.

De nombreuses questions liées à la rénovation ont des répercussions sur la consommation d’énergie de l’école. Il existe donc de nombreux moyens de réduire celle-ci : l’isolation des bâtiments, agir sur la performance des systèmes de chauffage et des équipements électriques, l’installation d’un système de ventilation, la production d’énergie renouvelable, le choix des matériaux de construction…

Pourquoi rénover zéro carbone ?

Pour réduire les impacts de la consommation d’énergie fossile
Pour réduire la dépendance économique de l’école
Pour éduquer à l’environnement

1) Réduire les impacts de la consommation d’énergie fossile

La consommation d’énergie dans les écoles wallonnes en quelques chiffres :

La part de la consommation énergétique wallonne dont les écoles sont responsables

Selon les données du bilan énergétique wallon, la consommation énergétique du secteur de l’enseignement représente 14% de la consommation du secteur tertiaire, qui représente elle-même 11% de la consommation énergétique globale wallonne. Elle est donc estimée à 1,5% de la consommation énergétique totale de la Wallonie.

Cette consommation varie également d’un réseau d’enseignement à l’autre((https://www.renovermonecole.be/fr/content/part-consommation-energetique-wallones-dont-ecoles-sont-responsables)).

Les grandes variations que l’on peut observer dans le graphique ci-dessus((https://www.renovermonecole.be/fr/content/part-consommation-energetique-wallones-dont-ecoles-sont-responsables)) ont plusieurs explications :

Les caractéristiques des bâtiments reliés à chaque réseau.
La manière dont les bâtiments et leur consommation d’énergie sont gérés : contrôle des systèmes de chauffage, impact des coûts énergétiques sur les utilisateurs, contact entre les gestionnaires et les occupants, responsabilisation des occupants, etc.

Comme le montre le graphique, les consommations spécifiques de combustibles dans l’enseignement dépassent largement les consommations en électricité, dans l’état du parc au moment de la réalisation de ce cadastre. C’est pourquoi beaucoup d’écoles se tournent de plus en plus vers des travaux de rénovation, dans l’objectif de diminuer cette part importante de consommation. En moyenne, les écoles aujourd’hui consomment en combustibles 138 kWh/m² (40 kWh/m³).

La région Wallonne propose aux écoles (voir critères d’éligibilité) les subventions UREBA exceptionnelles destinées à soutenir les travaux d’amélioration des performances énergétiques. La prime propose une couverture de 30% des coûts éligibles à celle-ci. En moyenne, les écoles effectuant des travaux (plus ou moins importants) et ayant recours à cette prime effectuent une économie de 38 % sur leurs consommations de combustibles. Cependant, il est évident que ce chiffre varie en fonction du type de travaux, de la taille de l’école, de la consommation initiale, etc… ((Consommations spécifiques moyennes dans l’enseignement dans les écoles à Bruxelles – https://www.renovermonecole.be/fr/content/part-consommation-energetique-wallones-dont-ecoles-sont-responsables.))

2) Réduire la dépendance économique de l’école

La consommation d’énergie dans les écoles représente un budget important et ce budget est en constante augmentation. Réduire ces dépenses est nécessaire pour l’équilibre financier des écoles et permet de développer des projets plus passionnants que la combustion des énergies fossiles.

Il existe mille projets plus intéressants à financer dans une école que la consommation d’énergie, dont l’impact sur le climat et la paix mondiale n’est pas vraiment brillant.

Le coût de l’énergie pour l’école dépend de nombreux facteurs tels que les bâtiments, leurs caractéristiques techniques, le nombre d’élèves, les enseignants et leurs habitudes, le type de chauffage, …

Chaque école devrait connaître le coût de sa consommation d’énergie. Pour en savoir plus sur l’évolution des prix de l’énergie : cliquez ici.

Les actions qui améliorent le confort dans l’école ont un impact sur le bien-être, la santé et les performances des élèves et des enseignants.

La ventilation, la lumière naturelle, le confort thermique et acoustique contribuent à réduire l’absentéisme et à augmenter les chances de réussite des élèves. Et cela permet aussi de faire des économies. Si elles ne profitent pas directement à l’école, elles n’en sont pas moins intéressantes au niveau collectif.

Le coût de la scolarité d’un élève à charge de la Fédération Wallonie Bruxelles varie selon le niveau d’enseignement, avec une moyenne de 5097 € par élève et par an en 2011.

La Fédération Wallonie Bruxelles estime qu’en 2019, l’échec scolaire a généré un coût supplémentaire d’environ 391 millions d’euros dans l’enseignement obligatoire ordinaire. Investir dans la rénovation des établissements scolaires permettrait donc, dans certaines mesures, de réduire ce gouffre financier.

En plus de réduire la dépendance économique de l’école, rénover zéro-carbone peut aussi offrir plus de résilience aux écoles face à la raréfaction de l’énergie. Les sources d’énergie fossiles (pétrole, gaz, charbon) sont, par définition, limitées en quantité. De plus, cette contrainte d’épuisement n’est pas la seule à diriger la production d’énergie fossile. Des contraintes économiques et politiques participent aussi à la raréfaction de l’énergie, réduisant ainsi encore plus la production par rapport à la quantité d’énergie disponible. Ces contraintes sont par exemple l’augmentation des prix provoquant un déclin de la demande ou encore les crises politiques.

Limiter ses consommations et consommer de l’énergie renouvelable peu donc permettre aux écoles une meilleure stabilité dans le temps, moins de dépendance et plus de résilience face au marché fluctuant de l’énergie.

3) Eduquer à l’environnement

Rénover son école dans une démarche durable tel que le zéro carbone est une réelle opportunité pour sensibiliser et éduquer les élèves, enseignants et parents au développement durable et à l’efficacité énergétique. Les bâtiments scolaires rénovés offrent le potentiel de devenir des vitrines pour les élèves et les familles d’une architecture respectueuse de l’environnement. Cette vitrine, une fois vécue, peut influencer leur attitude et les amener à développer des comportements et des habitudes plus responsables afin de devenir de vrais éco-citoyens.

L’architecture de l’école possède une vertu pédagogique, capable d’enseigner et de sensibiliser de manière directe ou indirecte ses occupants à une série de concepts clés liés au développement durable. Le bâtiment scolaire ne devient plus uniquement une structure qui accueille les apprentissages mais un outil d’apprentissage en tant que tel.

Rénover son école dans l’optique zéro carbone offre donc le potentiel de proposer une architecture pédagogique au service de l’éducation à l’environnement de ses occupants.

L’éducation à l’environnement est une thématique très actuelle portée par beaucoup d’écoles à Bruxelles et en Wallonie. Au vu des problématiques auxquelles notre société fait face aujourd’hui, il semble indispensable d’éveiller les enfants dès leur plus jeune âge à des valeurs et des comportements pro-environnementaux.

L’éducation relative à l’environnement (ErE) passe par un travail mené en parallèle sur 3 dimensions :

L’éducation à propos de l’environnement : exposer des faits, des concepts et des principes clés à intégrer pour une bonne connaissance.
L’éducation pour l’environnement : éveiller les enfants à des valeurs et des compétences pour la préservation de celui-ci.
L’éducation dans l’environnement : interagir directement et physiquement avec la nature et son milieu.

L’architecture de l’école peut donc participer à l’éducation relative à l’environnement de ses élèves en agissant sur les deux dernières dimensions.

Posted By : Sylvie Rouche 10 Fév, 2022

Les dossiers thématiques : rénovation des écoles

Dans ce dossier adressé aux responsables énergies, aux concepteurs et gestionnaires de bâtiments scolaires et aux bureaux d’études, vous trouverez un ensemble d’articles théoriques et d’outils pour vous guider dans la rénovation des bâtiments scolaires dans le but d’approcher au plus près la neutralité carbone fixée par le Green Deal à l’horizon 2050.

Beaucoup de documentation se trouve déjà sur le site “Rénover mon école” et dans le “Guide de la rénovation soutenable des bâtiments scolaires” mais l’intention ici est de hiérarchiser les actions à mener sous forme d’une feuille de route adaptée au cas particulier des bâtiments sur lesquels vous vous pencherez.

De plus, à la différence de ces deux outils existants, nous proposons dans ce dossier une approche des projets de rénovation dans une démarche zéro-carbone. La neutralité carbone de nos écoles d’ici 2050 est absolument nécessaire afin d’atteindre les objectifs européens.

Le processus hiérarchique peut contribuer à réduire la complexité de la réalisation d’un projet de rénovation. Il permettra de donner la priorité aux considérations les plus importantes à chaque étape de la conception plutôt que de les considérer toutes ensemble comme dans un modèle « plat ». Cette priorisation des démarches de rénovation permet aux gestionnaires de projets d’avoir plus de flexibilité et de répartir les interventions et le budget sur une vision à long terme.

Nous détaillons dans les articles ci-dessous la priorisation que nous en faisons, tenant compte de la répartition des émissions carbone dans le parc scolaire ainsi que des besoins spécifiques des fonctions propres aux bâtiments scolaires.

Introduction

Stratégie immobilière

Dans le cas de rénovations partielles, il faut identifier les priorités d’action et la bonne séquence de travaux. Se référer à un plan, avec un objectif clair, est indispensable pour cela. Pour garantir la santé et le bien-être et éviter des désordres constructifs, la qualité d’air doit être le premier objectif. Ensuite viennent l’économie d’énergie, puis le basculement vers des formes d’énergie décarbonée.

Priorité 1 : Air

Priorité 2 : Enveloppe

Résoudre les nœuds constructifs dans le cas d’une isolation par l’intérieur

Priorité 3 : Electricité

Webinaire :

Les études de cas :

Divers

Rénovation soutenable des bâtiments scolaires, guide à l’intention des concepteurs (2015)

Posted By : Gregory Leonard 10 Fév, 2022

Tout au LED

Actuellement, en termes d’éclairage, on s’oriente en majorité vers la technologie LED. Celle-ci est en plein essor et ne cesse de s’améliorer au fil des années. Les arguments les plus souvent énoncés en faveur des LED sont leur grande efficacité lumineuse, leur durée de vie extrêmement longue et leur faible consommation électrique.

Technologie miracle ? Pas tout à fait…. Autant les LEDs paraissent meilleurs que la concurrence sur le plan performanciel et énergétique, il n’est pas de même en termes de confort visuel et d’impact sur la santé.

Le LED aujourd’hui

Aujourd’hui, les lampes à LED sont particulièrement performantes et beaucoup plus économes en énergie que les technologies classiques.

À titre d’exemple, le tableau comparatif ci-dessous provient d’une étude scientifique((L.T. Doulos et al. Minimizing energy consumption for artificial lighting in a typical classroom of a Hellenic public school aiming for near Zero Energy Building using LED DC luminaires and daylight harvesting systems, Energy and Buildings, Volume 194, 2019, Pages 201-217)) et met en évidence les dernières avancées en termes de LED par rapport à un luminaire classique à tube fluorescent. Les résultats peuvent évidemment dépendre selon les produits testés.

	LED (AC supply)	LED (DC supply)	T5 2x35W
Puissance (W)	41.0	50.5	76.0
Efficacité lumineuse (lm/W)	116.1	107.6	62.0
Puissance spécifique (W/m2)	3.16	3.90	5.86
Nombres de luminaires utilisés	4	4	4
Puissance totale installée (W)	164	202	304
Consommation annuelle (kWh)	255.8	315.1	474.2
Eclairement (lx)	302	322	308

On remarque que les luminaires LED sont aujourd’hui largement plus efficaces en termes de consommation électrique, à niveau d’éclairement similaire.Il est donc très intéressant de se tourner vers des solutions 100% LED dans des projets de rénovation visant le zéro-carbone, d’autant plus que l’efficacité lumineuse retenue pour les luminaires ci-dessus n’est pas le plein potentiel de la technologie.

Effets sanitaires

Face à la constante amélioration de la technologie LED, l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) a récemment publié un nouveau rapport étudiant les effets sanitaires de ces systèmes sur la population. Les LED sont caractérisées par un spectre de lumière plus riche en lumière bleue et plus pauvre en lumière rouge que d’autres sources lumineuses, créant un déséquilibre spectral particulièrement nocif pour nos yeux. De plus, “les lumières à LED peuvent être plus éblouissantes que les lumières émises par d’autres technologies (incandescence, fluo-compactes, halogènes, etc.)” (ANSES, p.355). “Enfin, les LED sont très réactives aux fluctuations de leur courant d’alimentation. De ce fait, selon la qualité du courant injecté, des variations de lumière peuvent apparaître, suivant la fréquence et le niveau de ces variations.” (ANSES, p.355)

Le rapport étudie donc différents effets sanitaires :

les effets de la lumière bleue sur les rythmes circadiens (perturbation de l’horloge circadienne) ;
les effets de la lumière bleue sur le sommeil et sur la vigilance (retard de sommeil et altération de la quantité et qualité du sommeil) ;
les effets de la lumière bleue et des différents types de LED sur l’œil (phototoxicité, sécheresse oculaire, myopisation) ;
les effets de la lumière bleue sur la peau ;
les effets de la modulation temporelle de la lumière sur la santé ;
les effets liés à l’éblouissement.”((Source: https://www.anses.fr/fr/system/files/AP2014SA0253Ra.pdf – p.356))

Afin de protéger la population de tous ces effets sanitaires, l’ANSES émet une série de recommandations liées à l’utilisation de lumières à LED. Certaines sont de l’ordre de futures recherches à mener ou de suggestions d’évolutions réglementaires tandis que d’autres sont de l’ordre de bonnes pratiques à prendre en compte directement dans des projets de relighting. On retiendra les deux principales :

Limiter au plus possible l’exposition à des lumières froides (> 4000 K)
Exclure les lampes LED nues du champ de vision

Toutefois, les difficultés des LED ciblées dans l’étude sont surtout liées au lien entre lumière bleue et endormissement. Elles sont donc peu pertinentes dans les écoles.

Pour plus d’informations, celles-ci sont reprises dans le document « Effets sur la santé humaine et sur l’environnement (faune et flore) des diodes électroluminescentes (LED) » en page 363 : https://www.anses.fr/fr/system/files/AP2014SA0253Ra.pdf

Le LED en rénovation

Avant de se lancer dans un projet de rénovation de l’éclairage de l’école, il faut impérativement passer par l’étape d’analyse et de diagnostic de la situation existante. Pour cela, il est préférable de faire appel à un bureau spécialisé en éclairage. Cependant, il existe quelques outils sur le site de Rénover mon école qui vous permettront de réaliser un rapide diagnostic de l’installation lumineuse de vos salles de classe. Les pages suivantes sur Energie+ peuvent également être utiles :

Le site internet de Rénover mon école regroupe une grande partie des questions générales à se poser lors de la rénovation de l’éclairage. Attention que les informations mentionnées en termes d’objectifs et de techniques ne sont plus de toute fraîcheur… En plus de cela, elles ne visent pas l’objectif zéro-carbone qui nous intéresse dans ce dossier.

Pour plus d’infos concernant le passage au LED, consultez la page suivante.

Que faire donc dans notre cas ?

Procéder à un relighting de l’école dans une démarche zéro carbone nécessite de faire attention à deux points principaux :

Viser une puissance faible
Avoir une gestion efficace

En termes de puissance...

Comme vu plus haut, le LED offre de faibles puissances et donc a fortiori de meilleures performances énergétiques. C’est donc principalement vers cette technologie qu’il faut se tourner lorsqu’on envisage le relighting d’un bâtiment scolaire.

L’emplacement des luminaires dans le local a toute son importance en termes de puissance. Un moins grand nombre de luminaires, mais bien situés afin de garantir une uniformité de l’éclairement, permettra de réduire la puissance totale et donc la consommation en carbone.

La question de la gestion….

C’est principalement sur ce point qu’il est utile d’insister lorsque l’on conçoit un relighting d’une école. 35% de la facture énergétique des écoles correspond à l’électricité consommée par l’éclairage. Bien souvent, cela est dû à une mauvaise gestion du système d’éclairage. Il est impératif de rendre les occupants des locaux conscients de leurs décisions en limitant au maximum l’allumage automatique de lampes par exemple. L’extinction automatique, le zonage ou encore le dimming des lampes sont autant de principes qu’il est nécessaire de prendre en compte dans une démarche zéro-carbone. Pour plus d’informations sur ces techniques, consultez les pages suivantes :

De plus, une attention particulière doit être portée sur le programme de maintenance afin de garantir la pérennité du projet de relighting.

Rénover pour consommer…plus ?

Il est nécessaire de pointer la faiblesse actuelle en termes de niveaux d’éclairage dans les écoles. Les installations vétustes et inconfortables ne respectent souvent pas les normes visées lors de projets de relighting ou de constructions neuves. Dès lors, il se peut qu’après rénovation, le système d’éclairage consomme plus qu’auparavant. Cependant, au profit d’un meilleur confort visuel, qui s’avère bénéfique en de nombreux points pour tous.

Réemploi des systèmes existants

Lors de nouvelles constructions, il est facile et logique de concevoir l’ensemble de l’éclairage sur un système électrique approprié à la technologie LED. Mais est-il aussi simple d’adapter un système d’éclairage existant à la technologie LED? Dans un souci d’économie financière, est-il possible dans un projet de rénovation scolaire de garder les luminaires existants en y changeant simplement les tubes ?

Les luminaires existants de type tube T5 ou T8 sont toujours équipés de ballasts électroniques ou ferromagnétiques. Dans les deux cas, il est possible, moyennant certaines manipulations (voir article G0W), de passer d’une technologie de tube fluorescent vers des tubes LED. Il est donc tout à fait envisageable de maintenir les luminaires existants lors d’un projet de relighting au LED. Cependant, les lampes LED ayant des niveaux de luminance élevés, il est impératif d’utiliser des mécanismes optiques adaptés. On favorisera donc des mécanismes de réfraction ou de transmission à la place de mécanismes de réflexion.

À proscrire : mécanismes de réflexion

À recommander : mécanismes de réfraction

Recommandations

Les situations de relighting sont très différentes en fonction de l’usage des espaces à rénover. La disposition des luminaires, le type de luminaire, la température de lumière ou encore le mode de gestion de l’éclairage sont autant de paramètres qui varient en fonction de l’utilisation de l’espace.

Le site de Rénover mon école reprend, sur les deux pages suivantes, les grandes recommandations à prendre en compte pour des classes, des espaces de circulations, des bureaux ou encore des réfectoires :

Posted By : Gregory Leonard 10 Fév, 2022

Résoudre les nœuds constructifs dans le cas d’une isolation par l’intérieur

A cause de la présence des planchers et murs intérieurs qui se raccordent aux différentes parois de l’enveloppe du volume protégé (façades, toitures, planchers, …) assurer la continuité de la couche d’isolant thermique est quasiment impossible à coût raisonnable.

Le raccord du plancher avec la façade, tous deux étant isolés par l’intérieur, ne pose pas de difficulté. C’est également le cas entre la toiture et la façade.

Les principales difficultés seront donc localisées au droit des raccords entre les parois intérieures et les parois de l’enveloppe. Dans le cas des façades, deux solutions existent cependant :

Désolidariser la paroi intérieure de la façade ;
Allonger le chemin de moindre résistance thermique en emballant la paroi intérieure sur une certaine longueur.

Les nœuds constructifs entre les fenêtres et les façades (appuis de fenêtre, linteaux, piédroits) nécessitent parfois des petites adaptations.

Raccord plancher-façade

En rénovation, la mise en œuvre de l’isolation du plancher et de la jonction avec le mur n’est pas évidente et lourde. Il faut vraiment se trouver dans un cas de figure où la rénovation :

est perçue comme un nouveau projet de mise en œuvre d’une dalle flottante;
tient compte des différentes épaisseurs composant le nouveau plancher afin d’éviter les problèmes qu’entraîne une surépaisseur (hauteurs de portes, de la première marche d’escalier, …).

Jonction avec le plancher sur local non chauffé ou sur terre-plein – Isolation sous chape

Placer un film d’étanchéité (4) contre le bas du mur + enduit existants (1 + 2) et contre la dalle existante (3). Ce film va protéger l’isolant de sol contre l’humidité ascensionnelle. Il n’est nécessaire que si on se trouve en présence d’une dalle contre terre et qu’aucune étanchéité n’a été prévue sous la dalle lors de la construction ; dans le doute, mieux vaut le placer. Prévoir un recouvrement de minimum 30 cm entre bandes.
Si la face supérieure de la dalle existante n’est pas plane, réaliser une chape d’égalisation avant d’y poser le film d’étanchéité ou l’isolation.
Placer un isolant thermique (5) sur la dalle (ou sur chape d’égalisation) : panneaux posés sur le sol de manière jointive ou isolant expansé projeté sur le sol ; l‘isolant choisi doit résister à la compression.
Placer l’isolant (6) en périphérie de la chape. Cet isolant assure :
- La continuité de la couche isolante entre le sol et le mur et évite la création d’un pont thermique à la jonction sol-mur.
- La désolidarisation de la chape des autres éléments lourds (dalle et mur). On crée ainsi une dalle flottante qui atténue la propagation du bruit.
Placer une membrane d’étanchéité (7) sur l’isolation du sol et contre l’isolant périphérique de la chape pour éviter que les eaux de mise en œuvre de la chape et les eaux de lavage du sol ne s’y infiltrent. Cette membrane remonte contre le mur existant.
Couler une chape armée (8) sur l’isolant de sol.
Poser un film d’étanchéité (9) contre le mur enduit existant et sur la chape. Celui-ci va protéger le pied de paroi contre les eaux de nettoyage.
Placer soit l’isolant (10), l’éventuel pare-vapeur (11) et la finition (12), soit un panneau composite (13) sur le mur enduit existant.
Une mousse isolante (14) est injectée sous le panneau isolant, puis arasée. Cette mousse va assurer la continuité de l’isolation au bas du panneau. En effet, lors du placement des panneaux, ceux-ci sont butés contre le plafond, le jeu entre la hauteur du panneau et du mur apparaît donc en bas de panneau au niveau du sol.
La partie du film d’étanchéité (9) posée temporairement sur la chape et destiné à protéger le pied de paroi contre les eaux de nettoyage est relevée contre la finition intérieure de la cloison de doublage.
On pose la finition de sol (carrelage, par exemple) (15).
On place la plinthe (16) avec joint d’étanchéité (17).

Jonction avec le plancher sur local non chauffé ou sur terre-plein – Panneaux isolants composites

Seuil et linteau – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

Mur existant.
Enduit existant.
Dalle existante.
Chape d’égalisation.
Film d’étanchéité (contre l’humidité ascensionnelle).
Film d’étanchéité (protection du pied de paroi).
Isolant thermique.
Pare-vapeur éventuel.
Finition.
Panneau composite.
Isolant thermique.
Couche pouvant recevoir la finition.
Panneau composite emboîté par languette et rainures.
Fermeture des raccords au moyen d’un enduit pour éviter toute infiltration d’eau dans la couche isolante.
Finition : revêtement souple.

Plancher en bois entre étages

Dans le cas d’un plancher en bois, l’extrémité de celui-ci qui vient s’encastrer dans la maçonnerie atteint des températures plus basses qu’avant isolation par l’intérieur. Alors qu’il est possible d’éviter le transfert de vapeur interne au travers du mur par l’usage d’un pare-vapeur, il n’existe pas de moyen efficace pour éviter ce transfert au niveau du plancher. Ainsi, il y a risque de condensation à proximité des têtes de solives et possibilité de pourrissement.

Plancher.
Solive.
Risque : condensation ⇒ solution : nouveau support latéral appuyé sur ses extrémités.

Le projet de recherche Renofase, mené par la Région Flamande a pour objectif de soutenir les projets de rénovation de son parc immobilier et d’en assurer une réalisation performante et de qualité. Dans son dernier rapport, portant sur l’isolation par l’intérieur, elle propose le , offrant sous forme schématique une multitude de solutions afin de résoudre les ponts thermiques aux jonctions avec des planchers ou avec des murs de refend. Pour supprimer ces ponts, beaucoup de solutions peuvent être envisagées :

Possibilités de réduction des ponts thermiques
Isolation continue	Appliquer l’isolation du retour	Augmenter l’épaisseur de l’isolation intérieure	Appliquer l’isolation extérieure locale

++ SOLUTION OPTIMALE – Souvent impossible à réaliser avec une isolation intérieure. – Une connexion structurelle entre les deux éléments de construction est souvent nécessaire, ce qui peut entraîner des ponts thermiques. ! Attention à l’isolation acoustique : les fuites acoustiques doivent être évitées. Les matériaux d’isolation rigides peuvent être interrompus par des isolants souples au point de raccordement.	+ SOLUTION STANDARD Dimensionnement : longueur de l’isolation de retour standard 60 cm à partir de la surface intérieure du mur existant ; en l’étendant à 100 cm à partir de la surface extérieure, le nœud du bâtiment est accepté par la PEB – Impact sur la forme de la surface du mur ou du plancher à l’intérieur (parfois non possible ou souhaité) + Peut être utile de le combiner avec l’intégration de techniques (conduit de tuyaux, éclairage, …)	+ Impact visuel minimal – Perte d’espace relativement importante – Une simulation thermique est toujours nécessaire pour déterminer l’épaisseur minimale de l’isolation (car elle dépend de l’épaisseur de la paroi et des propriétés du matériau). – Cette solution permet d’éviter les dommages (facteur de température suffisamment élevé) mais les pertes d’énergie ne sont réduites que de manière limitée	Dimensionnement : la règle de base « chemin de moindre résistance > 1 m » peut être utilisée pour rendre le nœud de bâtiment acceptable pour les PEB. + Impact visuel et perte d’espace minimaux – Impact sur l’aspect de la façade, donc pas toujours possible ; + Parfois, cela permet à la fois de résoudre un pont thermique et d’apporter une valeur ajoutée architecturale ! Attention aux contraintes thermiques dans la maçonnerie
Quelques variantes

La maçonnerie existante est remplacée localement par une maçonnerie isolante. ! Attention : la maçonnerie isolante peut devenir humide : l’impact de celle-ci doit être pris en compte (impact sur la valeur lambda, le transport capillaire de l’humidité, la durabilité…).	Continuez sur l’ensemble du mur ou du plancher et combinez avec une isolation ou une absorption acoustique. Afin de limiter les pertes d’énergie, des matériaux super-isolants et isolants peuvent être utilisés dans les premiers 20 à 50 cm du mur. – Attention : la dalle de plancher peut devenir relativement froide en hiver ; les contraintes thermiques d’impact doivent être vérifiées ; pas de tuyaux sensibles au gel dans le plancher.	L’épaississement peut être limité à une bande de chaque côté de la paroi intérieure ou du plancher. + Peut être utilement combiné avec l’intégration de techniques (conduite, éclairage, …)	Peut être intégré dans des éléments de façade décoratifs nouveaux ou existants (par exemple, dans le cas de bâtiments patrimoniaux) et/ou être associé à une isolation à retour limité, par exemple.

Isolation autour de la baie

Pour ne pas provoquer de pont thermique et de risque de condensation superficielle autour de la baie, l’isolation thermique doit être prolongée jusqu’à la menuiserie.

Mur existant avec enduit de finition.
Isolant thermique (posé entre lattes par exemple).
Pare-vapeur éventuel.
Panneau de finition.
Retour d’isolation collé à la maçonnerie (épaisseur de minimum 2 cm).Si après avoir disqué l’enduit de finition existant, il n’y a pas assez de place pour le retour d’isolation, il faut remplacer le châssis par un châssis à dormant plus large.
Prolongement du pare-vapeur jusqu’à la menuiserie ou pose d’un isolant peu perméable à la vapeur (mousse synthétique, par exemple).
Joint souple d’étanchéité pour empêcher toute infiltration d’air intérieur derrière l’isolant.
Nouvelle tablette.

Pour augmenter les performances thermiques du retour d’isolation, la finition autour de la baie peut être réalisée en bois (ébrasement et tablette).

Joint souple d’étanchéité.
Ébrasement et chambranle en bois.
Finition angle.

Travaux annexes

Remarque : cette partie s’inspire de la brochure “Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant” et du projet de recherche Renofase mené par la Région Flamande.

Jonction mur-plancher étanche à l’air

Pour éviter tout risque de condensation interne, les systèmes d’isolation par l’intérieur doivent garantir une parfaite étanchéité à l’air. La ruine des parois peut avoir lieu lorsque de l’air chargé en humidité pénètre derrière la couche d’isolation et condense sur l’arrière de celle-ci.

Couche étanche à l’air((DOBBELS F, RenoFase WP4 – Detaillering van binnenisolatie, WTCB, 2017, p.31-32))
Matériau isolant étanche à l’air, placé correctement.	Panneau préfabriqué avec membrane intégrée (la feuille ne dépasse pas des bords du panneau).	Membrane placée séparément entre la finition et l’isolant (la membrane peut dépasser des bords).	Revêtement en plâtre
Possibilités de finitions étanches à l’air

Solutions alternatives


Points d’attention

Les installations électriques (prises et interrupteurs)

Elles sont disposées dans un espace technique (ménagé entre l’isolant (ou le pare-vapeur) et la finition.

Détail en plan et en coupe :

Isolant posé entre lattes
Pare-vapeur placé sans interruption
Latte fixée à la maçonnerie
Latte supplémentaire servant d’entretoise
Tube électrique
Boîtier électrique

Les canalisations d’eau

Les canalisations encastrées avant rénovation (isolation par l’intérieur) sont réchauffées par l’ambiance intérieure.

Si aucune précaution n’est prise lorsqu’on isole par l’intérieur, la maçonnerie, et avec elle, la canalisation sont directement exposées au climat extérieur et donc au gel.

Il existe différentes solutions pour protéger la canalisation contre le gel.

Solution n°1 : déplacer le tuyau et le laisser apparent.

Solution n° 2 : (peu pratique) agrandir la saignée dans laquelle se trouve la canalisation et introduire un isolant thermique (mousse expansée, par exemple.)

Solution n° 3 : déplacer le tuyau et le placer dans un espace technique ménagé entre l’isolant (ou le pare-vapeur) et la finition.

Attention : ne pas traverser le pare-vapeur avec le tuyau !

Les radiateurs

Les radiateurs doivent être déplacés et fixés à la nouvelle paroi. Dans ce cas, la structure doit être renforcée.
Le radiateur peut également être posé sur un pied fixé au sol.

Tablette
Isolant imperméable à la vapeur collé à la maçonnerie
Isolation entre lattes
Pare-vapeur
Radiateur
Joint d’étanchéité (mastic)
Canalisation de chauffage
Renfort (lattes bois)

Concernant les tuyaux des radiateurs, ceux-ci peuvent soit rester là où ils sont et être prolongés pour alimenter la nouvelle position du radiateur ou alors ils peuvent être déplacés dans le même plan que les corps de chauffe.

Si on garde le tuyau à sa place :

Insuffler de la mousse isolante autour du tuyau.

Glisser de l’isolant derrière le tuyau.

Si on peut déplacer le tuyau :

Sol

Lorsque l’isolation des murs est prolongée par l’isolation du sol, cela exige de créer une marche au niveau de l’accès aux autres locaux.

Remplacement des châssis

L’organigramme ((DOBBELS F, RenoFase WP4 – Detaillering van binnenisolatie, WTCB, 2017, p.201)) ci-dessous proposé par Renofase, évoque les différentes solutions envisageables pour le placement de nouveaux châssis dans le cas d’une isolation par l’intérieur.

Si vous souhaitez savoir comment évaluer le risque de condensation à partir des données propres à votre bâtiment.

Si vous souhaitez voir, par un exemple, comment évaluer concrètement le risque de condensation au droit d’un pont thermique dans un immeuble de bureau.

Posted By : Gregory Leonard 10 Fév, 2022

Isoler un mur par l’intérieur

Attention ! L’isolation par l’intérieur est la seule technique possible lorsque l’aspect extérieur de la façade doit rester inchangé. Cependant, cette technique d’isolation est délicate et peut engendrer des problèmes. Ainsi, beaucoup d’architectes belges l’évitent.

En respectant une série de principes et en effectuant les vérifications préliminaires nécessaires mentionnées plus bas, cela permet simplement de se mettre le plus possible du côté de la sécurité !

Principes à respecter

Avant toute chose, il est impératif de traiter tout type de problème d’humidité! Rajouter une couche isolante sur la face intérieur d’un mur a des conséquences importantes sur son comportement hygrothermique. Dès lors, il est impératif de démarrer sur une bonne base, avec un mur sain. Les dommages liés à l’humidité se produisent généralement lorsque des matériaux sensibles à l’humidité sont en contact direct avec celle-ci. La présence de tâches, d’efflorescences, de fissures ou encore d’écaillages sur les murs existants sont autant de signaux révélateurs d’humidité. Le mur doit être complètement sec et exempt de toute trace d’humidité lorsqu’on pose l’isolation par l’intérieur.

Principe 1 : Contrôle du climat intérieur

Une bonne gestion du climat intérieur a toute son importance dans l’apparition ou non de dommages au niveau des zones sous-isolées. L’ampleur des dégâts est caractérisée par la température ambiante et par l’humidité relative de l’air intérieur. Pour éviter tout risque lié à une isolation par l’intérieur, le bâtiment doit appartenir à la classe de climat intérieur 1 ou 2. Ces classes de confort sont facilement atteintes grâce à des systèmes de ventilation mécanique.

Principe 2 : Réduire ponts thermiques

Les ponts thermiques sont les principales failles des systèmes d’isolation par l’intérieur. Ils sont parfois complexes à éliminer mais de nombreuses solutions existent pour les combattre. Une mauvaise gestion des ponts thermiques peut entraîner des moisissures dues à la condensation ainsi que d’importantes pertes d’énergie. Attention cependant que tous les ponts thermiques ne doivent pas nécessairement être réglés. La température minimale de surface dépend beaucoup du climat intérieur : si celui-ci est particulièrement humide, l’augmentation de la température de surface sera plus rapide et une humidité relative critique se produira plus rapidement que dans les climats plus secs. Il est indispensable de ne pas laisser les ponts thermiques insolubles se refroidir trop longtemps pendant les périodes de froid afin que la température de surface des zones non isolées ne tombe pas en dessous de la température en dessous de laquelle le développement de moisissures devient possible.

Des pistes de résolution des situations à risque sont proposées sur cette page.

Principe 3 : Eviter fuites d’air

Pour éviter tout risque de, les systèmes d’isolation par l’intérieur doivent garantir une parfaite étanchéité à l’air. La ruine des parois peut avoir lieu lorsque de l’air chargé en humidité pénètre derrière la couche d’isolation et condense sur l’arrière de celle-ci.

Dans la réalisation d’une enveloppe étanche à l’air, les situations à risque sont les suivantes: le passage des techniques à travers l’enveloppe et les joints entre différents éléments ou matériaux. Des pistes de résolution de ces situations à risque sont proposées sur .

Si vous voulez , il peut être utile de faire appel à un test de pressurisation qui permettra de détecter toutes les fuites, même celles qui ne sont pas visuellement perceptibles. Attention toutefois que ces tests ont pour objectif de détecter les flux d’air qui se produisent entre l’environnement intérieur et extérieur et non au sein d’une construction.

Une fois ces principes pris en compte, une attention particulière doit être portée sur les nœuds constructifs. Un bon traitement de ces nœuds améliore fortement les performances des bâtiments considérés, quelle que soit la technique d’isolation considérée. L’amélioration est de l’ordre de 30 % pour une épaisseur d’isolant de 6 cm et de l’ordre de 70 % pour une épaisseur de 20 cm. Augmenter l’épaisseur d’isolant sans traiter les nœuds constructifs a peu de sens, cela ne permettra pas d’atteindre les performances thermiques recherchées.

Le graphique ci-dessous illustre les valeurs U moyennes des trois façades d’une maison standard, intégrant l’effet des nœuds constructifs pour différentes épaisseurs d’isolant.

Pour en savoir plus sur les techniques de résolution des nœuds constructifs, consultez notre page : Résoudre les nœuds constructifs – isolation par l’intérieur.

Vérifications et mesures préliminaires

Le mur doit être en bon état

Lorsqu’on isole un mur plein par l’intérieur, les variations de température hiver-été et au cours d’une même journée, deviennent plus importantes. Ce qui augmente les contraintes dans la maçonnerie et peut mener à des fissurations.
Si le mur est déjà fissuré, on peut s’attendre à des dégradations suite à l’apport d’une isolation par l’intérieur.

Le mur doit être sec et protégé contre toute pénétration d’eau

Comme mentionné plus haut, le mur doit être sec et protégé de toute pénétration d’eau de pluie, protégé contre les remontées capillaires et ne plus contenir d’humidité de construction.

L’étanchéité à l’eau de pluie d’un mur plein dépend de son type et de son état.

Lorsque le mur est isolé par l’intérieur, l’eau à l’intérieur de la maçonnerie engendre les 2 désagréments suivants :

Vu l’abaissement de la température moyenne d’hiver d’un mur isolé par l’intérieur, le séchage est ralenti. L’humidification prolongée de la maçonnerie peut favoriser une dégradation de la maçonnerie par le gel.

Lorsqu’un mur est humide dans la masse, le séchage de la maçonnerie peut s’opérer partiellement vers l’intérieur du bâtiment en été. Si l’isolant placé à l’intérieur nécessite un pare-vapeur, il y a risque de formation de condensation à l’interface entre l’isolant et le pare-vapeur.

En outre, lorsqu’une maçonnerie humide a fait l’objet d’une intervention pour la protéger, il y a lieu d’attendre son séchage (6 mois à plusieurs années selon le type et l’épaisseur du mur) avant d’entamer son isolation par l’intérieur.

La disposition doit permettre de traiter les ponts thermiques

Les dormants des châssis doivent être suffisamment grands pour pouvoir prolonger l’isolant sur la partie latérale de la baie, en dessous du linteau, sous la tablette de fenêtre. À défaut, les châssis devront être remplacés. On profitera de l’occasion pour choisir des vitrages à haut rendement.
On doit vérifier la possibilité d’envisager une isolation du sol, du plafond et des murs de refend ou simplement une prolongation de l’isolant sur ces parois.

Le climat intérieur doit être “normal”

Le climat intérieur doit correspondre au plus à la classe III.

Dans des bâtiments de classe de climat intérieur IV, le risque de condensation à l’interface maçonnerie-isolant est trop important. Dans ce cas des précautions lourdes doivent être prises : une étude approfondie du système et de chaque détail doit être réalisée par un bureau d’étude spécialisé; un soin particulier doit être apporté à la mise en œuvre; les matériaux devront être judicieusement choisis etc.

L’inertie thermique doit être suffisante

On vérifiera que la capacité thermique des locaux reste suffisante malgré l’apport de l’isolation du côté intérieur des murs de façade.

Voici des indices d’un risque important de surchauffe en été :

Les cloisons intérieures sont en matériaux légers (ex. : plaques de plâtre sur structure en bois ou métallique).
Les plancher sont en bois.
Il y a beaucoup d’apports internes (éclairage artificiel, ordinateurs, imprimantes, etc.).
Les baies vitrées sont grandes et ont une orientation autre que “Nord”.

Voici des indices d’un risque faible de surchauffe en été :

Les cloisons intérieures sont en matériaux lourds (béton, brique, …).
Les plancher sont en béton.
Il y a peu d’apports internes (éclairage artificiel, ordinateurs, imprimantes, etc.).
Les baies vitrées sont petites ou orientées au Nord.
Cependant, une faible inertie thermique peut être favorable dans le cas de locaux occupés durant de courtes périodes.

Diagnostic professionnel

Le CSTC propose une démarche de diagnostic afin d’évaluer la faisabilité d’une isolation par l’intérieur. Elle se concentre sur 4 points d’attention qui se déclinent en différentes nuances, indiquant de la pertinence ou non d’une isolation de ce type.

	Technique applicable	Applicabilité inconnue (des contrôles ou études complémentaires peuvent confirmer l’applicabilité de la technique)	Technique déconseillée en l’état (des interventions visant à corriger les défauts constatés peuvent rendre la technique applicable)
Dégâts visibles	Absence de dégâts visibles (traces d’humidité dans les finitions intérieures, écaillage superficiel des briques extérieures, fissures, …) et de sources d’humidité (procéder éventuellement à des mesures du taux d’humidité au moyen d’un humidimètre électrique, p. ex.)	Absence de dégâts visibles, mais présence de sources d’humidité (humidité ascensionnelle, éclaboussures, …) susceptibles d’en provoquer après la pose de l’isolation (procéder éventuellement à des mesures du taux d’humidité au moyen d’un humidimètre électrique, p. ex.)	Présence de taches d’humidité, front d’humidité, sels efflorescents, algues, fissures, écaillage superficiel des briques extérieures (sensibilité au gel)
Exposition à l’humidité et au gel	Typologie de la façade et exposition à la pluie
	· Maçonnerie pleine dont l’épaisseur est constituée d’au moins deux briques ou d’une brique et demie, ou moins, en cas d’exposition limitée à la pluie · Mur massif en béton coulé · Mur creux (isolé ou pas) · Mur intérieur	Maçonnerie pleine dont l’épaisseur est constituée d’une brique et demie en cas d’exposition à la pluie moyenne à élevée	Maçonnerie pleine dont l’épaisseur est constituée d’une brique ou moins en cas d’exposition à la pluie moyenne à élevée
	Installations techniques
	· Absence de conduites d’eau ou d’autres conduites sensibles à l’humidité ou au gel dans la façade. · L’absence d’installations techniques nécessitant le percement de l’isolant facilitera la mise en œuvre		· Présences de conduites d’eau ou d’autres conduites sensibles à l’humidité ou au gel dans la façade.
	Planchers intermédiaires
	Plancher en béton ou structure portante en bois non encastrée dans la façade à isoler	Structure portante en bois sans dégradation encastrée dans la façade à isoler	Structure portante en bois avec dégradations encastrée dans la façade à isoler
Caractéristiques des matériaux	Finition extérieure
	· Absence de finition extérieure · Finition extérieure en bon état, imperméable à l’eau, mais perméable à la vapeur d’eau		· Finition extérieure dégradée · Finition extérieure imperméable à la vapeur d’eau (briques émaillées, carrelages, mosaïque, peinture inadaptée, …)
	Matériaux constitutifs de la face extérieure de la maçonnerie (briques, mortier de pose et de jointoiement)
	Matériaux aux performances connues présentant une résistance au gel suffisante	· Absence de dégâts dus au gel visibles · Mortier à base de chaux	· Dégâts dus au gel visibles · Eléments identifiés comme non résistants au gel
	Finition intérieure
	· Absence de finition intérieure · Absence de dégâts visibles (fissures, peinture non adhérente, enduit intérieur dégradé, …) · Absence de parties instables	· Parties instables · Finition intérieure ne résistant pas à l’humidité ou imperméable à la vapeur d’eau	Dégâts visibles (fissures, peinture non adhérente, enduit intérieur dégradé, …)
	Les caractéristiques et l’état de la finition intérieure influencent essentiellement le type de système d’isolation par l’intérieur (système collé, création d’une contre-cloison, …) pouvant être installé sur le mur considéré ainsi que la façon de dimensionner celui-ci. La technique d’isolation des murs existants par l’intérieur ne devrait dès lors pas être rejetée uniquement sur la base des critères associés à la finition intérieure. Ces différents éléments sont décrits dans la seconde partie de cet article traitant du choix des systèmes d’isolation par l’intérieur et de leur dimensionnement.
Climat intérieur et systèmes du bâtiment	Classe de climat intérieur
	Classe de climat 2	Classe de climat 3	Classe de climat 4
	Systèmes
	Systèmes de ventilation et de chauffage efficaces et en état de fonctionnement

Choix du système

Il existe de nombreux systèmes d’isolation par l’intérieur.

Choix du système à panneaux isolants collés

Lorsque le mur est sec et sain et présente une surface plane, on choisit le système des panneaux collés.

Les défauts de planéité ne peuvent pas dépasser 15 mm sur une règle de 2 m. Ce système ne peut être utilisé sur des supports ayant connu l’humidité car des sels peuvent apparaître.
Ce système est le moins onéreux et demande le moins d’espace.
Il demande le décapage complet du revêtement (papier-peint, peinture, …) ou du moins aux endroits des plots ou bandes de colle.

Choix d’un système à structure

Lorsque le mur n’est pas suffisamment plan, on choisit un des deux systèmes à structure.

Ceux-ci sont plus chers mais permettent de rattraper les défauts de planéité du mur. Ces systèmes peuvent aussi être choisis si l’on ne souhaite pas enlever le papier peint ou la peinture.

Le système à panneaux composites posés sur lattage possède l’avantage, par rapport au système à panneaux isolants entre lattes, d’apporter une isolation continue. En particulier, lorsque les profilés utilisés sont métalliques, il évite les ponts thermiques au droit de chaque profilé. Ce système permet également d’apposer une couche plus épaisse d’isolant.

Avec un système à panneaux isolant entre profilés métalliques, ces derniers doivent, dans certains cas, pour des raisons de résistance, être placés avec l’ouverture du “u” vers le mur. On doit veiller, dans ce cas, à ce que ceux-ci soient remplis d’isolant.

Choix du système avec isolation derrière contre-cloison maçonnée

L’isolation derrière contre-cloison maçonnée permet de rajouter un matériau lourd devant l’isolant et donc de remplacer, en partie du moins, l’inertie thermique perdue.
Il demande néanmoins un plancher pouvant le supporter. Il ne pourra pas, en principe, être choisi dans le cas d’un plancher entre étages en bois.

Choix de l’isolant

Le choix d’un isolant dépend principalement des performances à atteindre après isolation. Les caractéristiques des matériaux isolants à prendre en compte en cas d’isolation d’un mur par l’extérieur donc les suivantes :

« Epaisseur de l’isolant (m) : Cette épaisseur est une caractéristique du produit dans le cas des isolants rigides ou souples. Elle est déterminée par la mise en œuvre et la géométrie des parois isolées dans le cas des matériaux projetés ou insufflés.
Conductivité thermique du matériau (W/mK) : Cette caractéristique détermine le caractère isolant des matériaux. On la retrouve dans les différentes fiches techniques des matériaux d’isolation.
Facteur de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau : Cette valeur se retrouve soit dans les fiches produits des fabricants, soit dans des documents de référence. Lorsqu’une gamme de valeur est citée, il y a lieu de prendre en compte la plus faible valeur renseignée.

Choix du pare-vapeur

Quand doit-on prévoir un pare-vapeur ?

Lorsqu’on utilise un isolant perméable à la vapeur (laine minérale, par exemple) celui-ci doit être précédé, côté intérieur, par un pare-vapeur de manière à éviter le risque de condensation interne.

L’utilisation d’un isolant peu ou pas perméable à la vapeur (EPS, XPS, PUR, CG) collé sur la maçonnerie, ne nécessite pas l’interposition d’un pare-vapeur pour autant que de l’air intérieur NE puisse PAS circuler entre isolant et maçonnerie.
Aussi, si ce type d’isolant est mis en œuvre entre lattes, la pose du pare-vapeur reste indispensable. Celui-ci couvre alors l’ensemble du système “isolant + lattes”.

Quel pare-vapeur choisir ?

L’évaluation du risque principal de condensation par modèle statique (comme celui de Glaser) entraîne presque systématiquement le choix d’une membrane très étanche à la vapeur du côté intérieur. On les appelle souvent les “pare-vapeurs”. Lorsque l’on affine l’analyse, il apparaît que le choix d’une membrane plus faiblement étanche à la vapeur est parfois suffisant. On parle alors de “freine-vapeur”. La valeur Sd des pare-vapeur n’est pas définie avec précision, mais en pratique, elle sera de plusieurs dizaines de mètres (par ex. 50 ou même 100 m) alors que la valeur Sd des freine-vapeur ne sera que de quelques mètres seulement (par ex. 2 m à 5 m, mais rarement plus de 10 m).

Le choix d’un freine-vapeur, plus ouvert au passage de la vapeur, permet souvent de se prémunir du risque, dit secondaire, de condensations internes en été ou au printemps, ou quand la pression de vapeur est plus importante à l’extérieur qu’à l’intérieur et que la vapeur a donc tendance à traverser la paroi de l’extérieur vers l’intérieur. En effet, le flux de vapeur n’est pas complètement bloqué vers l’intérieur ce qui facilite le séchage du mur.

D’autres membranes, dites intelligentes, sont de ce point de vue encore plus adaptées. En effet, leur perméabilité à la vapeur évolue avec l’humidité relative. Elles sont conçues pour être relativement fermées à la vapeur quand l’humidité relative est faible et pour s’ouvrir au passage de la vapeur quand l’humidité relative est plus élevée. Ce principe est illustré ici.

Outre les risques de condensations, il est important de faire remarquer que certains matériaux dits hygroscopiques, comme le bois et les matériaux dérivés du bois, mais aussi d’autres matériaux comme la terre crue, ont le pouvoir de réguler l’humidité de l’ambiance intérieure en captant l’humidité en excès pour la restituer plus tard, atténuant ainsi les effets désagréables d’ambiances trop sèches ou trop humides. On parle alors parfois d’inertie hydrique par analogie avec l’inertie thermique. Malheureusement, peu de valeurs sont disponibles. Ce domaine devrait faire l’objet de recherches complémentaires et dépasse le cadre d’Énergie+. Remarquons seulement que la présence d’une membrane atténue fortement l’effet hygroscopique des couches sous-jacentes, et notamment celui de l’isolant.

Remarquons enfin que la présence d’une membrane, en plus de permettre la régulation de la vapeur, permet aussi de bloquer le passage de l’air et donc d’éviter le risque de condensation par convection, pour autant bien sûr que la mise en œuvre soit d’une qualité irréprochable (notamment au niveau des nœuds constructifs).

Comment assurer la continuité de la fonction “pare-vapeur” :

Lorsque la fonction “pare-vapeur” est assurée par les panneaux, la continuité de la fonction “pare-vapeur” est assurée en fermant les joints entre panneaux ou entre panneaux et raccords au moyen :

soit, de bandes adhésives,
soit, de mousse injectée,
soit, de mastic.

Lorsque le système nécessite un pare-vapeur indépendant, celui-ci doit être placé avec recouvrements. Les recouvrements et les raccords doivent être fermés au moyen :

soit, de bandes adhésives,
soit, de joints comprimés.

Il faut vérifier auprès des fabricants que le produit assurant la continuité du pare-vapeur proposé corresponde à la classe du pare-vapeur demandé.

Posted By : Gregory Leonard 5 Fév, 2022

Réduire les consommations d’énergie de chauffage dans une démarche zéro-carbone

Comme mentionné en introduction du dossier consacré à la rénovation des écoles, l’énergie de chauffage dans une école représente en moyenne 60 à 70% des consommations totales. Cette part importante du poste chauffage est liée d’une part à une faible performance énergétique des bâtiments.

Dans le cas de rénovations de bâtiments scolaires dans une démarche zéro carbone, il est prioritaire de réduire cette consommation excessive de carbone liée à l’énergie de chauffe. Pour cela, des solutions « classiques » peuvent être envisagées (changement combustible, remplacement de la chaudière…). Ou alors, dans une démarche plus innovante, nous proposons 3 pistes de réflexion afin d’atteindre l’objectif de neutralité carbone souhaité :

Repenser les besoins
Optimiser les performances énergétiques de l’enveloppe
Compenser les besoins résiduels avec une production propre

Repenser les besoins

Face aux enjeux énergétiques auxquels nous faisons face aujourd’hui, il s’avère de plus en plus clairement qu’un changement radical de nos pratiques et de nos standards de confort thermique s’impose afin de réduire les émissions de carbone liées à notre consommation d’énergie.

Qui dit repenser les besoins thermiques, dit aussi repenser les attentes thermiques des occupants. Celles-ci reposent habituellement sur un modèle classique d’espaces chauffés à une température standard de 20°, par un système de chauffage centralisé alimentant en chaleur l’ensemble du bâtiment. Cependant, dans une optique zéro-carbone, il est intéressant de retourner le modèle en se basant sur un principe visant à “chauffer les personnes, pas le bâtiment”. Ou encore, en poussant cette réflexion à l’extrême, il serait également envisageable de ne plus avoir recours à un contrôle permanent sur l’ambiance, mais uniquement à un apport ponctuel à certains moments critiques (relance…). Ceci est particulièrement vrai dans les école où la densité d’occupants constitue un apport thermique significatif.

Effet du chauffage par air Ce dont nous avons besoin

Une vue de l’esprit ? Pas si sûr : la théorie du confort adaptatif met en évidence l’existence, moyennant la présence d’opportunités adaptatives dans le bâtiment, de plages de températures dites “confortables” plus larges que celles dont nous avons l’habitude. Cette théorie est généralement appliquée uniquement pour la réponse aux surchauffe, faute d’études suffisante en hiver. Mais elle mérite d’être explorée.

Selon cette théorie, il serait possible de réduire les besoins thermiques à l’école en offrant aux occupants des capacités d’adaptation pour corriger localement leur ressenti. On ne parle donc pas ici de simplement placer une vanne thermostatique, mais des mettre à dispositions des solutions individuelles et proches du corps, regroupées sous l’appellation “systèmes de confort personnels (PCS)”.

Optimiser les performances énergétiques de l’enveloppe

Comme mentionné plus haut, agir sur les flux de chaleur intérieur-extérieur passe par un travail accru sur les niveaux d’isolation et d’étanchéité de l’enveloppe. Néanmoins, dans une optique zéro-carbone, “isoler plus” rime inévitablement avec “plus de carbone”. En effet, ce qui peut paraître négligeable dans un contexte global de faible efficacité énergétique devient significatif, voire prépondérant au regard de l’objectif de sobriété et d’efficacité à atteindre.

Il en va ainsi de l’énergie grise. Négligeable dans une construction courante au regard de l’énergie utilisée pour l’exploitation du bâtiment tout au long de son cycle de vie, elle devient significative pour une construction performante énergétiquement. Bien que le choix de matériaux durables – excepté leurs performances d’isolation thermique – ne soit pas une obligation pour viser les normes QZen ou plus ambitieux, il y trouve un champ d’application tout à fait opportun.

Personne n’aura pu y échapper, aujourd’hui, la tendance en termes d’isolation tend vers “toujours plus”. En effet, au cours de ces dernières années, les réglementations concernant les niveaux U des parois ne cessent de se renforcer, visant des niveaux de conductibilité thermique toujours plus faibles.

Réduire les échanges de chaleur entre intérieur et extérieur dans une démarche zéro carbone nécessite donc de trouver un réel équilibre entre le coût en carbone des matériaux utilisés pour améliorer l’isolation et la consommation en carbone liée à l’énergie de chauffage.

L’idée vous intéresse ? Consultez notre article « améliorer l’enveloppe dans une démarche zéro-carbone« .

Combiner les deux, pour se passer de chauffage ?

En poussant les deux pistes ci-dessus à l’extrême, pourrait-on envisager de se passer complètement de chauffage ? Nous avons étudié cela sur base de simulations thermiques dynamiques, en considérant une salle de classe typique. Celles-ci ont porté sur l’influence du changement d’orientation de la classe et sur le changement de position dans le bâtiment. Voici nos conclusions :

Il est possible de se passer d’un contrôle permanent sur l’ambiance dans des classes mitoyennes de tous les côtés (graphique SB et SBS ci-dessous), à condition que celles-ci soient composées de parois performantes et étanches. Dans le meilleur des cas, ces classes pourraient bénéficier d’une simple relance du chauffage au matin avant l’arrivée des élèves pour ainsi garder une température optimale (entre 18° et 20°) à l’intérieur tout au long de la journée. Pour tous les autres locaux de classes (graphiques SI et SIS), ne bénéficiant pas d’une position favorable, un besoin de chauffage permanent reste indispensable, malgré une amélioration des performances de l’enveloppe et une exposition favorable((HANDRIEU R, Validation par modélisation thermique d’une stratégie de rénovation énergétique d’écoles centrée sur l’autonomie thermique des salles de classes, Faculté d’architecture, ingénierie architecturale, urbanisme, Université catholique de Louvain, 2020. Prom. : Geoffrey Van Moeseke)).

Classe non mitoyenne orientée « ouest » Classe mitoyenne orientée « ouest »

Classe non mitoyenne orientée « sud » Classe mitoyenne orientée « sud »

Si l’on veut se passer de chauffage dans la classe, des concessions doivent être faites ; soit sur la qualité de l’air, soit sur la température ambiante, soit sur les deux en même temps. Nous estimons qu’il est préférable de mettre la priorité sur une ambiance saine dans la classe. La qualité de l’air (graphique de droite ci-dessous) ayant un impact plus important sur les performances que la baisse de température (graphique de gauche) ((HANDRIEU R, Validation par modélisation thermique d’une stratégie de rénovation énergétique d’écoles centrée sur l’autonomie thermique des salles de classes, Faculté d’architecture, ingénierie architecturale, urbanisme, Université catholique de Louvain, 2020. Prom. : Geoffrey Van Moeseke)).

Il ne faut pas négliger l’impact de systèmes d’apport de chaleur alternatifs. Si l’on prend par exemple le cas d’une installation de batteries de chauffe sur le système de ventilation complétée par des panneaux rayonnants et des systèmes de chauffe individuels, il devient possible de se passer d’un contrôle continu sur l’ambiance, même pour des locaux de classe en situation moins favorable (graphique SI ci-dessous). Il s’avère même, grâce à ces apports ponctuels de chaleur, envisageable de se passer complètement de chauffage pour des classes complètement mitoyennes (graphiques SB) ((HANDRIEU R, Validation par modélisation thermique d’une stratégie de rénovation énergétique d’écoles centrée sur l’autonomie thermique des salles de classes, Faculté d’architecture, ingénierie architecturale, urbanisme, Université catholique de Louvain, 2020. Prom. : Geoffrey Van Moeseke)).

Supprimer le chauffage dans les écoles est une utopie qui permet de remettre en questions beaucoup de pratiques concernant les activités scolaires, l’organisation des espaces et les besoins thermiques. Se passer d’un contrôle permanent sur l’ambiance est une opportunité pour créer un programme scolaire en adéquation avec les activités pédagogiques et l’environnement naturel qui l’entoure. Agir sur le besoin de chauffage des occupants est un projet éducationnel intégrant des éléments d’architecture. Ces considérations poussent donc à concevoir nos écoles de manière différente, en réfléchissant aux usages, au degré d’ouverture, et aux besoins en chaleur de chaque espace((Siraut, Astrid. Vers une école sans chauffage : adaptabilité de la construction et des occupants. p.67, Faculté d’architecture, ingénierie architecturale, urbanisme, Université catholique de Louvain, 2020. Prom. : Geoffrey Van Moeseke – http://hdl.handle.net/2078.1/thesis:24912 )).

Stratégie hiver (fermé) Stratégie été (ouvert)

Imagination de composition architecturale selon les ambiances thermiques et les besoins scolaires

Compenser les besoins résiduels avec une production renouvelable

Une fois les deux pistes précédentes prises en compte et les besoins thermiques de l’école considérablement diminués, il est nécessaire de se focaliser sur les technologies. Aussi réduites soient-elles, les consommations en énergie de chauffage de l’école devront être assurées par des techniques cohérentes avec l’objectif zéro-carbone de l’école. A ce titre, toute combustion d’énergie fossile doit être proscrite. Cela laisse donc deux possibilités : la biomasse et l’électricité par l’intermédiaire d’une pompe à chaleur, mais dans les deux cas, sous certaines conditions seulement. Quelles sont-elles ?

Pour la biomasse, il faut s’assurer que la ressource brûlée est effectivement “neutre en carbone”, ce qui n’est pas si évident. Pour en savoir plus, allez consulter la rubrique « impact environnemental et socio-économique » de cet article. En plus de cela, le mode de production d’énergie doit être soit très efficace en termes de rejet de carbone, soit avoir un très haut rendement (chaudière bois-énergie), soit être une cogénération. Attention toutefois à la complexité des systèmes de cogénération, qui rendent l’application en milieu scolaire difficile (à moins de passer via un tiers investisseur).

Dans le cas présent d’installations de chauffage dans des écoles à optique zéro-carbone, les technologies de biomasse s’y prêtent relativement bien. Au-delà des avantages et inconvénients évoqués ici, la biomasse offre un potentiel communautaire non négligeable par le développement de synergies territoriales autour de modes de chauffage. Pour en savoir plus sur les communautés d’énergies, consultez cet article.

Pour l’électricité, il faut s’assurer que celle-ci provienne le plus possible d’une source renouvelable. Idéalement, le besoin électrique sera compensé par une production sur site, pour obtenir un bilan annuel équilibré. On parlera alors de bâtiment zéro-énergie (ZEB). Cela nous amène à envisager des sources de production renouvelables , qui sont traitées plus loin dans ce dossier.Et bien sûr, pas question de se contenter de résistances thermiques pour alimenter un réseau de chauffage central. La pompe à chaleur est la condition sine qua non du recours à l’électricité pour le chauffage.

Les pompes à chaleur peuvent, en étant multipliées et fonctionnant par zone, offrir des gammes de puissance suffisantes afin de répondre aux besoins d’une école. Cependant, tout comme pour la biomasse, les systèmes peuvent prendre beaucoup de place et générer du bruit. Une étude préliminaire sur l’implantation des unités extérieures sur le site de l’école est donc impérative. En fonction du site de l’école, cette technologie permet également de tirer parti des techniques de géothermie afin de proposer une production d’énergie au bilan carbone neutre. La pompe à chaleur offre donc de nombreux avantages en termes de neutralité carbone de l’école, mais à quel prix ? Des études de faisabilité et de rentabilité sont indispensables avant de se lancer dans de tels projets pour une école.

Posted By : Gregory Leonard 5 Fév, 2022

La place des énergies renouvelables à l’école

Quel intérêt pour une école ?

La production d’énergie renouvelable sur le site par des technologies peu émettrices en carbone reste la meilleure manière pour des écoles d’atteindre le net zéro énergie et donc le net zéro carbone.

Une bonne utilisation de ces technologies renouvelables peut permettre de combattre les pics d’énergie de pointe, de compenser le talon de consommation de l’école, ou encore, dans les meilleurs cas, de couvrir l’ensemble des besoins en énergie de l’établissement. Il faut cependant éviter de tomber dans le travers d’un système renouvelable devant compenser des performances thermiques limitées d’un bâtiment ! Il est et sera toujours mieux de chercher à se passer d’un appoint d’énergie que de la produire de manière renouvelable.

De plus, la présence et la visibilité de sources de production d’énergie renouvelable sur le site de l’école s’accompagnent de potentiels pédagogiques non négligeables.

Quelle puissance nécessaire ?

En moyenne, les écoles en Wallonie consomment en électricité 200 kWh/élève par an. Pour les écoles de taille moyenne, la consommation annuelle en électricité (sans ventilation) revient donc à 80 000 kWh.

Si l’on considère une réduction de 20% de celle-ci grâce à des actions comme celles proposées par le défi Génération 0 Watt, on peut considérer des consommations se situant autour des 160 kWh/élève par an comme base de travail.

Certains établissements ayant effectué un travail beaucoup plus important peuvent atteindre des consommations bien plus basses, de l’ordre de 50 kWh/élève par an. On peut majorer ces chiffres de 7 à 13 kWh/an par élève lorsqu’on ajoute un système de ventilation simple ou double flux.

Le tableau ci-dessous reprend les consommations électriques et thermiques théoriques moyennes en fonction du degré de rénovation. Ceci permet donc d’une part de se situer par rapport aux autres établissement et d’autre part d’évaluer le potentiel d’efficacité d’une production d’énergie renouvelable.

	Actuel	Actuel 0 Watt (-20%)	Rénovation presque passive	Rénovation passive
Electrique (sans chauffage)	200 kWh/élève.an 25kWh/m².an	160 kWh/élève 20kWh/m².an	50 kWh/élève 6kWh/m².an	25 kWh/élève 3 kWh/m².an
Thermique	1100 kWh/élève 138kWh/m².an	Même que l’actuel car 0 Watt agit sur la consommation électrique surtout.	240 kWh/élève 30 kWh/m².an	120 kWh/élève 15 kWh/m².an
VMC	/	/	10 kWh/élève	7 kWh/élève

Quelle technologie choisir pour une école ?

Il existe plusieurs sources de production d’énergie renouvelable. Les panneaux photovoltaïques et l’éolien sont les plus propices à être utilisés dans des bâtiments scolaires. Dans ce type de bâtiment, il est impératif d’utiliser des technologies qui soient faciles en maintenance et en entretien afin qu’elles puissent faire profiter au mieux de leur plein potentiel. La cogénération est donc plus délicate, mais pas à exclure pour autant.

Bien que la dimension technique soit probablement la plus efficace dans la diminution des émissions de carbone, elle peut facilement entraîner l’effet inverse. En effet, il est nécessaire pour les écoles d’avoir des responsables énergie et des équipes pédagogiques formées en amont du passage à l’action, pour une mise en place efficiente des systèmes. Equiper les écoles d’installations très performantes mais complexes à gérer ne fonctionne pas. Les écoles ne possèdent actuellement pas de gestionnaires techniques capables d’assurer la gestion de ces systèmes. La rénovation zéro carbone de manière générale est donc une tâche très complexe qui fait appel à toute une série de technologies et qui nécessite une sensibilisation et un renforcement des compétences des parties prenantes.

Panneaux photovoltaïques

Le photovoltaïque est la technologie la plus adaptée pour des écoles, elle demande peu de maintenance et offre un rendement efficace pour les consommations électriques d’une école. Mais attention que les panneaux photovoltaïques prennent énormément d’espace ! De grandes surfaces de toiture sont donc nécessaires pour une installation optimale.

A titre d’exemple :

Si l’école consomme 160 kWh/élève par an -> 64 000 kWh par an pour une école de 400 élèves

Il faudra environ 600 m² de panneaux (plus de 300 panneaux) ((https://www.ef4.be/fr/pv/composants-dun-systeme/dimensionnement-projet-photovoltaique.html)).

Si l’école consomme 50 kwh/élève par an après rénovation -> 20 000 kWh par an pour une école de 400 élèves

Il faudra presque 200 m² de panneaux (une centaine de panneaux).

Pour plus d’informations sur la technologie photovoltaïque, consultez les pages suivantes :

Éolien

Une autre possibilité de production d’énergie verte pour l’école est le petit éolien. C’est une technologie qu’on rencontre moins mais qui n’est toutefois pas à négliger. Elle permet, avec relativement peu de moyens, de compenser des besoins électriques faibles. En effet, le petit éolien trouve sa place dans des écoles de petite taille ou dans des écoles ayant déjà réduit considérablement leurs besoins en électricité.

A titre d’exemple :

2 éoliennes de puissance 5kW (10 à 12m de haut) qui tournent pendant 2000 h/an (5h30 par jour) chacune à puissance nominale peuvent produire 20 000 kWh par an. Soit l’équivalent d’une école de 400 élèves consommant en électricité 50 kWh/élève.

Cependant, la majorité du temps, l’éolienne ne fonctionne pas à puissance nominale, le vent n’étant généralement pas suffisant pour garantir cela. Du coup, il faudra une puissance installée supérieure avec des éoliennes qu’avec des centrales classiques pour atteindre une même production d’énergie annuelle. Il est possible recalculer le nombre d’heures que l’éolienne doit tourner à puissance nominale pour débiter la même production électrique annuelle (avec un vent dont la vitesse varie). Typiquement, la production annuelle électrique d’une petite éolienne en Wallonie correspond à 11 % du temps à puissance nominale.

Les petites éoliennes ((Images provenant de https://neonext.fr/eolienne-skystream/)) ne sont pas toujours à axe horizontal comme sur les images ci-dessus. On retrouve de plus en plus d’éoliennes à axe vertical, principalement en milieu urbain. Elles s’y adaptent particulièrement bien car elles peuvent fonctionner avec des vents venant de toutes les directions. De plus, elles sont relativement silencieuses, peuvent facilement s’intégrer à l’architecture des bâtiments, permettent de placer la génératrice au niveau du sol et ne nécessitent pas de mécanisme d’orientation((https://energie.wallonie.be/fr/vade-mecum-pour-l-implantation-d-eoliennes-de-faible-puissance-en-wallonie.html?IDD=77455&IDC=6170)).

Les projets de petit éolien permettent donc d’organiser son indépendance énergétique moyennant certaines formalités. Les démarches administratives, les contraintes urbanistiques ou encore les limites techniques sont autant d’obstacles qui peuvent freiner les porteurs de projets à s’orienter vers ce type de production d’énergie. Le vade-mecum de la Région Wallonne pour l’implantation d’éoliennes à faible puissance vous accompagnera dans toutes vos démarches et questions relatives à cette technologie. Vous pouvez également prendre connaissance de ce projet de construction d’éolienne par des élèves pour leur école à Verviers.

Pour encore plus d’informations sur la technologie éolienne, consultez les pages suivantes :

Cogénération

Elle permet de couvrir relativement aisément les besoins en électricité d’une école. Cependant, la cogénération n’est pas la technologie la plus adaptée dans ce contexte car elle demande trop de maintenance et de gestion. A ce jour, les écoles n’ont pas de personnel spécialisé ou de gestionnaire technique attitré pour gérer le fonctionnement d’installations comme celles-ci.

Toutefois, il peut être intéressant pour une école d’avoir recours à la cogénération par le biais d’un tiers investisseur. Celui-ci s’occupe des études préliminaires, de l’installation et de la maintenance, sans que l’école ne doive intervenir. Ou encore, l’école peut se greffer à des réseaux de chaleurs existants dans son quartier/sa commune, dont l’énergie partagée est produite via des technologies de cogénération.

Place de l’école dans des communautés d’énergie

La production d’énergie renouvelable au sein de l’école offre de nombreux avantages, dont celui d’offrir le potentiel de créer des communautés d’énergies. Les installations de production d’énergie dans les écoles produisent occasionnellement un grand surplus d’énergie, qu’il est bénéfique de faire profiter au plus grand nombre. Le regroupement autour d’un projet de communauté d’énergie permet ce partage.

Les écoles ont un rôle moteur au sein de ces communautés. Les établissements scolaires, par leur caractère éducatif, pédagogique, social et institutionnel, participent à stimuler et activer la société. En adoptant un comportement exemplaire en faveur de la transition énergétique, les écoles deviennent également des vitrines qui portent un rôle exemplatif auprès des pouvoirs publics (particulièrement les écoles du réseau officiel).

Par ailleurs, la communauté d’énergie permet à l’école un retour sur investissement plus rapide des installations de production d’énergie. En effet, l’école profite d’un bénéfice en revendant son surplus d’énergie à un prix supérieur au prix du kWh renvoyé sur le réseau.

Pour plus d’informations à ce sujet n’hésitez pas à consulter la page consacrée aux communautés d’énergie.

Exemple de communauté d’énergie

Depuis 2020, une école de la commune de Ganshoren à Bruxelles a établi un projet de communauté d’énergie renouvelable autour de partage d’électricité. Celle-ci est produite tant par des panneaux disposés sur le toit de l’école (34,77 kWc) ainsi que chez un particulier (2,4 kWc) habitant dans le quartier de l’école.

Les surplus d’électricité venant de ces deux sources de production permettent d’alimenter en électricité verte une quinzaine de résidents du quartier ayant été équipés de compteurs intelligents.

Le surplus d’énergie autoconsommée est actuellement en grande partie complété par de l’électricité complémentaire venant de fournisseurs.

L’autoconsommation du surplus est vouée à de nombreuses améliorations, au fur et à mesure que les membres de la communauté s’habituent à une nouvelle gestion de leurs consommations électriques.

Pour plus d’informations sur le projet : https://nosbambins.be/

Posted By : Gregory Leonard 30 Jan, 2022

Choisir le système de ventilation dans les classes

Air neuf
Air rejeté
Prise d’air extérieur
Bouches de pulsion
Reprise d’air via grille de transfert
Réseau de gainage
Bouches d’extraction
Silencieux
Ventilateur
Récupérateur de chaleur
Filtres

L’objectif principal de la ventilation des salles de classe est de créer des conditions environnementales intérieures qui réduisent le risque de problèmes de santé chez les élèves et minimisent leur inconfort, afin d’éliminer tout effet négatif sur l’apprentissage.

Des expériences récentes montrent que des taux de ventilation inadéquats dans les salles de classe peuvent entraîner une prévalence élevée de symptômes de santé aigus, réduire la vitesse à laquelle les tâches linguistiques et mathématiques typiques du travail scolaire sont exécutées par les élèves, et peut réduire les progrès de l’apprentissage tels que mesurés par le nombre d’élèves qui réussissent les tests standard de mathématiques et de langues. Elle peut également accroître l’absentéisme, ce qui est susceptible d’avoir des conséquences négatives sur l’apprentissage. Ces effets donnent lieu à des coûts socio-économiques importants.

Malgré cet ensemble croissant de preuves, la plupart des données publiées dans la littérature scientifique indiquent que la ventilation des salles de classe dans de nombreuses écoles est encore inadéquate et que les taux d’apport d’air extérieur dans les écoles sont considérablement plus faibles que dans les bureaux, voire dans de nombreux cas plus faibles que ceux observés dans les habitations.

Quel débit choisir dans une classe ?

Les taux de ventilation sont réglementés par le code de bien-être au travail et par des arrêtés royaux. Le minimum régional imposé par la PEB est clair, il vise un débit de 22 m3/h par personne. Le code du bien-être au travail demande quant à lui minimum 40 m3/h par personne, ce qui permet d’atteindre moins de 800 PPM dans une classe de taille moyenne (24 enfants). Cependant, le deuxième chiffre clé de la directive est le seuil limite de 900 PPM. Assurer un débit de 32m3/h par personne permet de supposer celui-ci respecté.

La directive du code du bien-être au travail propose également une dérogation pour pouvoir se limiter à un débit de 25 m3/h ou 1200 PPM. Cette dérogation demande une analyse de risques des polluants dans la classe et un plan d’action sur quelques années. Les sources de polluants sont nombreuses dans les classes (colles, revêtements, peintures, produits d’entretien…), rendant cette dérogation difficilement applicable. Si toutefois, vous envisagez une telle dérogation, adressez-vous au conseiller en prévention compétent.

Performances du système double-flux

Seul des systèmes de ventilation mécanique à double flux permettent de respecter ces débits réglementaires. Grâce à une récupération de la chaleur des flux sortants, le système D limite l’inconfort et les besoins de chauffe dans les classes, le rendant particulièrement adapté à la démarche zéro-carbone.

Le système de ventilation double flux, c’est-à-dire équipé d’une pulsion et d’une extraction mécanique ainsi qu’un échangeur de chaleur, est le meilleur en terme de maîtrise des débits dans les locaux.

Air neuf
Air rejeté
Air vicié

Ce système est pratiquement indispensable dans les écoles en site urbain.

La distribution de l’air neuf est assurée par un réseau de conduits placé par exemple dans les faux plafonds des zones de circulation.

La diffusion de l’air neuf à l’intérieur de chaque classe est obtenue par une ou plusieurs bouches, soit murales, soit plafonnières.

Classe
Couloir

L’extraction et le transfert se font comme pour le système simple flux. Vu l’importance des débits mis en jeu, l’extraction peut ne pas se limiter aux seuls sanitaires et se distribuer sur une partie des espaces de circulation, ceci pour éviter des courants d’air dans les sanitaires. Dans certains cas, l’extraction (ou une partie de celle-ci) pourra se faire directement dans les classes.

Concrètement, le choix du double flux par rapport au simple flux sera guidé par :

le souhait de garantir une répartition correcte des flux d’air,
le besoin de se protéger de l’ambiance extérieure (bruit et pollution),
le souhait de récupérer l’énergie de l’air extrait par un récupérateur de chaleur,

le besoin d’augmenter la température de l’air neuf.

Comme dit précédemment, la principale difficulté réside en l’encombrement des réseaux, qu’il n’est pas toujours possible d’intégrer dans un bâtiment existant. Dans certain cas, une décomposition du bâtiment en différentes zones équipées chacune de leur propre groupe et réseau de ventilation peut simplifier le problème : une ventilation avec pulsion et extraction mécanique là où c’est possible, une simple extraction ailleurs.Il peut aussi être préférable d’opter pour des systèmes D de ventilation décentralisés, limitant l’encombrement causé par les gaines et les consommations électriques.

Pour les principes généraux sur les systèmes centralisés/décentralisés, consultez la page suivante: Choisir un système de ventilation centralisé ou décentralisé

Si vous souhaitez aller plus loin dans la gestion de la ventilation afin de prévenir la dispersion d’agents pathogènes, n’hésitez à consulter l’article réalisé en juillet 2020 durant la pandémie du COVID-19.

Ventilation décentralisée ou centralisée dans la classe?

Avantages

Ventilation décentralisée

Appropriation de la machine localement par les utilisateurs des classes, principalement les professeurs.
Permet de gérer les machines séparément, classe par classe, en fonction des besoins spécifiques de chacune. Cette modulation maximum permet de faire de fortes économies d’énergie.
Permet un investissement par étape. Les projets de rénovation ou les projets à petit budgets pourront donc en bénéficier plus facilement.
Les gainages sont fortement limités, diminuant les consommations liées aux pertes de charges et les coûts d’entretien.

Ventilation centralisée

Ce sont des technologies qui ont quelques années déjà. Leur durabilité est donc garantie par une réparabilité quasi assurée.
Les travaux de maintenance sont centralisés en un seul endroit, au cœur de l’installation.

Inconvénients

La maintenance doit être faite sur chaque machine.
C’est une technologie encore très récente, rendant la question de la réparabilité difficile à évaluer. La technologie est vouée à se développer grandement, les pièces la constituant changeront donc probablement rapidement.
Nécessite de multiples percements en façade pour alimenter les groupes

Ce sont des installations complexes qui nécessitent une gestion attentive.
Les écoles font souvent appel à des sociétés extérieures pour la maintenance, car elles ne veulent pas prendre cette responsabilité, ce qui représente des coûts importants.
Les gainages sont très importants, nécessitant énormément de place.
Les groupes et gaines qui sont situés en extérieur périssent rapidement sous l’effet des intempéries.

Que prévoir comme régulation?

Une régulation sur base d’un horaire par local, pour éviter toute consommation en soirée et week-end. Pour affiner cela, possibilité d’une modulation du débit sur base d’une mesure CO² par classe, ce qui est bien plus simple dans un système décentralisé : en cas d’absences, de travail en plus petits groupes ou autres, réduire le débit permet d’éviter un air trop sec et de limiter le bruit généré par le système de ventilation.

Si possible : une modulation du débit dans la programmation, pour éviter le tout ou rien, car un fonctionnement à pleine charge risque d’être bruyant.Par exemple, demander un démarrage à débit réduit pour une concentration CO² de 500ppm, avec une montée progressive jusqu’au débit de dimensionnement lorsque la concentration atteint la cible de 900ppm.

Avoir une possibilité de dérogation (on/off) par local, moyennant une action simple de l’utilisateur, est recommandée. Cela permet de répondre à des besoins ponctuels imprévisible, et évite bien des frustrations. Une fonction de retour à la normale après un temps raisonnable doit évidemment suivre la dérogation.

Modifier la régulation pour la belle saison : ne démarrer par exemple que lorsque la concentration intérieure atteint le seuil de 900ppm. En combinant cette mesure à un message vers les enseignants du type “il fait beau, on ouvre les fenêtres ! “. L’idée étant d’éviter la consommation d’énergie liée aux ventilateurs ne laissant aux occupants la gestion de la qualité de l’air que par l’ouverture des fenêtres, la VMC restant en « backup » si, pour une raison ou l’autre, la qualité d’air n’est pas suffisante.Placer un afficheur CO² dans les classes peut être utile en soutient à la responsabilisation des occupants.

A ne pas oublier : les classes sont souvent sujettes à la surchauffe en fin de printemps et dans les premières semaines de l’année. Le décalage du calendrier scolaire vers le mois d’août va renforcer ce risque. Pour limiter cela, il faut pouvoir combiner des protections solaires et l’ouverture des fenêtres, ce qui n’est pas toujours évident. Dès lors, une fonction « Free-Cooling » sur la VMC est utile : un enclenchement de la ventilation au débit correspondant à une classe occupée lorsque la température intérieure monte (25 … 26°C°) alors que la température extérieure reste agréable.

Enfin, pensez à exiger un système qui vous permette un suivi à distance : visualisation des courbes de débits brassés, de qualité d’air, température et humidité dans les classes, avec des alarmes programmables et, si possible, une possibilité de modification des paramètres de régulation à distance

Autres systèmes

Si la réalisation d’un système D n’est pas envisageable dans le projet de rénovation, il existe d’autres moyens pour ventiler la classe. Toutefois, ces stratégies sont nettement moins efficaces et ne permettront pas d’atteindre les débits réglementaires. De plus, sans système D, il n’y a pas de récupération de chaleur possible, ce qui accentuera sensiblement les besoins de chaleur de l’école et donc indirectement les factures liées à la consommation énergétique de chauffage.

Limites de la ventilation par ouverture des fenêtres

La ventilation par ouverture des fenêtres est bien souvent l’unique moyen de ventilation utilisé dans la majorité des écoles actuelles, malgré qu’elle réponde difficilement aux critères d’hygiène et de confort exigés :

Le confinement de l’air d’une salle de classe normalement occupée et ventilée par ouverture des fenêtres aux intercours est atteint après un quart d’heure d’occupation. De plus, la ventilation est totalement liée à la bonne volonté des occupants.
L’ouverture des fenêtres engendre d’importants mouvements d’air froid, ce qui rend quasiment impossible la ventilation continue en période d’occupation, c’est-à-dire pendant la production des polluants. Durant cette période les inétanchéités des fenêtres sont, par contre, insuffisantes pour assurer les débits d’air recommandés

Ventilation simple flux avec extraction sanitaire

Lorsque l’ambiance extérieure (bruit et pollution limités) le permet, la solution la plus simple à mettre en œuvre est le système simple flux avec extraction sanitaire.

Air neuf
Air vicié

L’air neuf est de préférence introduit dans les bureaux au moyen de grilles autoréglables placées en façade dans les menuiseries ou la maçonnerie.

Grille intégrée entre le vitrage et la menuiserie Grille verticale intégrée dans la menuiserie

L’air vicié est évacué dans les sanitaires au moyen d’un ventilateur d’extraction.
Les transferts d’air entre classes et sanitaires se font, soit par un détalonnage des portes, soit par des passages appropriés avec grilles à chevrons ou autre.

Grille de transfert d’air

Exemple

Dans une école du Brabant wallon, l’air neuf est introduit dans les classes par des ouvertures auto réglables et transféré sous les portes vers les sanitaires.

Les circuits d’extraction (conduits et ventilateurs) sont, dans la plupart des cas, communs à plusieurs niveaux. Ils sont généralement conçus suivant le principe du “parapluie”. Les conduits verticaux empruntent les gaines techniques également verticales et les conduits horizontaux passent dans l’épaisseur des faux plafonds. Ces ensembles desservent à chaque niveau une ou plusieurs zones sanitaires.

Étant donné l’absence de conduit de distribution vers chaque classe, l’espace nécessaire aux locaux techniques et aux conduits d’air est peu important. Ceci prend toute son importance en regard des hauteurs de faux plafonds qui n’ont pas à tenir compte du passage de conduits d’air.

Ce système appliqué aux écoles présente comme inconvénients :

La nécessité d’un nombre important de grilles d’amenée d’air auto réglables : par exemple, une classe de 60 m² demande un débit de ventilation de : 8,6 [m³/h.m²] x 60 [m²] = 516 [m³/h]. Or le débit maximum obtenu par grille est de l’ordre de 30 à 180 m³/h par mètre courant (sous 2 Pa). Il faut donc intégrer de 5 à 20 m de grilles dans la façade, ce qui n’est pas toujours évident. Une alternative est d’utiliser ne fenêtre robotisée comme amenée d’air.
La transmission de bruit possible au travers des grilles de transfert.
Le risque de courants d’air froid dus au débit d’air frais introduit dans la classe. L’utilisation de fenêtres robotisées, basée sur une sonde CO², permettrait de moduler le débit aux besoins réels, réduisant (un peu) le risque de courant d’air. On peut même envisager de coupler cette robotisation à une sonde d’absence et une horloge, pour assurer une ventilation maximale pendant les récréations.
Le risque de perturbation du flux d’air en fonction de l’ouverture des fenêtres et des portes.
L’absence de filtration de l’air neuf en milieu urbain.

A lire également afin d’aller plus loin sur cette thématique : Les différents systèmes de ventilation expliqué aux responsables énergie

Posted By : Gregory Leonard 29 Jan, 2022

Stratégie immobilière et réflexions avant rénovation

Stratégie réglementaire

Selon les derniers chiffres publiés par la Région, le parc immobilier des bâtiments scolaires est, tout comme la majorité du parc tertiaire, vétuste et très hétéroclite. Concrètement, 74 % des bâtiments destinés à l’enseignement en 2008 dataient d’avant 1945. Par la suite, 8 % ont été construits ou rénovés en profondeur entre 1945 et 1995. Depuis lors, la tendance et/ou la nécessité de rénovation de ces bâtiments augmente et 15% de ceux-ci ont donc subi une grosse rénovation((SPW Wallonie – STRATÉGIE WALLONNE DE RÉNOVATION ÉNERGÉTIQUE À LONG TERME DU BÂTIMENT (p.28) )).

Pour continuer sur cette lancée et pour diminuer davantage ses émissions de GES, la Wallonie a établi une stratégie ambitieuse de rénovation à l’échelle des bâtiments tertiaires. L’objectif de celle-ci est de “tendre en 2040 vers un parc de bâtiments à bilan énergétique annuel nul pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire, le refroidissement et l’éclairage. Ces bâtiments produiront autant d’énergie qu’ils en consomment, en tenant compte qu’une partie de la production d’énergie d’origine renouvelable pourra être décentralisée” ((SPW Wallonie – STRATÉGIE WALLONNE DE RÉNOVATION ÉNERGÉTIQUE À LONG TERME DU BÂTIMENT (p.33) )). Cette stratégie de rénovation wallonne s’oriente selon 3 axes principaux ((SPW Wallonie – STRATÉGIE WALLONNE DE RÉNOVATION ÉNERGÉTIQUE À LONG TERME DU BÂTIMENT (p.100) )):

Renforcer le cadre pour assurer la transparence, stabilité et crédibilité propice aux investissements énergétiquement efficaces.
Contribuer à une meilleure structuration et à un renforcement du marché de l’offre des fournitures et des services de qualité, au profit d’une meilleure efficience énergétique, qui s’appuient sur des professionnels compétents.
Renforcer la demande pour des bâtiments énergétiquement performants.

Depuis lors, d’autres politiques se sont mises en place pour tendre au mieux vers cette ambition. C’est le cas de la Déclaration de Politique Régionale (DPR) qui renforce cet objectif en formulant une étape intermédiaire à 2030. “La Wallonie vise la neutralité carbone au plus tard en 2050, avec une étape intermédiaire de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) de 55 % par rapport à 1990 d’ici 2030 ».

Schéma provenant du rapport « Stratégie wallonne de rénovation énergétique à long terme du bâtiment »((SPW Wallonie – STRATÉGIE WALLONNE DE RÉNOVATION ÉNERGÉTIQUE À LONG TERME DU BÂTIMENT (p.19) )).

Ces échéances légales permettent d’établir des visions à court et long terme quant à l’ampleur des travaux à effectuer. Ces plans d’action, tel que celui proposé par Climact, décomposent la tâche en 3 phases.

Premièrement, il est primordial de développer un modèle qui soit viable en mobilisant les différents acteurs, en identifiant les barrières, les possibilités de financement etc… Par la suite, ce modèle sera testé à travers une série de projets pilotes. En fonction des résultats observés, celui-ci pourra être adapté pour être déployé à grande échelle dans les années à venir.

CLIMACT, Bridging the gap between schools and market players for performance – based renovations

Ces politiques et stratégies ambitieuses à l’échelle du bâtiment nécessitent donc un suivi et une mise en œuvre efficace permettant d’atteindre les objectifs visés en termes de bâtiments efficaces et performants énergiquement. Pour cela, une réflexion à une échelle plus large s’impose en amont des travaux quant aux enjeux de la rénovation zéro carbone.

Attention ! Ne pas s’y prendre trop vite…

Le schéma ci-dessous illustre bien le déroulement de travaux en général et le contexte difficile qui caractérise les bâtiments scolaires. Souvent portés par de multiples motivations et/ou besoins, les travaux envisagés dans les écoles se voient toujours limités à cause d’une série de contraintes, aboutissant à un résultat moins efficace qu’imaginé au départ. Il existe en effet un décalage énorme et certain entre la réalité et l’école exemplaire durable.

La suite de cet article vous aidera à cadrer, dès le départ, les possibilités et les contraintes liées à la réalisation de travaux dans votre école. L’objectif étant de prévoir les travaux les plus efficaces pour atteindre les meilleures performances énergétiques.

Schéma réalisé par Catherine Massart (Architecture et Climat) pour le site rénovermonecole.be

Généralités

Avant toute chose, quatre réflexions générales nécessitent d’être abordées :

Quelles sont les priorités ?

Avant de se lancer dans des travaux généraux sur la totalité du bâtiment, il est utile de faire un diagnostic de la situation actuelle afin de mieux visualiser où sont les faiblesses qui nécessiteront donc une intervention prioritaire par rapport à d’autres. Pour vous aider dans ces démarches, vous pouvez consulter ces deux outils ou bien déléguer le diagnostic à un bureau spécialisé :

Le site https://www.renovermonecole.be/fr
Notre outil de bilan carbone simplifié qui vous indiquera les faiblesses du bâtiment.

Êtes-vous assez compétent pour la réalisation et le suivi technique du chantier ?

Beaucoup de travaux peuvent être fait sans l’intervention d’un bureau d’étude, mais ce n’est pas le cas pour tous. Si vous n’êtes pas certain de l’état de votre bâtiment, que vous avez un projet général d’agrandissement ou d’adaptation aux normes PMR et incendie ou que vous ne savez pas comment interpréter les recommandations du gouvernement, il sera préférable d’être assisté par un bureau spécialisé, dès les prémisses du projet.

Quelles pourraient-être les contraintes dans ce type de travaux ?

Le budget n’est pas la seule contrainte qui peut vous occuper. Si votre bâtiment fait partie du patrimoine protégé, qu’il y a peu de place à disposition pour l’installation des techniques ou que les locaux sont occupés en permanence, cela devra être pris en compte dès les premières réflexions.

Y-a-t-il d’autres travaux prévus dans mon école qui pourraient être combinés avec le volet énergétique ?

Entreprendre des travaux demande un grand engagement et une bonne organisation afin de limiter les nuisances du chantier. Le zéro carbone est rarement le seul objectif d’une rénovation d’école, mais peut souvent être regroupé avec d’autres travaux (agrandissement, mise aux normes…), afin de limiter les dépenses et nuisances. En fonction de l’ampleur des travaux à entreprendre, vous devrez peut-être faire appel à un bureau spécialisé pour la gestion de ceux-ci.

Echelle d’intervention

Une fois ces réflexions prises en compte, il est nécessaire de se poser la question de l’échelle d’intervention. En fonction des travaux à entreprendre, on pourra envisager divers scénarios pour la mise en œuvre de ceux-ci.

Dans le cas d’un bâtiment vétuste et peu performant, il est souvent préférable de ne pas démolir et de partir au plus possible de l’existant en agissant sous forme de rénovations plus ou moins profondes. L’échelle d’intervention des travaux de rénovation peut varier. Il n’est pas toujours nécessaire de rénover l’entièreté du bâtiment. Si un diagnostic précis a été fait au préalable, il est alors plus facile d’agir efficacement grâce à des interventions localisées et ponctuelles. Celles-ci peuvent se limiter sur une partie du bâtiment ou bien sur une technique particulière posant problème. La question du budget est aussi primordiale dans le choix de l’échelle d’intervention. Une rénovation profonde de l’ensemble du bâtiment nécessite des frais importants, qui ne sont pas toujours possible pour des écoles. Cependant, il est toujours envisageable de répartir les travaux dans le temps afin d’étaler les frais sur plusieurs années.

Le tableau ci-dessous permet de donner une idée de l’investissement que représente les travaux selon le degré de rénovation envisagé. Rénover un bâtiment scolaire est souvent une action pertinente en vue d’atteindre les objectifs environnementaux. Cependant, cela peut ne pas toujours être rentable. En fonction de l’échelle d’intervention, les coûts cumulés des différents travaux entraineront inévitablement des temps de retour sur investissement plus ou moins longs. Il est primordial dès le départ de se poser la question de la rentabilité à long terme de ces travaux. Toutefois, cela ne doit en aucun cas être la raison unique pour ne pas réaliser de travaux de rénovation.

“Pour atteindre des objectifs ambitieux et éviter l’effet « lock-in »(effet de verrouillage) de la performance énergétique des bâtiments, les temps de retour sur investissement ne peuvent pas être les seuls moteurs de la rénovation énergétique. En effet, bien que la rénovation soit généralement rentable sur le long terme, les choix d’investissement se portent généralement sur des mesures dont les temps de retour sont inférieurs à 5 ans. Un changement de paradigme est nécessaire pour que des investissements à temps de retour de l’ordre de 20 ans soient réellement envisagés” ((SPW Wallonie – STRATÉGIE WALLONNE DE RÉNOVATION ÉNERGÉTIQUE À LONG TERME DU BÂTIMENT (p.64) )). Il peut être intéressant de rappeler que les temps de retour sont toujours calculés « a priori », alors qu’en réalité, ils dépendent directement des prix de l’énergie. Une hausse durable des prix est donc favorable à la rentabilité des travaux.

	Jusqu’à -35%	Jusqu’à -50%	Jusqu’à -75%	Neutre en carbone
Temps de retour	10 ans	15 à 20 ans	> 25 ans	> 25 ans
Mesures de rénovation	Remplacement des installations techniques + EMS*	Remplacement des installations techniques + Isolation de l’enveloppe + SER* + EMS*	Rénovation énergétique profonde	Rénovation énergétique profonde + Production via SER*
Coût typique de la rénovation	< 50€/m²	< 200 €/m²	De 800 €/m² à plus de 1500 €/m²	Idem + Production SER* (200-250€/m²)
Modèles de financement	ESCo* Tiers-investisseurs	CPE* via ESCo* Tiers-investisseurs	Mix de solutions de financement	Mix de solutions de financement

EMS : Energy Management System – système de gestion de l’énergie

SER : Sytème d’énergie renouvelable

ESCo : Energy service company – société de services énergétiques

CPE : Contrat de Performance Énergétique

Si les travaux sont vraiment conséquents, la question de la démolition peut alors se poser. Faire des travaux de rénovation exhaustifs n’a pas toujours du sens. Parfois il est préférable de déplacer l’activité scolaire, démolir le bâtiment existant et reconstruire à neuf, aux meilleurs standards énergétiques. Toutefois, cette décision doit être justifiée et supportée par des analyses précises de l’impact environnemental de la rénovation par rapport à celui d’une reconstruction par exemple. Pour aborder la question de la démolition, plusieurs questions peuvent diriger les décisions, les deux principales étant les suivantes :

La structure du bâtiment est-elle toujours en état ?
Le bâtiment est-il sain/salubre ?

La réponse à ces questions peut demander une expertise particulière. Si la réponse aux deux questions ci-dessus est favorable, alors une rénovation sera préférable à une démolition. Ensuite, d’autres éléments secondaires peuvent être pris en compte dans cette décision :

L’emplacement de l’école est-il stratégique, à proximité des transports ?
L’avenir de l’école est-il sécurisé ? Le nombre d’élève est-il suffisant ? Aucune fusion n’est prévue avec une autre école ?

Chantier

Un chantier dans une école n’est pas du tout quelque chose de négligeable. En effet, dépendant de l’échelle des travaux à réaliser, le chantier peut s’étirer sur plusieurs mois voir années. Il est rare que les écoles possèdent de longues périodes d’inoccupation pour des travaux de grande envergure, à l’exception des vacances d’été.

Divers scénarios sont alors possibles :

Vous avez une période d’inoccupation libre de la durée estimée des travaux, vous pouvez donc les réaliser à ce moment-là.
Un phasage permettant de réaliser certaines parties des travaux pendant des périodes d’inoccupation est possible.
Le chantier est possible pendant la période d’occupation, car les nuisances engendrées sont acceptables.

Aucune période d’inoccupation n’est disponible et les nuisances sont trop importantes que pour être acceptables en période d’occupation, un déménagement est donc inévitable.

Si le déménagement est la seule solution, est-il possible de déménager dans un bâtiment existant ? Si vous prévoyez de construire une extension à votre école, c’est peut-être l’occasion de déménager vers cette extension, à condition qu’elle soit construite à l’avance. Cependant, si aucune autre possibilité de déménagement n’est réalisable, il reste la solution d’organiser l’école dans des classes préfabriquées à placer temporairement sur le site de l’école, sans déranger le déroulement du chantier. A titre d’exemple, le projet pilote MODUL-R propose un concept de classes préfabriquées en bois reproductibles, économiques et soutenables qui pourraient, à terme, servir d’hébergement temporaire pour les écoles en travaux.

Pédagogie

En amont des travaux, il est aussi utile et nécessaire de réfléchir à l’implication des utilisateurs du bâtiment dans le processus de conception et dans la vie du bâtiment à la fin des travaux. Une école est surtout un lieu d’apprentissage. Un projet de rénovation zéro carbone est l’occasion parfaite pour modifier le projet pédagogique en expliquant l’impact de la construction et de la mobilité sur le changement climatique et en travaillant l’éveil environnemental des élèves dès leur plus jeune âge (pour en savoir plus, consultez la page consacrée à la démarche bâtiment zéro carbone) .

Ceci signifie que dès les prémisses du projet, il est utile d’intégrer les élèves, parents ou enseignants à la conception du projet de rénovation. Avec les élèves, des visites des différentes étapes du chantier et des activités autour du zéro-carbone pourront être organisées afin de participer à leur éducation environnementale.

Il est aussi intéressant de concevoir le projet avec les personnes qui seront responsables de l’entretien et de la régulation des différentes techniques qui seront installées dans l’école. Afin d’assurer sa durabilité, une nouvelle installation doit être entretenue à des intervalles réguliers. Il est donc utile de désigner dès le départ une personne ou un groupe de personnes chargé de cette mission. Cette personne/ce groupe peut être le même pour plusieurs écoles dans votre structure ou commune. Intégrer ces personnes dès la conception du projet permet une meilleure compréhension du fonctionnement pour les autres parties participant à la conception mais aussi de garantir une installation qui sera plus facile à prendre en main et plus adaptée à l’école en question.

Pour en savoir plus…

Si votre école a le projet de se lancer dans une rénovation complète du bâtiment, vous pouvez consulter la page suivante de notre dossier qui vous donnera des éléments de réflexion pour intégrer au mieux vos travaux dans une démarche zéro-carbone.

Si votre école a le projet de se lancer dans une rénovation partielle, vous pouvez consulter l’ensemble de ce dossier thématique qui vise à créer une hiérarchie dans les travaux à entreprendre.

Posted By : Gregory Leonard 29 Jan, 2022

Isolation par l’intérieur ou par l’extérieur pour une classe ?

Les principes, avantages, inconvénients et fonctionnements des techniques d’isolation par l’intérieur et par l’extérieur sont déjà exposés sur Energie + et sur le site du CSTC.Pour en savoir plus, consultez les pages suivantes :

Quel est le mieux pour mon école ?

Si de gros travaux sont prévus et que l’école bénéficie d’un budget important, l’isolation par l’extérieur reste la solution la plus efficace. Elle offre une meilleure uniformité à l’enveloppe et permet donc plus facilement de limiter les déperditions de chaleur ((Dobbels F. RenoFase WP4 – Detaillering van binnenisolatie, WTCB, 2017)).

L’isolation par l’intérieur, quant à elle, est une solution intéressante dans le cas de rénovations de bâtiments scolaires où il n’est pas possible de prévoir une isolation par l’extérieur (généralement pour des raisons urbanistiques). Cependant, c’est une technique à exécuter avec beaucoup de prudence car les risques causés par sa mauvaise exécution peuvent être dévastateurs pour le bâtiment.

L’isolation par l’intérieur possède quelques avantages par rapport à l’isolation classique par l’extérieur. Premièrement,elle ne requiert pas de permis pour la réaliser. Ce sont donc des travaux qui peuvent être rapides à exécuter. Deuxièmement, cette technique permet des interventions plus localisées, local par local. Le phasage ou l’étalement des travaux d’isolation dans le temps permet donc une plus grande flexibilité pour les projets de rénovation de bâtiments scolaires. Une attention mérite d’être portée sur l’isolation par l’intérieur lorsque des travaux sont déjà prévus dans des locaux de l’école. Que ce soit un changement des châssis, une amélioration de l’acoustique ou encore une réparation importante suite à un dégât des eaux, l’isolation par l’intérieur se combine facilement avec ce genre d’interventions. Attention toutefois qu’une réflexion sur l’isolation par l’intérieur ne peut avoir lieu sans une bonne gestion des débits de ventilation des locaux en question.

L’isolation par l’intérieur s’accompagne de quelques conséquences ayant un impact plus direct sur les locaux de l’école que l’isolation par l’extérieur.

Elle engendre une diminution de la surface habitable des locaux

A titre d’exemple, dans une classe de 56 m², accueillant 25 enfants, on décide d’ajouter20 cm de laine minérale à des murs en maçonnerie non isolés pour passer d’un U de 1,73 W/m²K à un U de 0,2 W/m²K.

Ceci provoque une perte de 3 m², engendrant donc une diminution de la capacité d’accueil de la classe, correspondant à .

Les tuyauteries et techniques doivent être modifiées et/ou déplacées. Ces modifications peuvent être l’occasion de repenser le système de chauffage. Pourquoi ne pas utiliser la ventilation pour se chauffer? Ou encore, pourquoi ne pas se passer complètement de chauffage dans ces classes? Pour en savoir plus sur ces alternatives, consultez la page suivante. Toucher au système de chauffage pour l’isolation d’un seul local est peu pertinent car souvent ces systèmes fonctionnent en réseau et ne permettent pas de modifier celui-ci facilement. Dès lors, il est plus intéressant de réfléchir aux projets d’isolation par l’intérieur par “zone” de bâtiment et non par local individuel.

Les locaux perdent en inertie après une isolation de ce type. Cependant cette perte d’inertie peut être nuancée. Les plafonds et les planchers représentent souvent de grandes surfaces “lourdes” qui le restent après isolation par l’intérieur. Pour une classe aux dimensions similaires à celle représentée plus haut, l’isolation par l’intérieur des deux murs extérieurs comprenant des fenêtres représente une perte d’environ 25 % de la surface lourde. La perte d’inertie est donc négligeable par rapport aux gains thermiques.

Est-ce que ça vaut vraiment la peine ?

Malgré ces conséquences, isoler par l’intérieur peut vraiment améliorer la situation. Cela peut valoir la peine dans pas mal de cas. Pour se lancer dans l’isolation par l’intérieur, deux critères peuvent rentrer en compte.

Surface : les grandes surfaces de murs extérieurs seront les premières à pouvoir être isolés car elles sont relativement simples. Leur isolation peut donc nettement améliorer le confort de la classe.
Complexité technique : il est évident qu’isoler les contours des châssis est plus complexe qu’une surface plane. Cependant, si un changement de châssis est prévu, il est recommandé de pratiquer les travaux d’isolation par l’intérieur en même temps car ceux-ci nécessiteront de toute façon un retravail des raccords (Exemple: le cas 1 ci-dessous représente une grande complexité pour peu de résultats. Cependant, si les châssis doivent être remplacés, alors il est tout à fait pertinent d’isoler l’allège en dessous).

Cas 1 : classe mitoyenne avec larges fenêtres

Cas 2 : classe mitoyenne avec petites fenêtres

Cas 3 : classe avec 3 façades extérieures

Cas 4 : classe avec 2 façades extérieures

Fausses idées à démonter

Isoler uniquement certains murs ne sert à rien car, après isolation, toute la chaleur passera par les murs non isolés.

Ce n’est pas parce qu’un mur est isolé qu’un autre verra plus de chaleur le traverser. Le flux traversant le mur non isolé ne change pas. Il reste dépendant de sa valeur U et de la différence de température entre les ambiances de part et d’autre de la paroi. Néanmoins, isoler l’ensemble reste toujours la solution idéale.

Isoler certains murs et d’autres non va concentrer toute la condensation sur les parties non isolées.

En effet, si de la condensation apparaît sur les surfaces, elle prendra place uniquement sur les murs froids (non isolés). Cette condensation peut provoquer des problèmes si l’humidité relative de l’air dépasse un certain seuil. Cependant, la priorité avant d’isoler des murs est de maîtriser l’ambiance intérieure en ventilant correctement les locaux. Dès lors, grâce à cette ventilation, l’ambiance ne pourra plus atteindre ces seuils d’humidité, le risque de condensation est donc supprimé.

Quelques principes à respecter…

Attention toutefois car l’isolation par l’intérieur ne vaut la peine que si certains principes sont respectés. De manière générale, on peut rappeler 3 grands principes.

Avant toute chose, il est impératif de traiter tout type de problème d’humidité! Comme l’expliquent les articles mentionnés plus haut, rajouter une couche isolante sur la face intérieure d’un mur a des conséquences importantes sur son comportement hygrothermique. Dès lors, il est impératif de démarrer sur une bonne base, avec un mur sain. Les dommages liés à l’humidité se produisent généralement lorsque des matériaux sensibles à l’humidité sont en contact direct avec celle-ci. La présence de tâches, d’efflorescences, de fissures ou encore d’écaillages sur les murs existants sont autant de signaux révélateurs d’humidité. Le mur doit être complètement sec et exempt de toute trace d’humidité lorsqu’on pose l’isolation par l’intérieur.

Photo de gauche : Humidité ascensionnelle.
Photo de droite : Tache d’humidité dans l’enduit intérieur.

Source : rapport CSTC – « Isolation des murs existants par l’intérieur – diagnostic »((Isolation des murs existants par l’intérieur – diagnostic – les dossiers du CSTC 2012/4.16, 2013))

Principe 1 : Contrôle du climat intérieur

Principe 2 : Réduire ponts thermiques

Les principales situations à risques auxquelles il faut faire attention sont les pourtours des menuiseries extérieures, les pieds de murs et fondations ou encore la jonction des planchers des étages avec les murs extérieurs.Des pistes de résolution de ces situations à risque sont proposées sur cette page.

Principe 3 : Eviter fuites d’air

Par quoi commencer?

L’isolation par l’intérieur est donc une technique à envisager pour la rénovation de l’enveloppe des écoles lorsqu’il n’est pas possible d’isoler par l’extérieur. Certes, elle propose plus de faiblesses que la technique d’isolation par l’extérieur et nécessite le respect strict de certains principes, mais si un diagnostic adéquat préalable est effectué sur l’enveloppe, l’isolation par l’intérieur peut permettre de réduire sensiblement les besoins en chaleur dans l’école. Le diagnostic de la situation existante est la première étape à réaliser en vue de l’isolation d’un mur existant par l’intérieur((Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines – Isolin – SPW – Wallonie et Architecture et Climat – 2010)).

Pour en savoir plus sur le traitement de certains nœuds constructifs à régler dans votre école, consultez la page suivante.

Posted By : Gregory Leonard 9 Déc, 2021

Comment entamer une démarche de sensibilisation à l’énergie dans les écoles ?

Une démarche expliquée dans cette vidéo via une exemple concret : l’accompagnement de l’asbl « La Besace » dans le cadre du défi Génération Zéro Watt.

Posted By : Gregory Leonard 28 Mai, 2021

Limiter les impacts de l’utilisation des matériaux de construction

L’analyse multicritère des impacts d’un matériau ou d’une solution est un exercice complexe.

Si on privilégie le réemploi et qu’on choisit des matériaux

fabriqués partir de matières premières renouvelables (et renouvelées !) et/ou ou à partir de matières recyclées ;
peu transformés (surtout thermiquement) ;
peu ou pas traité, n’utilisant pas de produits toxiques ;
résistants et réparables ;
issus de filières locales et d’entreprises qui respectent leurs travailleurs ;
assemblés mécaniquement ;
réutilisables ou recyclables en fin de vie.

Alors, on est dans le bon ! Analysons tout ceci de façon détaillée : ici

Plus d’info sur les hypothèses et la méthode d’évaluation ?

Plus d’info sur les outils d’évaluation des impacts environnementaux des matériaux ?

Des critères pour privilégier les matériaux durables

Posted By : Gregory Leonard 28 Mai, 2021

Répartition par poste de la consommation d’énergie et des émissions carbones dans les écoles

On peut distinguer 4 formes d’énergies consommées au sein de l’école :

La consommation énergétique de chauffage : en général par combustion d’une énergie fossile (mazout ou gaz naturel) ou renouvelable (bois, pellet).
La consommation électrique, nécessaire pour l’éclairage, la ventilation des locaux, le fonctionnement des systèmes techniques, les équipements de bureaux (ordinateur, photocopieuse…) etc.
La consommation d’énergie grise, cachée derrière tous les produits consommés dans l’école ou mis en œuvre lors d’une construction ou d’une rénovation des bâtiments.
La consommation liée à la mobilité nécessaire à tous les protagoniste d’une école (élèves avec parents ou non, équipes pédagogiques, équipes techniques et logistique)

Les émissions dues au transport quotidien des occupants d’un bâtiment scolaire sont rarement mesurées et étudiées par les life cycle assessment (LCA), de sorte que la part des émissions liées à la mobilité par rapport aux émissions incorporées et opérationnelles n’est pas bien connue.

Une étude a été menée sur le parc éducatif américain, où il a été constaté que sur les émissions totales de carbone :

le carbone incorporé représentait 6 %.
la phase opérationnelle du bâtiment représentait 70 %
la mobilité représentait 24 % ((FENNER A. E., KIBERT C. J., LI J., RAZKENARI M. A., HAKIM H., LU X., KOUHIROSTAMI M. & SAM M., 2019))

L’isolation des bâtiments, la performance des systèmes de chauffage et des équipements électriques, l’installation d’un système de ventilation, la production d’énergie renouvelable, le choix des matériaux de construction… De nombreuses questions liées à la rénovation ont des répercussions sur la consommation d’énergie de l’école. Il existe donc de nombreux moyens de réduire la consommation d’énergie.

Source : https://www.renovermonecole.be/fr

Pourquoi ?

Pour réduire les impacts de la consommation d’énergie fossile
Pour réduire la dépendance économique de l’école

1) Réduire les impacts de la consommation d’énergie fossile

La part de la consommation énergétique wallonne dont les écoles sont responsables

La consommation d’énergie dans les écoles wallonnes en quelques chiffres :

Rénovermonécole. La part de la consommation énergétique wallonnes dont les écoles sont responsables.

Cette consommation varie également d’un réseau d’enseignement à l’autre.

Rénovermonécole. Consommations spécifiques moyennes dans l’enseignement dans les écoles en Wallonie.

Les grandes variations que l’on peut observer dans le graphique ci-dessus ont plusieurs explications :

Les caractéristiques des bâtiments reliés à chaque réseau.
La manière dont les bâtiments et leur consommation d’énergie sont gérés : contrôle des systèmes de chauffage, impact des coûts énergétiques sur les utilisateurs, contact entre les gestionnaires et les occupants, responsabilisation des occupants, etc.

La situation Bruxelloise telle que décrite par le cadastre réalisée dans le cadre du programme PLAGE 2009-2013 montre que les consommations spécifiques moyennes de combustibles dans l’enseignement dépasse largement les consommations spécifiques moyennes en électricité dans ce secteur, dans l’état du parc au moment de la réalisation de ce cadastre.

Rénovermonécole. Consommations spécifiques moyennes dans l’enseignement dans les écoles à Bruxelles.

2) Réduire la dépendance économique de l’école

Il existe mille projets plus intéressants à financer que la consommation d’énergie, dont l’impact sur le climat et la paix mondiale n’est pas vraiment brillant.

Chaque école devrait connaître le coût de sa consommation d’énergie. Pour en savoir plus sur l’évolution des prix de l’énergie : cliquez ici.

Les actions qui améliorent le confort dans l’école ont un impact sur le bien-être, la santé et les performances des élèves et des enseignants.

Le coût de la scolarité d’un élève à charge de la Fédération Wallonie Bruxelles varie selon le niveau d’enseignement, avec une moyenne de 5097 € par élève et par an en 2011.

La Fédération Wallonie Bruxelles estime qu’en 2010-2011, l’échec scolaire a généré un coût supplémentaire d’environ 421,9 millions d’euros dans l’enseignement obligatoire ordinaire.

Posted By : Gregory Leonard 27 Nov, 2019

Stockage Power-To-Fuel : l’électrolyse

Le principal représentant de ce type de stockage est l’électrolyse de l’eau qui permet de produire de l’hydrogène.

Contrairement au stockage thermique ou en accumulateurs, ce type de système permet une conservation plus longue, inter-saisonnière, de l’énergie sous forme d’hydrogène.

L’hydrogène comme carburant peut ensuite être valorisé de différentes manières :

Comme carburant combustible directement via le réseau de gaz,
Soit dans une centrale à gaz adaptée. Dans ce cas, in fine, de l’électricité sera reproduite à partir du carburant.
Par production de méthane : en faisant réagir 4 molécules de H₂avec du CO₂du méthane et de l’eau sont produits.
Via une pile à combustible qui fera réagir 2 molécules de H₂ avec une molécule de dioxygène pour produire de l’électricité avec un rendement de ±60% et rejeter de l’eau. Ce rendement sera meilleur si la pile à combustible est utilisée en cogénération pour valoriser le dégagement de chaleur.

STOCKAGE ÉLECTROCHIMIQUE : LES BATTERIES

Posted By : Gregory Leonard 27 Nov, 2019

Stockage Power-To-Power

Le stockage électrochimique : les batteries

Les batteries ou accumulateurs électrochimiques sont les moyens de stockage les plus connus. Nous en avons dans nos smartphones, nos appareils photos et de plus en plus souvent dans nos bâtiments.

Les accumulateurs de ce type profitent des propriétés électrochimiques de certains matériaux, notamment des couples oxydant-réducteur comme le Nickel et le Cadmium.

Lors de la phase de charge, l’électricité induit un flux d’électron entre les bornes qui va polariser les électrodes. La borne négative va alors attirer les protons (+) d’un côté de la membrane. Ces protons vont s’accumuler et l’électrolyte qui était initialement neutre et homogène va se polariser: un côté va se charger positivement et l’autre, orphelin de ses protons(+), négativement.

Lorsque tous les protons (+) ont migré d’un côté, l’accumulateur est chargé à 100%.

Dans la phase de décharge (utilisation de l’énergie stockée), cette différence de polarité est utilisée pour mettre des électrons en mouvement dans le sens inverse et produire de l’électricité. Cette circulation en sens inverse des protons va progressivement rétablir l’équilibre de polarité entre les parties chargées positivement et négativement. À partir d’un moment, la tension électrique induite deviendra trop faible et l’accumulateur sera considéré comme « vide ».

Plusieurs matériaux sont utilisables pour réaliser ce principe. En fonction du type d’anode, de cathode et d’électrolyte la densité énergétique, la vitesse de charge, le coût et la stabilité seront variables.

Parmi les technologies les plus courantes, les densités énergétiques sont les suivantes :

Les autres caractéristiques principales de différentes technologies:

	Vitesse de charge	Vitesse de décharge naturelle	Nombre de cycles	EFFET mémoire*	Recyclabilité	Coût	Commentaire
Plomb-acide	–	Moyenne	±500	Extrêmement faible	Très bonne	faible	Supporte mal les cycles trop amples
Ni-Cd	±	rapide	±2000	Oui			Toxique
NiMH	±	rapide	±1000	Oui mais faible			Peu polluant
Li-Ion	++	négligeable	±750	Extrêmement faible	Mauvaise, coûteuse
Ni-Zn	+	rapide	±300	Oui mais faible	correcte	Moyen
Li-po	++	négligeable	±300

L’effet mémoire est un phénomène physique et chimique qui se manifeste dans certaines technologies d’accumulateurs plus que dans d’autres. S’il se manifeste, ces derniers doivent être déchargés complètement avant d’être rechargés sous peine d’observer une réduction de la capacité de la batterie difficilement récupérable.

Le stockage thermique

Le stockage d’électricité sous forme de chaleur est généralement utilisé tel quel sous forme d’énergie thermique pour l’eau chaude sanitaire ou le chauffage mais peut également être reconvertie et restituée sous forme d’électricité par l’intermédiaire d’une turbine.

Le principe général consiste à chauffer un matériau à haute densité calorifique (de l’eau, de la pierre réfractaire, un matériau à changement de phase, …) dans un milieu clos fortement isolé thermiquement. Le chauffage de la masse à lieu lorsqu’il y a surplus d’électricité.

À l’inverse lorsque l’électricité vient à manquer, la chaleur est libérée et va produire de la vapeur qui continuera son chemin dans une turbine haute température, comme dans une centrale TGV. La turbine va alors se mettre en mouvement et alimenter un alternateur qui pourra injecter du courant alternatif sur le réseau ou dans le bâtiment une fois qu’il sera passé par le transformateur adéquat.

Le stockage En « STEP »

Il s’agit probablement du système de stockage à grand échelle le plus connu. La STEP (Station de transfert d’énergie par pompage) fonctionne par pompage-turbinage. Lorsque le réseau ou le bâtiment est en état de surproduction, pour ne pas gaspiller cette précieuse énergie, une pompe sera actionnée. La pompe élevera alors de l’eau pour la stocker dans un bassin en hauteur (sur la toiture, en haut d’une coline, …).

Cette eau située en hauteur réprésente une énergie potentielle considérable. Ensuite, le fonctionnement est le même que pour un barrage hydroélectrique : au moment opportun, l’eau sera libérée et turbinée pour produire de l’électricité avant de rejoindre le bassin inférieur.

L’énergie disponible est alors égale à :

[La masse] x [la gravité] x [la hauteur de la masse]

Soit, pour un bassin de 1000 m³ (un cube de 10 mètres de côté) situé sur terre (g=9,81 m/s²) à une hauteur moyenne de 20 m par rapport au bassin bas :

1.000.000 kg x 9,81 m/s² x 20 m = 196.200.000 Joules

Soit 54 kWh

Autres systèmes de stockage

Le stockage d’électricité est probablement le Graal du XXIème siècle. C’est pourquoi les ingénieurs rivalisent de créativité pour inventer la solution la plus abordable, verte et performante.

Parmi les solutions que nous rencontrons aujourd’hui, citons le stockage par air comprimé.

Le principe est simple : on profite d’une cavité étanche existante ou on en crée une. Cette cavité sert alors d’espace de stockage pour notre air comprimé. Lorsqu’il y a surproduction, l’électricité va actionner un compresseur, ce dernier va alors faire monter la pression dans notre cavité. Si celle-ci est parfaitement étanche, l’énergie potentielle contenue dans la haute pression peut être conservée très longtemps. Seule la chaleur produite lors de la compression sera perdue en cours de route.

Ensuite, lorsque le bâtiment ou le réseau a besoin d’électricité, cette pression sera libérée et turbinée afin de produire de l’électricité.

Ce système est à la fois relativement simple et compact (l’essentiel se passant en sous-sol) mais nécessite la présence d’une cavité suffisamment grande, étanche, solide et profonde pour résister aux fortes pressions sans se déformer de manière sensible, ce qui provoquerait des désordres à l’installation et son environnement.

Un autre système qui a de beaux jours devant lui dans le secteur des transports et des énergies renouvelables notamment est celui du stockage d’électricité par volant d’inertie. Ici, le système est encore plus simple. L’électricité OU un mouvement rotatif (roue de voiture, éolienne, …) entraine à la rotation un cylindre extrêmement lourd. Ce surplus d’énergie va accélérer la rotation du cylindre à des vitesses pouvant atteindre les 10.000 tours par minute ! Afin de limiter les frottements et donc l’auto-décharge, ce cylindre est monté sur des roulements performants et confiné sous vide.

Ensuite, lorsque le réseau aura besoin d’énergie, le moteur va se transformer en générateur (une dynamo) et produire de l’électricité en freinant électromagnétiquement le volant d’inertie.

Ce type de système est notamment utilisé dans les autobus et certaines voitures hybrides afin de récupérer l’énergie de freinage. Plutôt que de freiner les roues par frottement, les roues sont embrayées progressivement au volant d’inertie. L’inertie du bus en mouvement est alors transmise au volant d’inertie qui prend de la vitesse et ralenti le bus jusqu’à son arrêt complet. À ce moment, le volant est débrayé et le cylindre tourne à vive allure avec peu de frottement. Lorsque les passagers sont tous à bord, le volant d’inertie va être progressivement ré-embrayé au système de traction du bus et lui restituer la quasi-totalité de son énergie de freinage mais sous forme d’accélération cette fois-ci.

Dans le cadre des énergies renouvelables, ce type de système est envisagé comme stockage tampon entre le dispositif de production renouvelable et le bâtiment afin d’éviter que, nous n’ayons à rebasculer sur le réseau au moindre nuage ou manque de vent.

Posted By : Sylvie 19 Juin, 2018

Comment améliorer encore un bâtiment performant ?

Impact des choix techniques sur le niveau de performance énergétique d’une crèche

La crèche « Fort Lapin ».

Conçue en 2013 et terminée en 2017, la crèche « Fort Lapin » de Louvain-la-Neuve avait déjà dès sa genèse tous les atouts nécessaires pour répondre aux exigences de la réglementation wallonne sur la performance énergétique des bâtiments (PEB) programmées seulement à partir du 1er janvier 2019 pour les bâtiments publics et à partir du 1er janvier 2021 pour les autres bâtiments.

Quelles auraient été les performances du bâtiment si d’autres choix avaient été faits tant au niveau de l’enveloppe que des installations ?

Introduction

Le bâtiment d’une superficie d’environ 500 m² est prévu pour accueillir 36 enfants. Conscients des enjeux énergétiques dans le futur, l’architecte et le maître de l’ouvrage ont voulu dès 2013 investir dans un bâtiment performant en matière de consommation d’énergie et de confort.

L’objectif a été atteint.

Quelles auraient été les performances de ce bâtiment si d’autres choix avaient été effectués ? Une étude a été réalisée pour évaluer l’impact sur celles-ci :

de l’isolation thermique des parois opaques ;
des caractéristiques des vitrages ;
des nœuds constructifs ;
de l’étanchéité à l’air de l’enveloppe ;
du choix de la production de chaleur ;
de l’installation de panneaux photovoltaïques.

Description du bâtiment

Rez-de-chaussée.

Étage.

Les plans de la crèche

Le bâtiment entouré de verdure est de type « 4 façades ». Les locaux se répartissent sur deux niveaux. L’étage, plus petit que le rez-de-chaussée, donne accès à de vastes terrasses.

La crèche compte 3 sections (petits, moyens, grands) clairement séparées, les petits occupant l’étage.

Structure

Les murs et les planchers sont en bois massif de type CLT (cross-laminated timber). Les panneaux qui les constituent sont porteurs. Ils consistent en un assemblage par collage, clouage et/ou goujonage d’un nombre impair de couches de planches de bois de construction (au moins trois couches) placées perpendiculairement les unes des autres.

Les murs du bâtiment comptent 5 couches (9 cm) ou 7 couches (13 cm). Les planchers comptent 9 couches (16 cm).

Le système CLT.

Isolation thermique de l’enveloppe

Les façades sont isolées thermiquement par l’extérieur.

Les murs recouverts d’un parement extérieur en brique ou d’un capot en aluminium ont une couche isolante de 13 cm de mousse de polyuréthane (PUR).

Isolant recouvert par le parement (à gauche) et en attente de capot Alu (à droite).

Les murs recouverts d’un cimentage extérieur ont une couche isolante de 18 cm de mousse de polystyrène expansé (EPS).

Cimentage sur isolant.

Les châssis en bois de forte section sont munis de triple vitrage.

Les châssis en bois avec triple vitrage.

Les planchers posés sur sol ou situés au-dessus d’un vide ventilé ont une couche isolante de 22 cm de mousse de polystyrène extrudé (XPS).

Les toitures plates sont du type toiture chaude avec une couche isolante de 24 cm de mousse de polyuréthane (PUR).

La toiture inclinée à ossature bois est complètement remplie de 30 cm de cellulose.

Installations techniques

Le chauffage est du type chauffage central avec convecteurs alimentés en eau chaude par une chaudière à gaz à condensation de 40 kW.

La chaudière étanche à Gaz à condensation.

La ventilation mécanique de type D est munie d’un récupérateur de chaleur et d’une batterie de chauffe externe pour pouvoir pulser l’air dans le bâtiment directement à bonne température.

L’eau chaude sanitaire (ECS) est produite par la chaudière du chauffage central et stockée dans un ballon de 300 litres. Une boucle d’ECS assure une disponibilité quasi immédiate aux points de puisage répartis dans le bâtiment.

L’éclairage est assuré par des appareils à basse consommation. La plupart ont un système de commande manuel excepté dans les locaux où la présence humaine est moins importante (couloirs, espaces de rangement, buanderie, …) où ils sont commandés par détection de présence.

La puissance moyenne pour l’éclairage est d’environ 3 W/m² grâce au choix d’appareils munis de LED partout où ils convenaient.

Appareil d’éclairage à LED.

Conformité avec les exigences du standard Q-ZEN PEB 2021 (2019)

Le bâtiment a été évalué par rapport aux exigences PEB et, plus particulièrement, au standard Q-ZEN. Le fichier PEB initial encodé en 2013 a été analysé. Ensuite, il a été mis à jour en supposant un encodage en 2021 (ou en 2019 pour les bâtiments publics).

La crèche « Fort Lapin » est un bâtiment neuf ayant comme fonction soin de santé sans occupation nocturne.

L’ensemble du bâtiment ne comporte qu’un seul volume protégé, une seule unité PEB, une seule zone de ventilation et une seule partie fonctionnelle.

Il n’y a qu’une seule partie fonctionnelle grâce à la notion d’espace connexe et aux règles d’assimilations. De manière générale, pour chaque espace individuel devrait exister une partie fonctionnelle, mais cela en créerait un nombre important et par conséquent, un encodage long et fastidieux.

Les espaces connexes ayant une autre fonction que la partie fonctionnelle principale du bâtiment, mais qui fonctionnent « avec » la partie fonctionnelle en question sont réunis avec celle-ci. Dans le cas que nous étudions, l’espace fonctionnel principal est celui des soins de santé sans occupation nocturne et les espaces connexes sont : la cuisine, les communs, les bureaux, les couloirs horizontaux et autres (réserve, buanderie, …). Il reste alors les couloirs verticaux. Grâce aux règles d’assimilations, ceux-ci peuvent être intégrés à la partie fonctionnelle principale, car leur surface est inférieure à 25 % de la surface de celle-ci et ont une surface totale ≤ 250 m².

Quels sont les critères à respecter pour que le bâtiment soit considéré comme conforme aux exigences Q-ZEN 2021 (2019) en Région wallonne ?

Respecter les U_max.
Ne pas dépasser le niveau K maximum en tenant compte de l’impact des nœuds constructifs.
Ne pas dépasser le niveau E_W maximum spécifique au bâtiment concerné.
Respecter les règles de ventilation décrites dans l’annexe C3 de l’AGW du 15/05/2014 telles que modifiées par l’AGW du 15/05/2016.
Installer un comptage énergétique pour chaque unité PEB.

1. Respect des U_max

Les U_max à respecter dans le cas présent sont :

Fenêtres : 1.50 W/m²K
Vitrages : 1.10 W/m²K
Murs : 0.24 W/m²K
Toitures : 0.24 W/m²K
Planchers : 0.24 W/m²K

Le tableau ci-dessous montre que cette exigence a été respectée partout sauf pour les murs contre terre.

Tableau extrait du rapport PEB reprenant les niveaux U des différentes parois.

Le bâtiment répond cependant aux exigences, car la réglementation permet un dépassement du U_max pour maximum 2 % de la surface des parois de l’enveloppe du volume protégé.

Dans le cas présent, les murs contre terre ont une surface de 17 m² alors que la surface totale de déperdition est de 1 242 m². La surface des murs contre terre ne représente donc que 1.3 % de la surface totale de déperdition. Si cela n’avait pas été le cas, il eut été facile d’augmenter de 3 cm l’épaisseur de l’isolant de la paroi trop faible et rendre ainsi le bâtiment conforme au critère U_max.

⇓

3 cm d’isolant suffisent pour rendre le plancher conforme au critère U_max.

2. Respect du critère K ≤ 35

L’impact des nœuds constructifs sur le niveau d’isolation thermique global du bâtiment K est pris en compte dans la méthode PEB.

Cette méthode propose trois manières de les prendre en compte, chacune ayant une influence différente sur les valeurs PEB :

Option A : méthode détaillée ;
Option B : méthode des nœuds PEB conformes ;
Option C : Supplément forfaitaire.

Pour l’encodage de la crèche Fort Lapin, l’option B été choisie.

Une fois cette option choisie il a donc fallu, pour chaque nœud, vérifier s’ils étaient PEB conforme ou non.

Exemple de l’analyse de l’un d’entre eux :

Analyse du nœud constructif « pied de mur brique » [A. de France, 2018].

Pour que ce nœud soit PEB conforme, il faut qu’il réponde aux trois exigences suivantes :

λ_{élément intermédiaire}≤ 0,2 ^W⁄mK
R_{élément intermédiaire}≥ min⁡(^{R_isolant 1⁄}₂ ; ^{R_isolant 2}⁄2)
ou R_{élément intermédiaire} > ^2m²K⁄_W
d_contact ≥ 1⁄2 * min⁡(épaisseur de l’isolant le moins épais)

Dans ce cas-ci, l’élément intermédiaire est la structure en bois contrecollé, l’isolant 1 est du PUR et l’isolant 2 est une chape en PU projeté :

λ_{élément intermédiaire}= 0,12 ^W⁄_mK ≤0,2 ^W⁄_mK -> V
R_{élément intermédiaire} = 0,30/0,12 = 2,50 ^m²^K⁄_W ≥ min⁡(_0,13/^0,023⁄ 2;^0,20/_0,025 ⁄2) -> X
ou R_{élément intermédiaire} = ^0,30/_0,12 = 2,5 ^m²K⁄_W > 2 ^m²K⁄_W -> V
d_contact = 0,3 m ≥ 1⁄2 * 0,13 m -> V

Dans le cas de la crèche, tous les nœuds constructifs étaient PEB conformes ou avaient des performances particulièrement élevées. Aucun n’a donc dû être encodé manuellement.

Le niveau K calculé à partir de la géométrie du bâtiment, du coefficient de transmission thermique U de toutes les parois de la surface de déperdition et des nœuds constructifs est égal à K19, valeur nettement inférieure à la valeur maximale autorisée K35.

3. Respect du critère E_W ≤ (90/45)

Les exigences à respecter dans une unité PEN varient d’une fonction à l’autre.

Ainsi l’exigence E_w pour les fonctions bureau et enseignement est égale à 45 tandis que pour toutes les autres fonctions, elle est égale à 90.

Lorsqu’il y a dans une même unité PEN plusieurs fonctions, l’exigence est adaptée en fonction du poids proportionnel des différentes fonctions.

Méthode de calcul pour l’exigence Ew des unités PEN :

E_W: l’exigence de niveau E_W pour l’unité PEN ;
A_{ch, fct f} : la surface totale de plancher chauffée ou climatisée de chaque fonction f, en m² ;
E_{W, fcf f} : l’exigence de niveau E W pour chaque fonction f ;
A_ch : la surface totale de plancher chauffée ou climatisée de l’unité PEN, en m².

Il faut faire la sommation sur toutes les fonctions f de l’unité PEN.

La crèche ne comprend qu’une seule unité fonctionnelle « soins de santé, sans occupation nocturne ». L’exigence E_W est donc E_W90.

Le calcul des performances du bâtiment à l’aide du logiciel PEB donne pour résultat E_W71. Cette valeur est bien inférieure au critère E_W à respecter.

4. Respect des règles de ventilation

La ventilation du bâtiment est assurée par un système D grâce à une centrale double flux avec récupération de chaleur. Le choix de cette centrale de traitement d’air s’est fait suite au calcul du débit nécessaire dans ce bâtiment conformément à l’annexe C3 de l’AGW du 15/05/2014 tel que modifié par l’AGW du 15/05/2016. Elle répond donc aux exigences PEB Q-ZEN de 2021 (2019).

La centrale double flux, qui se situe dans les combles, assure un débit de 1 170 m³/h qui sera distribué dans l’ensemble du bâtiment. Le débit du ventilateur d’extraction est égal à un pourcentage du débit du soufflage. Cela permet de mettre le bâtiment en légère surpression et d’éviter toute entrée d’air parasitaire. La régulation du débit s’est faite grâce à des clapets autorégulants à débit constant. Une batterie externe a été ajoutée à la centrale pour pouvoir pulser l’air dans le bâtiment directement à bonne température (20,6 °C).

Tableau récapitulatif dans le rapport PEB .- Les gaines de ventilation.

Tableau des débits de ventilation affiché par le logiciel PEB.

5. Respect de la règle de comptage énergétique.

Le bâtiment ne compte qu’une seule unité PEB. Cette règle est donc très facile à respecter puisque la présence des compteurs des sociétés distributrices (gaz et électricité) suffit.

Conclusion : la crèche Fort Lapin est un bâtiment Q-ZEN !
Cela signifie qu’atteindre ce standard est tout à fait réalisable pour les futures constructions, puisqu’un bâtiment performant conçu en 2013 répond déjà aux exigences de 2021 (2019).

Le confort dans la crèche

Le bâtiment répond aux exigences PEB de 2021, mais est-il confortable ?
L’ambiance a été analysée dans les 3 pièces principales de la crèche et ensuite, le ressenti des occupants a été étudié.

Prise des mesures

Pour les mesures intérieures, des sondes enregistreuses ont été placées pendant un mois dans le local principal des différentes sections (petits, moyens, grands). Les données extérieures ont été fournies par le service de prévision météorologique METEOBLUE.

Courbe de l’évolution de la température dans les différentes sections.

De manière théorique, la température dans les différentes sections se situe dans la zone de confort (entre 19.5 °C et 25 °C) à l’exception de certains pics exceptionnels. Dans les zones de repos, on veillera cependant à maintenir la température la plus basse possible pour éviter la mort subite du nourrisson.

Dans une crèche, les puéricultrices sont très attentives à maintenir une température suffisante pour le confort et la santé des bébés et jeunes enfants. La température de consigne est, dès le départ, relativement élevée. À cause de la faible inertie du bâtiment, si en cours de journée, la température extérieure et l’ensoleillement augmentent, l’effet se traduit rapidement à l’intérieur du bâtiment par une augmentation de la température.

Durant la période de mesures, la température extérieure était toujours inférieure à la température intérieure. Une bonne gestion de la ventilation intensive de jour aurait pu maintenir la température des locaux dans la zone de confort. Cela ne serait pas possible lors de fortes chaleurs en été. Durant les fortes chaleurs, il sera sûrement nécessaire d’anticiper les risques en prenant toutes les mesures utiles pour se protéger de la chaleur.

L’humidité relative dans les locaux se trouve comprise entre 20 % et 40 %. Lorsqu’il fait plus froid dehors, elle se trouve sous la limite inférieure de la zone de conforts (30 %).

Cette analyse expérimentale correspond relativement bien avec les ressentis des occupants. Si on regarde les tableaux n° 27,28 et 29, on remarque que les employées, à l’exception de ceux de la section des moyens, trouvent l’air trop sec. Un organe de déshumidification n’aurait donc pas d’intérêt dans ce bâtiment tandis qu’un organe d’humidification pourrait être intéressant.

Ressenti des occupants

Afin de connaître la satisfaction de confort des employés de la crèche, il leur a été demandé de répondre à une grille d’évaluation de manière hebdomadaire pendant le mois des mesures.

Les employées déclarent avoir trop chaud début avril (9, 10 et 11 avril). Le reste du temps, ils apprécient la température ambiante à quelques exceptions où ils disent avoir plutôt chaud à plusieurs reprises malgré que la température intérieure soit comprise entre les deux limites du confort. Les ressentis des occupants correspondent relativement bien à ceux prévisibles à la lecture des mesures. Certains employés indiquent que malgré l’ouverture des fenêtres certains jours, il continue à faire beaucoup trop chaud.

Lorsque l’air est trop sec, les occupants le signalent. C’est beaucoup plus manifeste dans la section des petits où la température de l’air est plus élevée.

Conclusions

Le bâtiment est toujours en phase de rodage et certains réflexes préventifs doivent encore être acquis pour diminuer les surchauffes. Ces réflexes viendront avec l’expérience de ses utilisateurs.

En été, vu la faible inertie du bâtiment, en période de forte chaleur, il sera probablement difficile de maintenir la température sous la limite théorique de confort. La température intérieure ne descendra pas en dessous de la température extérieure. Des protections solaires et une bonne ventilation à certains moments de la journée seront indispensables pour maintenir le confort à des niveaux acceptables. Une nouvelle campagne de mesure et de concertation avec les utilisateurs durant cette période serait très instructive.

Un organe d’humidification de l’air est manifestement nécessaire en hiver lorsque l’air est très sec.

Impact de l’isolation des parois opaques sur les performances

Comme nous l’avons vu précédemment le bâtiment tel qu’il a été construit respecte les exigences PEB 2021 (2019), c’est-à-dire le niveau Q-ZEN. Que se serait-il passé si l’isolation des parois de l’enveloppe du volume protégé avait été réalisée à la limite du respect des exigences sur le coefficient de transmission thermique U ?

Le tableau ci-dessous reprend les valeurs de U initiales (projet réalisé) et de U finales (hypothèse de calcul = U_max)

Parois	λ Isolant [W/mK]	Épaisseur initiale [cm]	Épaisseur finale [cm]	U initiale [W/m²K]	U finale [W/m²K]
Façade 1 brique	0,023	13	7,6	0,16	0,24
Façade 2 enduits	0,032	18	10	0,15	0,24
Panneaux châssis	0,023	13	7,6	0,16	0,24
Mur contre terre	0,023	6	6	0,33*	0,33*
Mur contre EANC	0,023	18	8,5	0,12	0,24
Dalle sur sol	0,025	22	5	0,12	0,24
Dalle sur vide technique	0,025	22	10	0,12	0,24
Toit plat terrasse	0,024	12	1,6	0,12	0,24
Toiture plate couvrant RDC arrière	0,026	24	1,7	0,08	0,24
Toiture plate section moyens	0,026	18	0,5	0,09	0,24
Toiture en pente	0,039	30	17	0,15	0,24

Variation de l’épaisseur d’isolant dans la crèche Fort Lapin [A. de France, 2018].

* cette valeur est supérieure à Umax. Elle n’a pas été modifiée. La surface de la paroi concernée est comprise dans les 2% ne devant pas respecter les U_max.

L’impact sur K et EW est repris dans le tableau ci-dessous

	Valeur initiale	Valeur finale	Delta [points]
K [/]	26	34	+8
E_W [/]	70	76	+6

Influence de l’épaisseur de la couche d’isolant sur les valeurs PEB de la crèche Fort Lapin [A. de France, 2018]

On constate que pour la crèche « Fort Lapin » le respect des U_max permet de respecter les critères K (K35) et E_W (E_W90).
Attention, cela ne signifie pas que ce serait le cas pour d’autres bâtiments différents par leurs fonctions, leurs installations techniques, leurs compacités, etc.

On peut également se demander quel impact a le niveau d’isolation :

sur la consommation en énergie primaire de ce bâtiment ;
sur le niveau K ;
sur le niveau E_W.

Consommation en énergie primaire

Le tableau ci-dessous reprend les besoins en énergie primaire pour le chauffage et le refroidissement en fonction du U moyen pondéré des parois de l’enveloppe du volume protégé de la crèche.

Evolution de la consommation annuelle en EP selon l’isolation des parois [A. de France, 2018].

Plus U_PAROI augmente, plus on est mal isolé et donc plus il faudra chauffer le bâtiment. Par contre si U_PAROI augmente, il faudra également moins refroidir le bâtiment, car celui-ci se refroidira par transmission thermique puisque de manière générale, il fait plus chaud à l’intérieur du bâtiment qu’à l’extérieur. Les courbes sont évidemment théoriques puisque U_PAROI = 0 W/m²K est impossible à atteindre.

Il existe un optimum d’isolation qui serait intéressant à déterminer afin d’isoler un minimum et de consommer un minimum. Cet optimum sera spécifique à ce bâtiment et à son utilisation. Il dépendra principalement du prix des combustibles. Si les prix sont bas, cela ne nous coûtera pas cher de chauffer et donc on isolera moins.

Niveau K

Le graphe ci-dessous montre l’évolution du niveau K en fonction du coefficient de transmission moyen des parois de l’enveloppe du volume protégé. Il s’agit d’une droite puisque le niveau K directement proportionnel au U moyen pondéré. Il est déterminé par 100 fois le produit de cette valeur par un coefficient dépendant de la compacité du bâtiment. Le point d’origine de la droite est évidemment théorique, puisque U_PAROI = 0 W/m²K est impossible à atteindre.

Niveau EW

La courbe ci-dessous montre l’évolution du niveau EW du bâtiment lorsqu’on fait varier le niveau U moyen.

Impact de l’isolation des vitrages sur les performances

Les valeurs par défaut du coefficient de transmission thermique du simple vitrage (U = 5,80 W/m²K), du double vitrage (3,30 W/m²K) et du triple vitrage (2,30 W/m²K), sont supérieures aux exigences de la PEB (Umax = 1,10 W/m²K). Les valeur par défaut ne pourront donc être utilisées que si la surface des vitrages fait partie des 2% de la surface de la déperdition totale AT qui peuvent déroger à la règle des Umax.

		U [W/m²K]
Simple	Clair (8 mm)	5,8
Double	Clair	2,8
	Clair + basse émissivité	1,6
	Clair + absorbant	2,8
	Clair + réfléchissant	2,8
	Clair + basse émissivité +contrôle solaire	1,6
	Clair + basse émissivité + gaz isolant	1 à 1,3
	Clair + basse émissivité + contrôle solaire + gaz isolant	1 à 1,3
Triple	Clair	1,9
	Clair + basse émissivité + gaz isolant	0,5 à 0,8
	Clair + basse émissivité + contrôle solaire + gaz isolant	0,5 à 0,8

Récapitulatif du type de vitrage standard disponible sur le marché aujourd’hui [A. de France, 2018].

Les valeurs surlignées en rouge sont des valeurs supérieures aux exigences du standard Q-ZEN.

Celles en bleu sont des valeurs dont une partie est également supérieure aux exigences. Cela réduit le choix du type de vitrage autorisé dans un bâtiment devant répondre aux exigences PEB.

Les vitrages des fenêtres de la crèche « Fort Lapin » ont un U_g = 0.5 W/m²K

Consommation en énergie primaire

Le tableau ci-dessous reprend les besoins en énergie primaire pour le chauffage et le refroidissement du bâtiment si on fait varier le U moyen des vitrages tout en conservant les mêmes facteurs solaires g.

Évolution de la consommation annuelle en EP selon l’isolation des vitrages [A. de France, 2018].

Des ressauts se produisent lorsque le U_g du vitrage devient supérieur au U_f du châssis. À ce moment la formule simplifiée utilisée dans la méthode de calcul change. La surface de vitrage par défaut passe de 70 % à 80 % de la surface de la fenêtre. Les apports solaires deviennent alors plus importants ce qui diminue les besoins en chauffage en hiver et augmente les besoins en refroidissement en été.

Si les proportions exactes de vitrage et de châssis avaient été encodées, il n’y aurait pas de ressaut.

Niveau K

Le graphe ci-dessous montre l’évolution du niveau K en fonction du coefficient de transmission moyen des vitrages. Il s’agit d’une droite puisque le niveau K directement proportionnel au U moyen pondéré qui lui-même varie linéairement en fonction du Ug du vitrage. Il n’y a pas de ressaut dans la droite puisque les apports solaires n’interviennent pas dans le calcul du K.

Évolution de K en fonction de l’isolation des vitrages [A. de France, 2018].

Niveau E_W

Le graphe ci-dessous montre l’évolution du niveau K en fonction du coefficient de transmission moyen des vitrages.

Évolution d’EW en fonction de l’isolation des vitrages [A. de France, 2018].

EW étant fonction de l’EP totale consommée, elle dépend directement de l’EP consommée pour le chauffage et l’EP consommée pour le refroidissement. Ces deux-ci étant linéaires, il est logique qu’EW le soit aussi. De plus, vu qu’ils ont tous les deux un saut au même endroit, il est logique qu’EW présente une discontinuité en ce point.

Tableau de synthèse

U_VITRAGE [W/m2K]	K [/]	EW [/]
0,0*	23	68
0,1*	24	69
0,2*	24	69
0,3*	25	69
0,4*	25	70
0,5	26	70
0,6	26	70
0,7	27	71
0,8	27	71
0,9	28	72
1,0	29	72
1,1	29	73

Influence de l’isolation des vitrages sur les exigences PEB de la crèche Fort Lapin [A. de France, 2018].

* ces vitrages n’existent pas (encore ?) actuellement.

Impact de l’isolation de toutes les parois sur les performances

Nous avons remarqué ci-avant que si l’on isolait toutes les parois à la limite des exigences, nous répondrions toujours aux exigences K et E_W. Il en va de même pour les fenêtres et leurs châssis. Qu’en est-il si on le faisait pour les deux ?

	Valeur initiale	Valeur finale	Delta [points PEB]
K [/]	26	40	+14
E_W [/]	70	81	+11

Influence de l’isolation de la crèche Fort Lapin sur les valeurs PEB [A. de France, 2018].

Si on répond bien aux différentes exigences U, on ne répond plus à celle de K. Cette dernière est donc plus sévère que l’exigence U dans le cas de la crèche.

L’exigence qui sera la plus sévère dépendra de la compacité du bâtiment et de la proportion entre parois opaques et les parois transparentes.

Une compacité plus élevée est toujours souhaitable, mais ce n’est pas toujours possible à cause des contraintes architecturales par exemple.

Impact des nœuds constructifs sur les performances

Il existe trois manières de prendre en compte les nœuds constructifs, chacune ayant une influence différente sur les valeurs PEB.

Option A : méthode détaillée ;
Option B : méthode des nœuds PEB conformes ;
Option C : Supplément forfaitaire.

-> L’option A qui est la plus précise nécessite un travail important. Tous les nœuds constructifs doivent être modélisés pour en connaître le Ψ linéaire ou le χ ponctuel. Ils doivent en outre être mesurés et comptés.

-> L’option B est plus pragmatique. Elle permet une évaluation rapide de la qualité thermique des nœuds constructifs sans pénaliser significativement les résultats du calcul de K et de E_W.

-> L’option C est la plus facile mais pénalise fortement les résultats.

	Option C	Option B	Delta [points]
K [/]	26	19	-7
E_W [/]	70	64	-6

Influence des nœuds constructifs sur les valeurs PEB de la crèche Fort Lapin [A. de France, 2018].

Les résultats obtenus correspondent avec ce qui était prévisible. En effet, de manière globale, utiliser l’option C induit un supplément de 10 points à la valeur K tandis que l’option B, lorsque comme c’est le cas ici, tous les nœuds constructifs sont PEB conformes, en ajouterait 3. Il y a donc bien une différence de plus ou moins 7 points entre les deux options. Cette différence a également un impact important sur le E_W. Celui-ci varie en fonction de la compacité du bâtiment.

Utiliser l’option B lorsque la majorité des nœuds constructifs sont PEB conformes est donc une manière facile de gagner des points PEB sur les exigences K et E_W.

Impact de l’étanchéité à l’air sur les performances

Que se passe-t-il lorsque l’étanchéité à l’air de l’enveloppe de la crèche « Fort Lapin » est différente ? En d’autres mots, que se passe-t-il lorsque v₅₀ varie ? (v₅₀ représente le débit de fuite pour une différence de 50Pa entre l’intérieur et l’extérieur par unité de surface de l’enveloppe [m³/h.m²]).
Le cahier spécial des charges demandait que le v₅₀ ne dépasse pas 0.92 m³/hm². Malheureusement, la valeur mesurée lors de la réception du bâtiment était 1.98 m³/hm². C’est donc cette dernière valeur qui a été utilisée dans la déclaration PEB finale.

Actuellement, d’après le CSTC, les bâtiments construits sans attention particulière à l’étanchéité à l’air ont un v50 variant entre 6 et 12 m³/(h.m²). Elle varie entre 2 et 6 m³/(h.m²) lorsqu’une conception judicieuse et une mise en œuvre soignée a été appliquée. Pour descendre sous ces valeurs, une véritable expertise est nécessaire tant au niveau de la conception que de l’exécution : chaque détail, chaque nœud constructif, … doit être correctement analysé et tous les corps de métier doivent être sensibilisés et impliqués dans cette recherche d’étanchéité à l’air.

Le tableau ci-dessous indique les valeurs K et E_W qu’aurait atteint le bâtiment si son étanchéité à l’air avait été différente.

	Valeur mesurée sur site	Valeur visée dans le cahier des charges	Valeur théorique minimum	Valeur max lors d’une attention très particulière	Valeur max lors d’une faible attention	Valeur maximum (par défaut)
v₅₀ [m³/h.m²]	1,98	0,92	0	2	6	12
K [/]	26	26	26	26	26	26
EW [/]	70	69	69	70	73	79

Représentation de l’influence de l’étanchéité à l’air sur les valeurs PEB [A. de France, 2018].

La première chose que nous remarquons dans ce tableau est que l’étanchéité à l’air n’influence pas la valeur de K. K dépend uniquement de la compacité du bâtiment et de l’isolation de chaque paroi. Il est donc indépendant de l’étanchéité à l’air.
Le graphique suivant a été dessiné en faisant varier le v₅₀ de 0 m³/(h.m²) (valeur minimum théorique, mais inatteignable) à 12 m³/(h.m²) (valeur imposée par défaut par le programme). Ensuite, ce graphique a été divisé en trois parties :

En vert : niveau d’étanchéité obtenu en faisant une véritable expertise (0 < v₅₀ < 2)
En orange : niveau d’étanchéité obtenu en faisant une conception judicieuse et une mise en œuvre soignée (2 < v₅₀ < 6)
En rouge : niveau d’étanchéité obtenu en n’appliquant pas d’attention particulière à l’étanchéité à l’air (v₅₀ > 6)

Évolution d’EW en fonction de l’étanchéité à l’air [A. de France, 2018].

On remarque que ce graphe a une forme « d’escalier ». Cela est dû au fait que le logiciel PEB arrondit toujours les valeurs à l’unité supérieure (exemple : 71,05 -> 72) afin de se placer du côté de la sécurité.

Dans le graphique suivant, des valeurs dites « PEB » qui sont les valeurs données par le logiciel et des valeurs dites « brutes » qui sont les valeurs non arrondies calculées à partir des formules trouvées dans les normes.

Évolution d’E_W en fonction de l’étanchéité à l’air [A. de France, 2018].

Comme on le voit l’impact de l’étanchéité à l’air sur E_W est linéaire. Il y a juste un petit ressaut qui apparaît lorsqu’on passe de v₅₀= 8,05 à 8,06 m³/(h.m²). Cette valeur ne correspondant à aucune limite théorique, la consommation d’EP des différents postes a été analysée. On remarque une variation plus importante que précédemment pour la consommation d’EP pour le chauffage. Une demande d’EP pour le chauffage apparaît en juin alors qu’elle était toujours nulle pour des valeurs v₅₀ ≤ 8.05 m³/m².

Si on retire cette demande en juin, le petit saut disparaît et on retrouve la droite initiale.

Dans la réglementation PEB, le calcul de la consommation de chaud prévoit que si le rapport gain-déperdition de chaud pendant un mois se trouve entre 0 et 2,5 une consommation est prise en compte. Si ce rapport est hors de ces limites, on considère la consommation de chaleur nulle.

Dans le cas de la crèche, en passant d’une étanchéité à l’air de 8,05 à 8,06 m³/(h.m²), le facteur gain-déperdition prend au mois de juin une valeur située entre 0 et 2,5 engendrant une consommation d’EP pour le chauffage.

Conclusion

L’étanchéité à l’air influence fortement la valeur d’EW (jusqu’à 10 points). De plus, comme l’évolution est linéaire, l’impact sera toujours le même, peu importe la performance existante. Descendre sous 2 m³/(h.m²), influence peu EW (maximum -1 point). Or, pour descendre sous cette valeur, une véritable expertise est nécessaire tant au niveau de la conception que de l’exécution. Un optimum économique doit être estimé.

Impact du choix de la production de chaleur sur les performances

La crèche « Fort Lapin » est équipée d’une chaudière à gaz à condensation de 40 kW.

Si pour comparer les différents types de générateurs, les valeurs par défaut pour le rendement sont appliquées, on obtient pour la crèche les valeurs reprises au tableau ci-dessous.

Type de générateur	EP chaud [MJ]	EW [/]
Chaudière à eau chaude à condensation	101456,89	74
Chaudière à eau chaude non à condensation	101456,89	74
Générateur d’air chaud	101456,89	74
Fourniture de chaleur externe	148524,52	83
Chauffage électrique par résistance	183761,2	89
Autre générateur	101456,89	74

Influence du type de générateur sur les valeurs PEB de la crèche Fort Lapin [A. de France, 2018].

Il n’y a aucune différence pour les valeurs d’E_W pour les 4 types de générateurs suivants : la chaudière à eau chaude à condensation, la chaudière à eau chaude non à condensation, le générateur d’air chaud et l’autre générateur. Il aurait semblé évident qu’une chaudière à condensation engendre moins de point EW qu’une chaudière non à condensation par exemple.

Ces rendements sont identiques parce que les valeurs par défaut du rendement ont été utilisées pour le calcul. La PEB se place en effet du côté de la sécurité pour les valeurs par défaut. En indiquant un même rendement pour une chaudière à eau chaude à condensation qu’une chaudière à eau chaude non à condensation, la PEB prévoit que la température de retour pourrait être trop élevée pour que la condensation se produise dans la chaudière à condensation.

Voici un tableau reprenant les valeurs obtenues pour différents types de générateurs sans utiliser les valeurs par défaut, mais bien les valeurs certifiées par des fabricants :

Type de générateur	Vecteur énergétique	η [%]	Température de retour [°C]	E_W [/]
Chaudière à eau chaude à condensation	Gaz naturel	107,1	30	70
Chaudière à eau chaude à condensation	Mazout	102	35	71
Chaudière à eau chaude non à condensation	Gaz naturel	81,94	30	74
Générateur d’air chaud	Gaz	92,5	/	72
Générateur d’air chaud	Mazout	90,1	/	71
Fourniture de chaleur externe	/	97	/	83
Chauffage électrique par résistance	/	100	/	89

Exemple de type de générateurs [A. de France, 2018].

La puissance n’est pas prise en compte dans ce tableau parce que celle-ci n’influence pas le calcul PEB. Cette puissance n’est utile que lorsqu’il y a plusieurs types de générateurs. Le logiciel prendra par défaut le générateur le plus puissant comme générateur préférentiel.

Conclusion

Comme on pouvait s’y attendre, le choix du type de générateur « chauffage électrique par résistance » est fort défavorable à la valeur d’E_W. Il engendre +19 points par rapport à la chaudière réellement utilisée dans la crèche. Les autres types de générateurs engendrent au maximum 4 points en plus. La chaudière à gaz à condensation a donc été judicieusement choisie.

Quel avantage procureraient des panneaux photovoltaïques

Avant d’analyser l’impact qu’aurait une installation de panneaux photovoltaïques sur les points PEB de la crèche, elle doit d’abord être pré-dimensionnée.

Les différentes parois de la crèche ont été étudiées pour déterminer où les panneaux photovoltaïques pourraient être placés sachant que l’inclinaison idéale est de 35° et que l’exposition idéale est au sud.

La toiture inclinée n’a pas été retenue à cause de sa pente de 18° exposée Nord.

Parmi les toitures plates, deux ont été retenues :

la toiture A, au-dessus du local du personnel (38 m² exploitables) ;
la toiture B, au-dessus de l’espace de rangement et de l’EANC (39 m² exploitables).

À partir de leurs surfaces, la puissance de production de ces panneaux peut être calculée. Sachant qu’on peut produire environ 0,125 kWc par m², on peut estimer que :

la toiture A produira 4,75 kWc ;
la toiture B produira 4,88 kWc.

Pour calculer la production électrique annuelle des panneaux, la formule suivante doit être utilisée :

[kWh] = [kWc] * 950 kWh * α

Où,

950 kWh permet de considérer que 1 kWc produit 950 kWh quand le panneau est exposé plein sud à 35°
α est un coefficient correcteur prenant en compte l’orientation et l’inclinaison des panneaux photovoltaïques.

		Inclinaison [°]
Orientation		0	15	25	35	50	70	90
	Est	88 %	87 %	85 %	83 %	77 %	65 %	50 %
	Sud-est	88 %	93 %	95 %	95 %	81 %	81 %	64 %
	Sud	88 %	96 %	99 %	100 %	87 %	87 %	68 %
	Sud-Ouest	88 %	93 %	95 %	95 %	81 %	81 %	64 %
	Ouest	88 %	87 %	85 %	82 %	65 %	65 %	50 %

Coefficients correcteurs d’orientation et d’inclinaison des panneaux photovoltaïques
[https://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16688]

La toiture A produirait donc théoriquement 4,75 * 950 * 0,95 = 4 286 kWh
La toiture B produirait donc théoriquement 4,88 * 950 * 0,95 = 4 404 kWh
Et le bâtiment produirait 8 690 kWh.

Cependant, selon le logiciel PEB, ces panneaux produiront en réalité 6560 kWh à cause du facteur d’ombrage.

Quatre types d’ombrages sont à considérer. Ils valent :

	Toiture A	Toiture B
Angle d’obstruction	0°	0°
Angle vertical de la saillie horizontale	11°	24°
Angle de saillie à droite	0°	0°
Angle de saillie à gauche	15°	32°

L’ombrage joue un rôle très important sur la production d’une cellule photovoltaïque et donc sur la production d’un panneau entier.
Pour les panneaux photovoltaïques, trois hypothèses ont été prises :

Les panneaux sont mono/polycristallins.
Les panneaux ne sont pas intégrés à la paroi du bâtiment.
On installe un onduleur avec isolation galvanique.

	Sans panneau photovoltaïque	Avec panneaux photovoltaïques
K [/]	26	26
EW [/]	70	59

Influence des panneaux photovoltaïques sur les valeurs PEB de la crèche Fort Lapin [A. de France, 2018].

Si aucun ombrage n’était présent on gagnerait encore 3 points d’EW.
En 2017, le prix d’une installation de panneaux photovoltaïques tout compris variait entre 1 100 et 1 500 € par kWc. Cela signifie que cette installation coûterait entre 10 593 € et 14 445 €.
On peut donc estimer que chaque point PEB gagné grâce à ces panneaux coûtent entre 963 et 1 313,18 €.
En plus de gagner ces points PEB, on estime un gain de 1 901,38 €/an sur la facture d’électricité.

Conclusion

Les panneaux photovoltaïques sont un bon moyen pour gagner facilement des points PEB sur le paramètre E_W. Il s’agit aussi d’une énergie produite à partir de sources renouvelables très facile à mettre en place pour couvrir le peu d’énergie requise comme demandé par la directive NZEB.

Dans un futur proche, le logiciel PEB devra se mettre à jour en proposant plus de paramètres à encoder car on va connaitre une diversification du type de cellules et d’accessoires tels que les diodes by-pass.

Découvrez cet exemple de bâtiment « très basse énergie » : les halls de tri chez BPOST.

Posted By : Sylvie 25 Mar, 2013

Définir les objectifs à atteindre en rénovation [Eclairage]

En rénovation, les contraintes sont plus importantes (l’accès à la lumière naturelle et le câblage,…) sont par exemple déterminés).

Selon ces contraintes, les moyens donnés (rénovation partielle ou complète) et les objectifs fixés (diminuer les consommations, diminuer les coûts d’entretien ou améliorer le confort lumineux), on tentera au maximum de se rapprocher des objectifs de performance en conception neuve.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer la rentabilité d’une rénovation [ventilation]

Rentabilité du confort

Il est difficile de calculer la rentabilité d’un investissement ayant pour but de rétablir le confort des occupants. On sait cependant que confort et productivité sont liés. Si on ne regarde que l’aspect financier du confort, on peut « se risquer » au calcul suivant

Un service administratif est occupé par 60 personnes.

On estime que la mauvaise qualité de l’air entraîne, par jour, une perte de « productivité » équivalente à 5 minutes.

Un employé administratif coûte en moyenne 25 €/h.

L’inconfort coûte donc annuellement : 60 [pers] x 220 [jours/an] x 5/60 [h/jour] x 25 [€/h] = 27 500 [€/an].

Si on se fixe un temps de retour de 5 ans, on peut se permettre un investissement de 137 500 € pour solutionner l’inconfort.

Évaluation de la rénovation d’une installation de ventilation existante

Exemple.

Considérons un bureau paysager de 250 m². Ce bureau est ventilé 10 h par jour, 250 jours/an par un système double flux (pulsion et extraction mécanique).

Le débit d’air neuf recommandé du local est de 2,5 m³/h.m², soit 625 m³/h.

La consommation d’énergie nécessaire au chauffage de cet air durant la saison de chauffe (du 15 septembre au 15 mai) est estimée à :

0,34 [Wh/m³.K] x 625 [m³/h] x (20[°C] – 8[°C]) x 1 700 [h/an] / 0,7 = 6 193 [kWh/an]

20[°C] = température de consigne intérieure.
8[°C] = température extérieure moyenne diurne durant la saison de chauffe (Uccle).
1 700 [h/an] = durée de fonctionnement de la ventilation durant la saison de chauffe.

La consommation électrique des ventilateurs dépend du rendement global du système « moteur, transmission, ventilateur » et des pertes de charge du circuit de distribution de l’air (pulsion et extraction). Celles-ci varient en fonction de la configuration du réseau. Prenons dans un premier temps une valeur moyenne couramment rencontrée de 1 500 Pa (1 000 Pa pour la pulsion et 500 Pa pour l’extraction).

La consommation énergétique des ventilateurs est de :

0,174 [m³/s] x 1500 [Pa] x 2500 [h/an] / 0,65 = 1 004 [kWh/an]

0.174 m³/s] = 625 [m³/h].
0,65 = rendement global des systèmes « moteur, transmission, ventilateur ».
2 500 [h/an] = durée de fonctionnement annuelle des ventilateurs.

Récapitulatif
	Chauffage de l’air	Transport de l’air
Consommation annuelle.	6 193 kWh/an	1 004 kWh/an
% consommation totale.	86 %	14 %
Coût de l’énergie.	0,0622 €/kWh	0,16 €/kWh
Coût annuel.	385,20 €/an	160,64 €/an
% coût total.	71 %	29 %

Par rapport à cette situation, qu’apporteraient certaines améliorations ?

–	Diminution de la consommation	Diminution du coût
Diminution du débit de ventilation de 10 %.	12 % *	16 %
Amélioration du rendement du système de ventilation de 10 %.	2 %	5 %
Réduction du temps de fonctionnement de 10 %.	10 %	10 %

*Lorsque le débit diminue dans le réseau de distribution, les pertes de charge diminuent comme le carré de celui-ci (règles de similitude).

Ces calculs rapides peuvent être affinés puisqu’ils ne tiennent pas compte du fait qu’une partie de la consommation du ventilateur de pulsion est souvent récupérée sous forme de chaleur dans l’air neuf.

Vous pouvez adapter ces données à votre propre situation et estimer l’investissement maximum permis pour garantir la rentabilité financière d’un projet de rénovation :

Calculs

Pour estimer l’investissement maximum permis

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Check-list pour une installation [Chauffage à eau chaude URE]

Voici un résumé des points essentiels qui garantissent une installation de chauffage énergétiquement efficace et confortable.

On sera attentif à 4 aspects du projet :

Paramètres de dimensionnement

Exigences	Pour en savoir plus
La puissance utile des chaudières doit être calculée se base des prescriptions de la norme NBN B62-003 en tenant compte de la température de base de la région correspondante.	Concevoir
Dans les installations équipées de radiateurs, la puissance électrique d’un circulateur en [W] doit être proche de la puissance thermique du réseau qu’il alimente P_th en[kW].	Concevoir
Dans le cas d’une installation fonctionnant au gaz, les radiateurs doivent au minimum être dimensionnés en régime 80°/60° (ou mieux encore en régime 70°/50°) pour pouvoir optimaliser le fonctionnement des chaudières à condensation.	Concevoir
Dans le cas d’une installation fonctionnant au fuel, les radiateurs sont dimensionnés en régime inférieur ou égal à 80°/60° pour bénéficier d’une certaine surpuissance à la relance.	Concevoir

Choix de matériel

Exigences	Pour en savoir plus
Si le gaz naturel est disponible, la chaudière est une chaudière à condensation, de préférence ne demandant pas de débit minimal et équipée d’un brûleur modulant (10 .. 100 %).	Concevoir
Pour les grosses puissances, la chaudière à condensation peut être couplée à une chaudière traditionnelle très basse température.	Concevoir
Si le gaz naturel n’est pas disponible, la chaudière est une chaudière fuel traditionnelle très basse température équipée d’un brûleur Low NOx.	Concevoir
Au-delà d’une puissance de 150 kW, le brûleur des chaudières traditionnelles sera à deux allures vraies régulées en cascade.	Concevoir
Les brûleurs fuel doivent être équipés d’origine d’un compteur de combustible.	Concevoir
Les chaudières à condensation sont raccordées à un circuit hydraulique favorisant les retours à température la plus froide possible et approuvé par le fabricant de la chaudière.	Concevoir
Dans le cas de chaudières ne demandant pas de débit minimal et pouvant travailler à très basse température, le collecteur primaire est un collecteur ouvert sans pompe primaire.	Concevoir
Les circuits de distribution secondaires correspondent à des zones d’activités homogènes et disposent de leur régulation propre.	Concevoir
Les conduites parcourant des locaux non chauffés sont isolées avec une épaisseur d’isolant fonction de leur diamètre.	Concevoir
Les vannes et brides disposées dans des locaux non chauffés sont isolées au moyen de coquilles isolantes amovibles.	Concevoir
Les circulateurs sont à vitesse variable et leur débit maximal est ajusté aux besoins réels.	>Concevoir
La courbe caractéristique maximale d’un circulateur doit se trouver juste en dessous du point de fonctionnement théorique calculé du circuit correspondant.	Concevoir
Chaque circuit secondaire est équipé d’un organe d’équilibrage (correctement dimensionné) permettant une répartition correcte du débit dans l’installation.	Concevoir
Un chauffage par le sol ne peut être installé dans des locaux à occupation variable, à forte occupation ou fortement ensoleillé.	Concevoir
Le chauffage par le sol est à déconseillé au dessus du sol ou de caves non chauffées.	Concevoir
Des radiateurs ne peuvent être installés devant des vitrages.	Concevoir
Des corps de chauffe de types différents ne peuvent être raccordés sur un même circuit de distribution avec un réglage de la température d’eau unique.	Concevoir

Régulation

Exigence	Pour en savoir plus
Les chaudières multiples sont régulées en cascade par action sur le brûleur, leur vanne d’isolement et leur circulateur éventuel.	Concevoir
Chaque zone d’occupation et de besoin homogènes dispose de son propre circuit de distribution dont la température d’eau est régulée en fonction d’un thermostat d’ambiance ou d’une sonde extérieure.	Concevoir
La température des chaudières suit au plus près la température des circuits secondaires de distribution (sauf si la chaudière ne peut descendre en température, si une production instantanée d’eau chaude sanitaire est combinée à la chaudière ou si le collecteur primaire est un collecteur bouclé).	Concevoir
L’intermittence est gérée par un optimiseur qui assure une coupure complète des circuits de distribution et éventuellement des chaudières et calcule automatiquement le moment de la coupure et de la relance en fonction des températures intérieures et extérieures.	Concevoir
Chaque circuit dispose un thermostat d’ambiance qui permet de gérer la température d’inoccupation et éventuellement d’ajuster le réglage de la courbe de chauffe dans le cas d’une régulation en fonction de la température extérieure.	Concevoir
Si nécessaire, le régulateur doit comprendre une possibilité de dérogation au régime de ralenti avec retour au mode automatique sans intervention manuelle.	Concevoir
Les locaux profitant d’apports de chaleur plus importants que les autres sont équipés d’une régulation locale (par exemple, pour les radiateurs, des vannes thermostatiques, « institutionnelles » dans les lieux publics).	Concevoir
Dans les installations de taille importante, les régulateurs sont de type digital, communiquant, de manière à pouvoir être raccordés sur une centrale de gestion centralisée.	Concevoir
Les équipements de régulation doivent être accompagnés d’un mode d’emploi clair (plus clair que le simple mode d’emploi des régulateurs), comprenant l’explication du principe de régulation et de l’utilisation des équipements.	Concevoir
La régulation doit mettre à l’arrêt les circulateurs en absence de besoin de chauffage (en fonction de la fermeture des vannes et en fonction de la température extérieure).	Concevoir

Chaufferie

Exigence	Pour en savoir plus
La section de la cheminée doit être adaptée à la puissance et au type de chaudière installée.	Concevoir
La cheminée doit être équipée d’un régulateur de tirage.	Concevoir
La cheminée raccordée à une chaudière à condensation doit être étanche à l’humidité et résister à la corrosion.	Concevoir
La chaufferie doit être équipée d’une ventilation haute et d’une ventilation basse, respectant la norme NBN B61-001.	Concevoir

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le pare-vapeur pour une toiture plate existante

Quel pare-vapeur choisir ?

Les toitures inversées ne nécessitent pas de pare-vapeur, l’étanchéité en faisant office.

Pour les toitures chaudes, le choix du type et de la classe d’écran pare-vapeur dépend de plusieurs facteurs.

La classe de l’écran pare-vapeur nécessaire se calcule. Dans les cas les plus courants, il est fait usage de tableaux pour déterminer cette classe.

Le tableau suivant (extrait de la NIT 215 du CSTC) indique la classe de pare-vapeur à choisir en fonction de la classe de climat intérieur, du support et de l’isolant.

Support ou forme de pente

Classe de climat intérieur

PUR – PIR – EPS – PF

MW – EPB – ICB

Techniques de pose de l’étanchéité

Fixation mécanique (a)

Autres

Fixation mécanique (a)

Autres

Béton coulé in situ, éléments préfabriqués en béton (b) (c)

III

(h)

(d)

Voligeage ou panneaux à base de bois résistant à l’humidité (e) (f)

III

–

E1 (g)

–

E1 (g)

–

(h)

(d)

Tôles profilées en acier

III

(i)

E1 (g)

(i)

E1 (g)

–

(h)

(d)

Panneaux sandwiches autoportants

I – III

voir remarques

Non autorisé

(a) Afin d’éviter un “effet de pompage” résultant de l’action du vent, l’étanchéité à l’air du complexe toiture dont le support est perméable à l’air doit toujours être assurée, et ce de l’une des façons suivantes :

par la pose d’un pare-vapeur de classe E1 ou supérieure
par l’utilisation de panneaux d’isolation pourvus d’un parement (type aluminium ou voile de verre bitumé présent sur les deux faces), d’épaulements sur les quatre bords et mis en œuvre sur un support permettant une bonne fermeture des emboîtements. Ces mêmes panneaux à bords droits ou coupés peuvent également assurer l’étanchéité à l’air du complexe toiture, pour autant que les joint entre les panneaux, ainsi que les raccords avec les rives de toiture (voir NIT 191) soient rendus étanches à l’air
en rendant étanches à l’air les joints entre les éléments d’un plancher de toiture.

(b) Pour la rénovation des toitures avec un plancher de toiture étanche à l’air en béton sec, on ne prévoit pas de pare-vapeur dans les classes de climat intérieur I, II et III.

(c) Dans les classes de climat intérieur I, II et III, on ne pose pas d’écran pare-vapeur complémentaire sur les planchers de toiture en béton léger (p. ex. béton cellulaire) sans couche d’isolation thermique complémentaire, si la membrane d’étanchéité est adhérente ou lestée. Dans le cas contraire, il est nécessaire de rendre étanches les joints entre les éléments en béton. Dans des climats de la classe IV, une condensation résiduelle annuelle peut entraîner des dégâts aux éléments (corrosion des armatures, p. ex.), de sorte qu’une isolation thermique complémentaire posée sur un pare-vapeur non perforé est indispensable.

(d) Pour les bâtiments de la classe de climat IV, il convient d’examiner avec le fabricant de l’isolation si un pare-vapeur complémentaire est éventuellement nécessaire.

(e) Préalablement au collage d’un isolant thermique au moyen de bitume sur un plancher en bois, les joints (y compris le joint périphérique) sont rendus étanches au moyen d’une membrane du type P 150/16. Lorsque les joints de cette membrane sont collés, celle-ci peut être assimilée à un pare-vapeur de la classe E2.

(f) Lorsque l’isolation est posée sur un panneautage, les joints de ce dernier ainsi que les joints aux rives sont rendus étanches par la pose d’une bande de “pontage”.

(g) La résistance à la diffusion de vapeur des panneaux d’isolation pourvus d’un parement (type aluminium ou voile de verre bitumé présent sur les deux faces) équivaut au minimum à celle offerte par un pare-vapeur de classe E1, lorsque les panneaux sont à épaulement sur les quatre bords et qu’ils sont mis en oeuvre sur un support permettant une bonne fermeture des emboîtements.

(h) La pose d’un écran pare-vapeur n’est pas requise, si les joints entre les panneaux d’isolation sont entièrement remplis de bitume (voir l’ATG pour cette application).

(i) Dans le cas d’une isolation en PF, on pose une couche de désolidarisation continue.

X La fixation mécanique au travers du pare-vapeur n’est pas autorisée en classe de climat IV.

REMARQUES

Compatibilité

Lorsque l’étanchéité est de type bitumineux, on pose de préférence un pare-vapeur bitumineux. Lorsque l’étanchéité est de type synthétique, on pose de préférence un pare-vapeur synthétique. Les deux types de matières peuvent être combinées à condition d’être compatibles entre elles, car elles sont en contact au droit des rives et des lignes de compartimentage de l’isolant.

Rénovation

Dans le cas d’une rénovation, l’étanchéité existante peut être conservée et faire office de pare-vapeur. Dans ce cas, il convient de vérifier si ce pare-vapeur possède une classe suffisante.

Panneaux sandwiches

Les panneaux sandwiches de toiture avec âme isolante appartiennent généralement, dès la fabrication, à la classe de pare-vapeur E1. Les dispositions relatives à la résistance au passage de la vapeur d’eau, à prendre en fonction de la classe de climat intérieur, sont prévues dans l’agrément technique des panneaux.

Toitures plates légères isolées à l’intérieur de la structure

Un freine vapeur est toujours nécessaire. Son choix est particulièrement délicat. On recommandera souvent le placement d’un pare-vapeur « intelligent ». Néanmoins, le choix étant particulièrement délicat on conseillera de se référer à l’avis (et aux calculs dynamiques!) d’un bureau d’études spécialisé.

Comment poser le pare-vapeur d’une toiture chaude ?

Un écran pare-vapeur mal posé où posé à un mauvais endroit peut causer de graves dégâts. Son action peut être insuffisante ou même, dans certains cas, peut créer des désordres ou les aggraver.

Le pare-vapeur se pose toujours du côté chaud par rapport à l’isolant.

On sera attentif à ne pas emprisonner d’eau dans les couches situées entre l’écran pare-vapeur et la membrane d’étanchéité.

Le pare-vapeur sera continu. Les joints seront soignés. Le pare-vapeur ne sera pas percé (accident mécanique ou passage de canalisations).

Aux rives et raccords, l’étanchéité et le pare-vapeur sont reliés en emprisonnant complètement l’isolant.

Le mode de pose du pare-vapeur dépend :

– Du mode de pose et de fixation de l’isolant et de l’étanchéité

Lorsque l’étanchéité est posée en indépendance totale ou fixée mécaniquement, le pare-vapeur peut être posé en indépendance totale. Il est toutefois préférable de le poser en semi-indépendance pour faciliter la mise en œuvre. Le pare-vapeur est ainsi maintenu en place pendant la phase de mise en œuvre et en attendant le lestage final.

Lorsque l’étanchéité et l’isolant sont collés, le pare-vapeur doit également être collé de façon à ce que l’ensemble puisse résister au vent.

– Du support

Sur les supports en bois

Sur des panneaux, le pare-vapeur est collé (après pontage des joints), soudé ou cloué.

Sur des voliges, le pare-vapeur est cloué.

Sur les supports en tôles profilées

Pour les classes de climat intérieur < III, les lés du pare-vapeur sont posés parallèlement aux ondes.
Tous les joints sont réalisés par recouvrement.
Les joints longitudinaux doivent se trouver sur une nervure supérieure des tôles.
Sur une nervure supérieure, le pare-vapeur peut être perforé par les fixations mécaniques de l’isolant (et de l’étanchéité).

Pour la classe de climat intérieur IV, il faut poser le pare-vapeur sur un support intermédiaire plan.

Schéma classe de climat intérieur IV, pose du pare-vapeur.

Sur les autres supports

La pose est identique à celle des membranes d’étanchéité posées directement sur les mêmes supports (voir Choix du mode de pose de l’étanchéité), c’est-à-dire en indépendance, en semi-indépendance ou en adhérence totale.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir l’étanchéité [isolation de la toiture plate]

Membranes bitumineuses bicouches

Toutes les membranes bitumineuses utilisées seront toujours du type bitume amélioré APP ou SBS.

Les deux produits sont équivalents en qualité. Les membranes APP résistent mieux à la chaleur, mais sont plus difficiles à poser par temps froid. Les membranes SBS doivent être protégées des rayonnements UV (généralement par des paillettes d’ardoise).

Il existe des membranes bitumineuses, dont le comportement au feu est amélioré.

Les systèmes multicouches offrent plus de garanties en cas d’erreur de mise en œuvre au niveau de l’assemblage des lés.

La plupart des entreprises spécialisées dans la pose d’étanchéités bitumineuses sont capables de poser correctement une étanchéité multicouche (par opposition à une étanchéité monocouche).

Lorsque le bâtiment doit être mis à l’abri alors qu’il n’est pas encore achevé, et que la toiture risque d’être abîmée par la fin des travaux, le système multicouche offre la possibilité de protéger provisoirement le bâtiment avec la première couche, et de n’achever le travail par la pose de la dernière couche, que lorsque le bâtiment est complètement achevé.

Lorsqu’en cas de fuite les dégâts risquent d’être très importants, on préférera une étanchéité multicouche qui présente moins de risques d’infiltration.

Si l’on perçoit qu’une rénovation ultérieure de la toiture sera difficile ou coûteuse, on optera, dès le départ, pour un système plus fiable. Une rénovation peut être rendue difficile par la présence d’une couche de protection impossible ou lourde à déplacer, des difficultés d’accès, etc.

Si pour accéder à des appareillages, il est nécessaire de circuler souvent sur la toiture, mieux vaut prévoir une étanchéité multicouche qui résiste mieux au poinçonnement accidentel.

Membranes bitumineuses monocouches

La pose d’un système monocouche requiert de l’entreprise chargée de l’ouvrage une grande expérience et une bonne formation.

Lorsqu’on souhaite un investissement minimal (tout en sachant que l’entretien après quelques années risque de nécessiter de gros frais), on peut se contenter d’une étanchéité bitumineuse monocouche.

Lorsque l’on peut contrôler facilement l’exécution des recouvrements et pratiquer un essai d’étanchéité à l’eau en mettant la toiture sous eau, on peut se contenter d’une étanchéité bitumineuse monocouche.

Membranes synthétiques

Les membranes synthétiques en hauts polymères offrent des résistances mécaniques élevées, des résistances au feu, et des résistances chimiques qui varient d’un matériau à l’autre. On choisira une membrane synthétique principalement pour ses caractéristiques particulières.

Parmi celles-ci, deux seulement sont utilisées de manière significative, un plastomère : le PVC, et un élastomère : l’EPDM.

Le comportement au feu du PVC et de l’EPDM traité « NO-FLAM » est satisfaisant.

Le prix des membranes synthétiques (suffisamment épaisses pour garantir des qualités mécaniques suffisantes) est généralement plus élevé que celui des membranes bitumineuses. Pour réduire le prix de ces membranes, on en réduit parfois l’épaisseur, ce qui les fragilise malgré leurs qualités évidentes.

Ces membranes étant monocouches, leur mise en œuvre nécessite un soin particulier. De plus, les techniques de soudage et de fixation étant particulières à chaque matériau, le personnel chargé de poser les membranes doit être formé à ces techniques et être hautement qualifié.

Certaines membranes nécessitent des conditions atmosphériques très favorables pour pouvoir être mises en œuvre.

Que faire dans certains cas ?

		Type d’étanchéité
Ma toiture a des formes compliquées.	oui	bitumineuse
Ma toiture a des formes compliquées.	non	pas de préférence
L’étanchéité est facile à remplacer en cas de problème.	oui	pas de préférence
L’étanchéité est facile à remplacer en cas de problème.	non	bitumineuse bicouche
On prévoit une circulation technique fréquente sur la toiture.	oui	bitumineuse bicouche ou synthétique épaisse
	non	pas de préférence
Je veux payer le moins possible.	oui	bitumineuse monocouche
Je veux payer le moins possible.	non	pas de préférence
Je peux contrôler facilement l’exécution.	oui	pas de préférence
Je peux contrôler facilement l’exécution.	non	bitumineuse bicouche
Une fuite aurait des conséquences graves.	oui	bitumineuse bicouche
Une fuite aurait des conséquences graves.	non	pas de préférence
Je dispose d’un personnel qualifié et expérimenté pour réaliser la toiture.	oui	pas de préférence
	non	bitumineuse bicouche
Je dois protéger provisoirement mon bâtiment avant la fin des travaux.	oui	bitumineuse bicouche en deux phases
	non	pas de préférence
Je suis dans un environnement particulier.	oui	synthétique adapté
Je suis dans un environnement particulier.	non	pas de préférence
Les conditions atmosphériques risquent d’être mauvaises pendant le chantier.	oui	je vérifie les limites de mise en œuvre de la membrane choisie
	non	pas de préférence
Les risques liés à un incendie sont importants.	oui	synthétique ou bitumineux « ANTI-FEU »
Les risques liés à un incendie sont importants.	non	pas de préférence

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isoler un mur par l’intérieur

Attention ! L’isolation par l’intérieur est la seule technique possible lorsque l’aspect extérieur de la façade doit rester inchangé. Cependant, cette technique d’isolation est délicate et peut engendrer des problèmes. Ainsi, beaucoup d’architectes belges l’évitent.

Les vérifications préliminaires et précautions ci-dessous permettent simplement de se mettre le plus possible du côté de la sécurité !

Vérifications et mesures préliminaires

Le mur doit être en bon état

Le mur doit être sec et protégé contre toute pénétration d’eau

Le mur doit être sec et protégé de toute pénétration d’eau de pluie, protégé contre les remontées capillaires et ne plus contenir d’humidité de construction.

L’étanchéité à l’eau de pluie d’un mur plein dépend de son type et de son état.

Lorsque le mur est isolé par l’intérieur, l’eau à l’intérieur de la maçonnerie engendre les 2 désagréments suivants :

Vu l’abaissement de la température moyenne d’hiver d’un mur isolé par l’intérieur, le séchage est ralenti. L’humidification prolongée de la maçonnerie peut favoriser une dégradation de la maçonnerie par le gel.

Gel de la maçonnerie.

Lorsqu’un mur est humide dans la masse, le séchage de la maçonnerie peut s’opérer partiellement vers l’intérieur du bâtiment en été. Si l’isolant placé à l’intérieur nécessite un pare-vapeur, il y a risque de formation de condensation à l’interface entre l’isolant et le pare-vapeur.

La disposition doit permettre de traiter les ponts thermiques

Les dormants des châssis doivent être suffisamment grands pour pouvoir prolonger l’isolant sur la partie latérale de la baie, en dessous du linteau, sous la tablette de fenêtre. À défaut, les châssis devront être remplacés. On profitera de l’occasion pour choisir des vitrages à haut rendement.
On doit vérifier la possibilité d’envisager une isolation du sol, du plafond et des murs de refend ou simplement une prolongation de l’isolant sur ces parois.

Le climat intérieur doit être « normal »

Le climat intérieur doit correspondre au plus à la classe III.
Dans des bâtiments de classe de climat intérieur IV, le risque de condensation à l’interface maçonnerie-isolant est trop important. Dans ce cas des précautions lourdes doivent être prises : une étude approfondie du système et de chaque détail doit être réalisée par un bureau d’étude spécialisé; un soin particulier doit être apporté à la mise en œuvre; les matériaux devront être judicieusement choisis etc.

L’inertie thermique doit être suffisante

On vérifiera que la capacité thermique des locaux reste suffisante malgré l’apport de l’isolation du côté intérieur des murs de façade.

Voici des indices d’un risque important de surchauffe en été :

Les cloisons intérieures sont en matériaux légers (ex. : plaques de plâtre sur structure en bois ou métallique).
Les plancher sont en bois.
Il y a beaucoup d’apports internes (éclairage artificiel, ordinateurs, imprimantes, etc.).
Les baies vitrées sont grandes et ont une orientation autre que « Nord ».

Voici des indices d’un risque faible de surchauffe en été :

Les cloisons intérieures sont en matériaux lourds (béton, brique, …).
Les plancher sont en béton.
Il y a peu d’apports internes (éclairage artificiel, ordinateurs, imprimantes, etc.).
Les baies vitrées sont petites ou orientées au Nord.

Cependant, une faible inertie thermique peut être favorable dans le cas de locaux occupés durant de courtes périodes.

Choix du système

Il existe de nombreux systèmes d’isolation par l’intérieur.

Choix du système à panneaux isolants collés

Lorsque le mur est sec et sain et présente une surface plane, on choisit le système des panneaux collés.

Choix d’un système à structure

Lorsque le mur n’est pas suffisamment plan, on choisit un des deux systèmes à structure.

Ceux-ci sont plus chers mais permettent de rattraper les défauts de planéité du mur. Ces systèmes peuvent aussi être choisis si l’on ne souhaite pas enlever le papier peint ou la peinture.

Le système à panneaux composites posés sur lattage possède l’avantage, par rapport au système à panneaux isolants entre lattes, d’apporter une isolation continue. En particulier, lorsque les profilés utilisés sont métalliques, il évite les ponts thermiques au droit de chaque profilé.
Ce système permet également d’apposer une couche plus épaisse d’isolant.

Remarque.

Avec un système à panneaux isolant entre profilés métalliques, ces derniers doivent, dans certains cas, pour des raisons de résistance, être placés avec l’ouverture du « u » vers le mur. On doit veiller, dans ce cas, à ce que ceux-ci soient remplis d’isolant.

Remarque.

Les deux systèmes à structure permettent de laisser un vide entre le mur extérieur et l’isolant (lorsque l’isolant est placé entre les montants, il peut être accolé à la plaque de plâtre; lorsque la hauteur n’est pas trop importante, la structure peut être auto-portante et ne doit pas être fixée contre le mur mais uniquement au sol et au plafond en laissant un espace derrière celle-ci).
Les fabricants proposent dès lors ces solutions lorsque le mur est humide.

Le CIFFUL, dans la brochure Méthodes de modification du gros-œuvre / Isolation thermique d’un bâtiment existant » relue par le CSTC ne recommande pourtant pas de laisser un vide car celui-ci, s’il y le moindre espace entre les panneaux isolants, favorise les courants de convection et engendre non seulement des pertes énergétiques mais également des risques de condensation du côté interne du mur extérieur.

En France, on recommande, dans le cas des murs humides, de ventiler la lame d’air (par l’ouverture de joints dans le haut et le bas des maçonneries).
Mais cette solution est insuffisante pour sécher efficacement la face intérieure des murs extérieurs et augmente les courants de convection.

L’isolation par l’intérieur, dans le cas d’une maçonnerie humide, reste fortement déconseillée.

Choix du système avec isolation derrière contre-cloison maçonnée

Choix de l’isolant

Le choix d’un isolant dépend des performances à atteindre et de l’espace disponible dans les locaux à isoler. Ces critères permettent de déterminer l’é paisseur et le type d’isolant à mettre en œuvre.

Il est toujours recommandé de choisir un isolant disposant d‘un agrément technique.

Les produits minces réfléchissants font l’objet d’une polémique importante ces dernières années.

Photo produits minces réfléchissants.

Qu’en penser ? Nous reproduisons en annexe le compte-rendu détaillé de l’étude du CSTC((Isolation des murs existants par l’intérieur : systèmes et dimensionnement, Les Dossiers du CSTC 2013/2.4, p.4)) à ce sujet, étude confirmée par plusieurs études scientifiques dans divers pays européens. L’affirmation des fabricants d’un équivalent de 20 cm de laine minérale est fantaisiste. Dans le meilleur des cas, un équivalent de 4 à 6 cm peut être obtenu, ce qui est souvent insuffisant.

Si ce produit connaît malgré tout un certain succès commercial, c’est parce que sa pose est très rapide (agrafage sous pression), donc intérêt de l’entrepreneur qui aime à en faire la publicité, et que le produit se présente en grandes bandes continues, assurant une très grande étanchéité au passage de l’air, donc impression d’une certaine qualité pour l’occupant.

Choix du pare-vapeur

Quand doit-on prévoir un pare-vapeur ?

Quel pare-vapeur choisir ?

L’évaluation du risque principal de condensation par modèle statique (comme celui de Glaser) entraîne presque systématiquement le choix d’une membrane très étanche à la vapeur du côté intérieur. On les appelle souvent les « pare-vapeurs ». Lorsque l’on affine l’analyse, il apparaît que le choix d’une membrane plus faiblement étanche à la vapeur est parfois suffisant. On parle alors de « freine-vapeur ». La valeur Sd des pare-vapeur n’est pas définie avec précision, mais en pratique, elle sera de plusieurs dizaines de mètres (par ex. 50 ou même 100 m) alors que la valeur Sd des freine-vapeur ne sera que de quelques mètres seulement (par ex. 2 m à 5 m, mais rarement plus de 10 m).

Comment assurer la continuité de la fonction « pare-vapeur » :

Lorsque la fonction « pare-vapeur » est assurée par les panneaux, la continuité de la fonction « pare-vapeur » est assurée en fermant les joints entre panneaux ou entre panneaux et raccords au moyen :

soit, de bandes adhésives,
soit, de mousse injectée,
soit, de mastic.

Lorsque le système nécessite un pare-vapeur indépendant, celui-ci doit être placé avec recouvrements. Les recouvrements et les raccords doivent être fermés au moyen :

soit, de bandes adhésives,
soit, de joints comprimés.

Il faut vérifier auprès des fabricants que le produit assurant la continuité du pare-vapeur proposé corresponde à la classe du pare-vapeur demandé.

Pose de l’isolation par l’intérieur

Principes à respecter

L’isolant doit être posé de manière continue, en particulier aux angles des parois, afin de ne pas créer de pont thermique et d’éviter ainsi la condensation superficielle.
Le pare-vapeur doit également être posé de manière continue, les raccords doivent être rendus étanches.
Il faut prévoir une finition intérieure étanche à l’air sur toute la surface.
De manière à éviter la condensation interne par convection, il faut fermer toutes les ouvertures qui permettraient à l’air intérieur de circuler derrière la couche isolante. Les points délicats sont :
- La jonction entre mur et plafond.
- La jonction entre mur et plancher (les panneaux isolants sont, en général, butés en tête sous le plafond. Il s’ensuit que le jeu nécessaire à la pose du panneau se retrouve en pied. Cet espace doit être calfeutré avant la pose de la plinthe).
- La jonction avec les baies.
- Les percements pour le passage des gaines et canalisations diverses, incorporations des boîtiers, etc.

Le calfeutrement de ces points est également indispensable pour éviter les infiltrations d’air de l’extérieur vers l’intérieur du bâtiment.

Remarque : les paragraphes ci-dessous s’inspirent de la brochure « Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant ».

Panneau isolant composite – pose par collage

Mur existant.
Panneau composite.
Plots de colles.
Isolant.
Pare-vapeur éventuel.
Finition

Panneau isolant entre lattes

1. Latte, ayant l’épaisseur de l’isolant,
fixée mécaniquement à la maçonnerie et réglée à l’aide de cales.
L’entre axe des lattes est d’environ 40 cm.

Mur existant (avec ou sans enduit de finition intérieur).
Isolant légèrement compressible afin de remplir aussi complètement que possible l’espace disponible entre lattes et entre le mur et le pare-vapeur.
Pare-vapeur. La technique la plus aisée est d’agrafer, sur les lattes, un film en matière plastique (d’épaisseur > 0,2 mm) qui correspond à un pare-vapeur de classe E2. Le recouvrement entre lés est agrafé et recouvert d’une bande adhésive.
Panneau de finition : par exemple, plaque de plâtre enrobé de carton. Les joints entre plaques et les têtes de vis sont fermés et recouverts au moyen d’un enduit de finition.

Panneau isolant composite – pose sur lattage

Mur existant (avec ou sans enduit de finition intérieur).
Un isolant légèrement compressible est posé entre les lattes fixées mécaniquement à la maçonnerie et dont le réglage est assuré à l’aide de cales.
Les panneaux composites sont fixés mécaniquement sur les lattes à l’aide de vis. La pose des panneaux doit être bien jointive et les joints bien fermés à l’aide d’un enduit de finition.

Détails d’exécution

Remarque : cette partie s’inspire de la brochure Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant.

Isolation autour de la baie

Pour ne pas provoquer de pont thermique et de risque de condensation superficielle autour de la baie, l’isolation thermique doit être prolongée jusqu’à la menuiserie.

Mur existant avec enduit de finition.
Isolant thermique (posé entre latte par exemple).
Pare-vapeur éventuel.
Panneau de finition.
Retour d’isolation collé à la maçonnerie (épaisseur de minimum 2 cm).Si après avoir disqué l’enduit de finition existant, il n’y a pas assez de place pour le retour d’isolation, il faut remplacer le châssis par un châssis à dormant plus large.
Prolongement du pare-vapeur jusqu’à la menuiserie ou pose d’un isolant peu perméable à la vapeur (mousse synthétique, par exemple).
Joint souple d’étanchéité pour empêcher toute infiltration d’air intérieur derrière l’isolant.
Nouvelle tablette.

Pour augmenter les performances thermiques du retour d’isolation, la finition autour de la baie peut être réalisée en bois (ébrasement et tablette).

Joint souple d’étanchéité.
Ebrasement et chambranle en bois.
Finition angle.

Plancher en bois entre étages

Dans le cas d’un plancher en bois, l’extrémité du gîtage de celui-ci qui vient s’encastrer dans la maçonnerie atteint des températures plus basses qu’avant isolation par l’intérieur. Alors qu’il est possible d’éviter le transfert de vapeur interne au travers du mur par l’usage d’un pare-vapeur, il n’existe pas de moyen efficace pour éviter ce transfert au niveau du plancher. Ainsi, il y a risque de condensation à proximité des têtes de gîtes ou de solives et possibilité de pourrissement.

Plancher.
Solive.
Condensation.

Jonction avec murs de refend (ou plancher béton entre étages)

Pour supprimer le pont thermique au droit des murs de refend, il faut éventuellement prolonger l’isolation du mur de façade contre le mur de refend.

Pont thermique non traité

Pont thermique traité

ED = 80 mm (polystyrène expansé, mousse de polyuréthane ou laine minérale).
ER = 30 mm (polystyrène expansé ou laine minérale).
ER = 20 mm (mousse de polyuréthane).
R = 30 cm.

Ce retour d’isolation peut être cependant très contraignant au niveau esthétique.

De plus, cette mesure concerne plus spécifiquement les logements avec les températures et les productions d’humidité qui leur sont propres. Dans les immeubles de bureaux, par exemple, où la production de vapeur est moins importante et qui, en général, sont équipés d’une ventilation, il faut reconsidérer la nécessité de cette mesure. Il faut évaluer le risque de condensation superficielle sans retour d’isolation à partir des conditions réelle.

Évaluer	Savoir comment évaluer le risque de condensation à partir des données propres à votre bâtiment.
Évaluer	Voir, par un exemple, comment évaluer concrètement le risque de condensation au droit d’un pont thermique dans un immeuble de bureau.

Travaux annexes

Remarque : cette partie s’inspire de la brochure « Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant ».

Déplacement des équipements existants

Les installations électriques (prises et interrupteurs)

Espace technique.

Les canalisations d’eau

Elles sont disposées dans un espace technique (1) ménagé entre l’isolant (ou le pare-vapeur) et la finition.

Détail en plan et en coupe :

Isolant posé entre lattes
Pare-vapeur placé sans interruption
Latte fixée à la maçonnerie
Latte supplémentaire servant d’entretoise
Tube électrique
Boîtier électrique

Les canalisations d’eau

Les canalisations encastrées avant rénovation (isolation par l’intérieur) sont réchauffées par l’ambiance intérieure.

Si aucune précaution n’est prise lorsqu’on isole par l’intérieur, la maçonnerie, et avec elle, la canalisation sont directement exposées au climat extérieur et donc au gel.

Il existe différentes solutions pour protéger la canalisation contre le gel.
Solution n°1 : déplacer le tuyau et le laisser apparent.

Solution n° 2 : (peu pratique) agrandir la saignée dans laquelle se trouve la canalisation et introduire un isolant thermique (mousse expansée, par exemple.)

Solution n° 3 : déplacer le tuyau et le placer dans un espace technique ménagé entre l’isolant (ou le pare-vapeur) et la finition.

Attention : ne pas traverser le pare-vapeur avec le tuyau !

Les radiateurs

Les radiateurs doivent être déplacés et fixés à la nouvelle paroi. Dans ce cas, la structure doit être renforcée.
Le radiateur peut également être posé sur un pied fixé au sol.

Tablette
Isolant imperméable à la vapeur collé à la maçonnerie
Isolation entre lattes
Pare-vapeur
Radiateur
Joint d’étanchéité (mastic)
Canalisation de chauffage
Renfort (lattes bois)

Remplacement des châssis

Lorsqu’on améliore l’isolation du mur de façade, on profitera de l’occasion pour remplacer les châssis anciens par des châssis avec double vitrage à basse émissivité.
On choisit des châssis avec de larges dormants de manière à avoir de la place pour l’isolant.

Sol

Lorsque l’isolation des murs est prolongée par l’isolation du sol, cela exige de créer une marche au niveau de l’accès aux autres locaux.

Ventilation

Une ventilation suffisante doit être assurée dans le local isolé par l’intérieur de manière à éviter les problèmes de condensation.

Concevoir

Pour savoir comment assurer une ventilation suffisante.

N’hésitez pas également à consulter notre page consacrée aux isolants biosourcés.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Visualiser les critères de l’efficacité énergétique en un coup d’œil !

Quel que soit l’usage, l’efficacité énergétique (et donc les consommations !) dépend :

Améliorer

Diminuer les consommations électriques.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Principes de base de la ventilation

La qualité d’air intérieur dépend notamment de :

L’air extérieur
Le mobilier
Les produits et équipements de construction
La ventilation
Le comportement des usagers

Pourquoi faut-il ventiler ?

Pour maitriser l’énergie

La ventilation hygiénique fait partie du trio indissociable formé avec l’étanchéité à l’air et l’isolation thermique permettant le bon achèvement d’un bâtiment confortable et performant énergétiquement. L’un ne va pas sans l’autre. En effet, augmenter l’isolation sans penser aux pertes dues au niveau d’étanchéité à l’air du bâtiment n’a pas de sens… Et dès lors que le bâtiment est suffisamment étanche à l’air, il devient impératif de ventiler pour assurer une bonne qualité de l’air intérieur et garantir des ambiances intérieures confortables.

Pour garantir une bonne qualité de l’air intérieur

Ainsi, l’être humain passe entre 80% et 90% de son temps dans un espace intérieur clos et y respire de l’air intérieur bien souvent plus pollué que l’air extérieur. Pour évacuer ces polluants présents dans l’air et garantir une bonne qualité de l’air pour notre confort respiratoire et notre santé, il est nécessaire de ventiler les locaux dans lesquels nous vivons. De même, il peut être nécessaire d’évacuer le surplus d’humidité des bâtiments afin d’éviter tous dégâts dus à la condensation et garantir la bonne santé du bâtiment autant que celle des occupants.

Pour oxygéner le bâtiment

Dès lors que le bâtiment est un tant soit peu étanche à l’air et que les appareils de combustion se trouve à l’intérieur du volume protégé, il devient nécessaire d’assurer l’alimentation en air et donc en oxygène du bâtiment pour permettre la combustion utile au système de chauffage.

Comment ventiler ?

Pour atteindre les débits d’air et les renouvellements d’air prévus par les normes ou ceux nécessaires afin de garantir le confort respiratoire et la santé des occupants et du bâtiment, un système de ventilation hygiénique de base doit prévoir :

une amenée d’air frais dans les locaux dits « secs » : bureaux, salle de réunion, salle de séjour, chambre…
une évacuation de l’air vicié et humide dans les locaux dits « humides » : sanitaires, vestiaires, cuisine, salle de bain…
un transfert de l’air des locaux secs aux locaux humides
une gestion efficace pour garantir les débits voulus tout en limitant les pertes énergétiques

Les locaux où l’air doit être fournit doivent donc disposer d’une alimentation en air et ceux où l’air doit être enlevé, d’une extraction. Celles-ci peuvent être naturels (simple ouverture vers l’extérieur) ou mécanique (équipée d’un ventilateur). Ceci donne lieu à une classification des systèmes de ventilation en 4 modes principaux :

Évacuation	Alimentation
Évacuation	Naturelle	Mécanique
Naturelle	Système A ou Ventilation naturelle	Système B ou Simple flux par insufflation
Mécanique	Système C ou Simple flux par extraction	Système D ou Double flux

Les dénominations A, B, C et D proviennent de la norme NBN D50-001 qui traitent des dispositifs de ventilation dans les bâtiments d’habitation et sont donc propres au milieu résidentiel. Cette norme distingue également trois type d’ouverture nécessaire à la ventilation correcte des locaux :

OAR	Ouverture d’amenée d’air réglable ou entrée d’air naturelle comportant au minimum 3 positions de réglage entre la position fermée et l’ouverture maximum (grille, vasistas, …).
OER	Ouverture d’évacuation d’air réglable ou évacuation naturelle d’air comportant au minimum 3 positions de réglage entre la position fermée et l’ouverture maximum (conduit vertical), la position fermée laissant passer un débit de fuite de 15 à 25 % du débit en position complètement ouverte.
OT	Ouverture de transfert ou ouverture permettant le transfert naturel d’air entre deux locaux (grille, interstice sous les portes, …)

Quels types de ventilation ?

La ventilation naturelle se fait par les interstices (infiltration) et par les ouvertures (ventilation) du bâtiment. L’air circule sous l’effet du vent, des différences de températures et des jeux de pressions. L’ouverture des grilles, bouches ou fenêtres peut se faire manuellement ou mécaniquement.
La ventilation mécanique utilise des composants motorisés, ventilateurs, pour forcer la circulation l’air à l’intérieur du bâtiment. On parle de simple flux par extraction si le ventilateur sert à faire sortir l’air du bâtiment, de simple-flux par insufflation s’il sert à faire entrer l’air ou de double flux si le système combine les deux.
La ventilation hybride correspond à une ventilation naturelle assistée ou remplacée mécaniquement sur certaines périodes de fonctionnement.
La ventilation de base consiste à alimenter le bâtiment en air frais en permanence durant les activités normales.
La ventilation intensive est nécessaire en cas d’occupation et de besoins particuliers comme une surchauffe exceptionnelle, un ensoleillement intensif, des activités exceptionnellement polluantes, … afin que le climat reste dans des limites acceptables.

Exemple de ventilation naturelle – Cas de l’hébergement

Amenées d’air naturel
Grille de transfert
Bouche d’extraction
Evacuation naturelle

L’air est introduit naturellement dans les chambres par des ouvertures en façade et évacué naturellement par des conduits verticaux dans les sanitaires.

Exemple de ventilation simple flux (pulsion) – Cas de l’hébergement

Prise d’air extérieur
Filtre
Préchauffage
Ventilateur
Gestion des débits
Evacuation naturelle
Bouche d’extraction
Bouche de pulsion
Grille de transfert

L’air est pulsé dans les chambres et évacué naturellement par des conduits verticaux dans les sanitaires.

Exemple de ventilation simple flux (extraction) – Cas d’une école

Amenée d’air naturelle
Grille de transfert
Gestion des débits
Ventilateur
Bouche d’extraction
Conduit

L’air est introduit naturellement dans les classes par des ouvertures en façade et évacué mécaniquement (en tout ou en partie) dans les sanitaires.

Exemple de ventilation double flux – Cas d’un immeuble de bureaux

Prise d’air extérieur
Filtre
Préchauffage
Ventilateur
Gestion des débits
Bouche d’extraction
Conduits
Grille de transfert

L’air est pulsé dans les bureaux évacué mécaniquement (en tout ou en partie) dans les sanitaires.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réduire les besoins d’eau chaude sanitaire

Le technicien améliore sans cesse la performance,
et l’usager augmente sans cesse les besoins…

Réduire le temps d’utilisation

La réduction de la durée d’utilisation peut être directe : une robinetterie à fermeture automatique (= bouton poussoir) dans les installations publiques permet de diminuer drastiquement la consommation d’eau.

Elle peut être aussi indirecte : une robinetterie thermostatique peut entraîner un gain de temps par un réglage plus rapide de la température de l’eau mitigée.

Le réglage optimum du débit avant celui de la température

Il semble que le facteur numéro 1 de consommation d’énergie soit la quantité d’eau utilisée, avant la température. Donc il faut d’abord chercher à ce que le robinet fournisse juste le débit d’eau nécessaire, et dans un deuxième temps à ce que l’adaptation de la température souhaitée entraîne le moins de consommation d’eau chaude.

L’ergonomie des différents robinets mérite donc une attention particulière, au regard de l’occupation des mains de l’utilisateur. Dans certains cas, les mains étant occupées par un objet (lavage, …), il peut être utile de sélectionner une robinetterie dans l’ouverture est commandée par le genou ou le pied (pédale).

Mitigeur mécanique ou thermostatique ?

Le gain théorique du thermostatique est moins élevé qu’il n’y paraît car la qualité de l’appareil, la méconnaissance de l’utilisateur ou la mauvaise performance de la régulation d’eau chaude peut réduire l’avantage (étude du CSTB-France). Il semble que le mitigeur thermostatique de douche apporte surtout des économies lors du deuxième usage rapproché (rinçage, par exemple). Sur base d’un surcoût moyen de 45 €, le CSTB annonce un temps de retour de 4 ans dans un usage familial. En usage tertiaire, le temps de retour est donc nettement plus faible.

De plus, les thermostatiques intègrent une fonction de sécurité grâce à un bouton « stop » qui limite la température de l’eau mitigée en sortie à 38°C et permet ainsi d’éviter les risques de brûlure (très utile en milieu fréquenté par des enfants).

Pour augmenter les économies, certains thermostatiques sont équipés d’un bouton « éco » : un geste spécifique est nécessaire pour obtenir un débit plus élevé.

Photo bouton bouton "éco".

Une amélioration du confort

Le thermostatique amène un confort supplémentaire en terme de stabilité de température, même lorsque la production instantanée entraîne des fluctuations de température de l’eau chaude.

Le placement de mitigeurs thermostatiques est donc à recommander, mais sans oublier d’informer l’utilisateur de son usage.

Comportement des usagers

Il ne faut pas perdre de vue en effet que ces mélangeurs peuvent demander une sensibilisation de l’utilisateur.

Sont-ils au courant du budget de l’eau chaude du bâtiment (en moyenne 5 € par m³ ? Connaissent-ils le principe du mitigeur thermostatique ? …

Une sensibilisation des usagers sera toujours la bienvenue, en se rappelant que Coca-Cola nous bombarde toujours de publicité alors que nous sommes bien au courant de la merveilleuse saveur de ce breuvage. Ils connaissent l’effet de répétition.

A nous de nous en inspirer pour ne pas nous décourager dans nos campagnes !

Pour favoriser l’usage préférentiel de l’eau froide pour se laver les mains, il est plus aisé de n’ouvrir que l’eau froide avec un mélangeur qu’avec un mitigeur. Aussi, certains fabricants proposent des mitigeurs avec une manette un peu particulière. En effet, la tête céramique est conçue pour que la position centrale corresponde en fait à la position « pleine eau froide » au lieu de la position « eau mitigée ».

Réduire la pression

Une pression trop importante donne naissance à une vitesse excessive qui provoque une consommation importante, du bruit dans les canalisations et une fatigue prématurée des équipements (d’où un risque accru de fuites).

Le placement d’un réducteur de pression permet de réduire la pression à un niveau voulu. Il se place chaque fois que la pression statique d’alimentation dépasse 3 bars dans une adduction domestique (à l’entrée de l’installation, après le compteur).

Réducteur de pression d’eau.

En théorie, le gain en débit varie comme la racine carrée de la pression : si la pression chute au quart, le débit chute de moitié. Mais en pratique, si la pression est forte, l’usager réduit de lui-même le débit d’eau, si bien que l’économie est moins importante.

Remarque : attention au cas où la production d’eau chaude serait réalisée par un petit appareil gaz instantané. Il est parfois nécessaire d’avoir un débit d’eau suffisant pour enclencher le chauffage de l’eau et la réduction des pressions risquerait d’empêcher ce fonctionnement. On testera au préalable la sensibilité de l’appareil à ce niveau.

La protection des équipements contre les fortes pressions et donc la limitation des fuites est par contre bien réelle.

« Réduire la pression nous paraît essentiel, pour éviter le gaspillage, bien sûr ».

Réduire le débit

Remplacement des anciennes robinetteries

Les débits des anciennes robinetteries de puisage sont de 30 à 50 % supérieurs à ceux de modèles modernes. Les investissements consentis s’amortissent dans une période de 5 à 10 ans, suivant la fréquence d’utilisation. Si l’ancienne robinetterie n’est pas étanche, le temps de retour sera encore plus cour

On peut encore trouver des vieilles pommes de douches à …30… litres/minute. Un tel équipement sera remplacé par des pommes modernes du type …8… litres/minute.

Placement de mitigeur avec butée

Ce type de robinetterie s’utilise comme un mitigeur classique. Toutefois, un point « dur » ou une butée délimite les 2 zones de fonctionnement : une zone économique (de 0 à 6 litres/min environ) et une zone de confort (jusqu’à environ 12 litres/min).

Le surcoût de cette technique est négligeable et donc le temps de retour est immédiat.

Placement de « mousseurs »

Il s’agit d’un régulateur de débit qui réduit la section de passage en fin de robinetterie et/ou qui crée un mélange air/eau. Il participe en même temps à la performance acoustique du robinet. Il permet par exemple de réguler un débit maximum de 6 ou 8 litres/minute. Un mousseur revient environ à 5 €.

Il reste à juger de l’opportunité de réduire le débit en fonction de l’usage : réduire le débit à un lavabo, oui, mais réduire le débit à l’évier de la vaisselle où le personnel mettra alors plus de temps pour remplir une casserole d’eau chaude, peut-être pas …

On rencontre aussi ce type de réducteur de débit dans des « douchettes économes » : soit une manette permet de réduire le débit, soit un effet de « nuage d’eau » est créé. Attention au fait que ce type de douchette peut accélérer le phénomène d’aérosolisation, et donc une sensibilité plus grande à la contamination par la légionelle.

Attention également au fait que ces équipements terminaux modifient la courbe de réglage en température. La mise en place d’une perte de charge supplémentaire diminue « l’autorité » de la vanne. Si l’évolution est au départ linéaire, la perte de charge finale limite la zone de réglage de la température sur une bonne partie de la plage angulaire.

Problème commun à tous ces équipements : le calcaire !

L’entartrage de ces équipements est un problème si l’eau est particulièrement chargée en calcaire. Un entretien régulier des équipements (vinaigre, produit de type « Viakal », …) ou un adoucissement de l’eau avant son chauffage peut être nécessaire.

Les douchettes avec picots sont donc à privilégier : un simple grattage des picots permet alors de décoller les dépôts.

Réduire les fuites

Dans la Région de Charleroi, une commune a placé tous ses bâtiments (administration, écoles, …) en télégestion par un installateur de la commune. Comme une entrée libre est souvent disponible sur le régulateur numérique de l’installation de chauffage, le signal du compteur d’eau de chaque bâtiment y a été greffé. Un suivi automatique était dont réalisé sur la consommation d’eau. Si deux jours de suite, la consommation de nuit était jugée anormale par l’ordinateur, le service technique de la commune en était informé.

Une diminution drastique de la consommation d’eau s’en est suivie, particulièrement dans les écoles !

La fuite d’eau la plus courante est liée aux WC. Elle est généralement visible par le filet d’eau liée au trop plein dans le réservoir. À défaut, il est possible de fermer le robinet d’arrêt pour observer si le niveau d’eau diminue dans le réservoir.

Mais elle n’entraîne pas de consommation énergétique. Il n’en est pas de même au niveau de certains équipements :

Mélangeur sensible aux impuretés

L’élément sensible est généralement la tête, qu’elle soit à clapet (attention au serrage trop fort lors de la fermeture) ou céramique (sensible aux impuretés). On détecte le problème par le goutte-à-goutte persistant, même lorsque le robinet est fermé.

Remplacement de la cartouche.

Idéalement, il faudrait poser un filtre en amont de l’installation pour éliminer les particules qui pourraient nuire au bon fonctionnement de la robinetterie.

Pour ce qui est du remplacement, une tête céramique coûte en moyenne 10 € et un joint pour une tête à clapet coûte en moyenne 3 €. On vérifiera l’état du siège pour faire un rodage éventuel.

Robinet d’arrêt

Les robinets d’arrêt sont également assez sensibles au tartre. Il est conseillé de les manœuvrer régulièrement (1 fois par mois) afin d’éviter l’apparition de fuites (généralement situées au niveau du joint presse étoupe) lors d’une action après une longue période sans manœuvre.

Groupes de sécurité des ballons électriques

Ces appareils doivent être situés à l’amont immédiat des ballons électriques qu’ils protègent. Ils permettent d’éviter une montée en pression à l’intérieur du ballon due à la dilatation de l’eau provoquée par une élévation de température. Des évacuations ponctuelles de petites quantités d’eau sont donc normales lors de la période de chauffage. Il faut par contre surveiller que la soupape ne soit pas bloquée en position ouverte à cause de particules de tartre. L’évacuation automatique vers l’égout peut masquer longtemps ce problème…

Si tel est le cas, il faut vidanger le ballon pour procéder au nettoyage ou au remplacement du groupe.

D’une manière générale, il est conseillé de les manœuvrer régulièrement pour éviter le risque d’entartrage (1 fois par mois).

« Repassage » de l’eau froide dans l’eau chaude

Il arrive régulièrement que lors d’une défectuosité de la tête des mitigeurs ou des mélangeurs, l’eau froide, pour une question de pression, passe dans la conduite d’eau chaude et refroidisse la boucle d’eau chaude (présente dans le tertiaire). Il s’ensuit :

Une augmentation de la consommation d’énergie pour rattraper la perte de température de l’eau chaude.
Un risque de prolifération des légionelles vu que la température de la boucle d’eau chaude risque de se trouver dans la zone de température de développement optimal des méchantes bestioles (25-45°C).

Pour pallier à ce problème, il y a lieu d’essayer d’égaliser les pressions d’eau chaude et froide à tous les étages du bâtiment et d’essayer de détecter les émetteurs défectueux (en général, la sous-boucle d’eau chaude devient de plus en plus froide au fur et à mesure des soutirages d’eau chaude par les émetteurs voisins à celui défectueux).

Supprimer l’eau chaude dans les sanitaires de bureaux

Dans la conception des immeubles récents, il est très fréquent de ne plus apporter d’eau chaude dans les sanitaires des espaces bureaux, logistiques, où l’activité est peu salissante.

Alors, pourquoi ne pas déconnecter les installations existantes ?

Si de plus une boucle de circulation est associée à ce réseau, une économie très importante s’en dégagera.

Si l’option est prise de déconnecter l’eau chaude d’un point de puisage, attention toutefois à la création de bras mort où des foyers de légionelles peuvent se développer.

Il est impératif d’appliquer l’une des deux méthodes suivantes :

Conservation de la conduite d’amenée d’eau chaude

Le placement d’une vanne de sectionnement le plus près possible du collecteur d’eau chaude ou de la boucle secondaire (si présente) permet d’éviter la création d’un bras mort tant redouté.

Enlevement de la conduite inutilisée

La suppression pure et simple de la conduite d’alimentation en eau chaude du point de puisage paraît excessive (coûts important). En effet, il faut :

de toute façon vidanger une partie de l’installation et placer une vanne de sectionnement;
enlever la conduite depuis le point de puisage jusqu’à la vanne d’arrêt.

Cependant, dans les grandes installations sanitaires, le démantèlement ordonné des conduites des points de puisage permet de garder une certaine clarté par rapport à la maintenance du réseau hydraulique (à étudier au cas par cas selon la modularité de l’activité tertiaire).

De toute façon, quelle que soit la méthode adoptée, il faut utiliser un code de repérage à la fois sur site et sur les plans hydrauliques de manière à garder une situation bien à jour.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Améliorer la production d’eau chaude sanitaire

Renforcer l’isolation du ballon de stockage

Autrefois, comme mesure d’économie d’énergie, on aurait proposé de diminuer la température de l’eau pour limiter les pertes de tout le réseau. Passer de 60°C à 45°C permet de diminuer les pertes de l’ordre de 30 %. De plus, avec des températures d’eau inférieures à 60°C, les risques d’entartrage et de corrosion diminuent fortement.

Mais la gestion de la légionelle impose aujourd’hui de privilégier un stockage à une température minimale de 60°C, surtout si des douches sont présentes sur le réseau (la légionelle se transmet par inhalation de micro-gouttelettes).

Tout particulièrement, on examinera si le fond du ballon est isolé (parfois l’isolation ne couvre que les parties verticales), car à cet endroit, la stagnation d’eau tiède est propice au développement de la bactérie. Une isolation urgente s’impose

A priori, un stockage à haute température ne génère pas en soi une consommation énergétique élevée… pour autant qu’une isolation renforcée limite drastiquement les pertes.

Évaluer	Pour plus d’infos sur la rentabilité de l’isolation d’un ballon accumulateur.
Concevoir	Pour plus d’infos sur le choix de l’isolation d’un ballon accumulateur. !

La mise en œuvre nécessite un certain soin. Dans une campagne de mesures sur site, l’EDF a constaté que les pertes réelles dépassent souvent le double de la valeur obtenue par calcul théorique. La mise en œuvre pas toujours aisée de l’isolation en jaquette souple génère des courants convectifs non contrôlés (c.à.d. un effet de cheminée entre le ballon et l’isolant). Le calorifuge sous tôle galvanisée est plus hermétique.

Et les pertes augmentent avec le vieillissement de l’isolant.

L’intention de départ était louable…

Améliorer la stratification des températures

Il est difficile d’améliorer la stratification des températures dans un ballon existant (voir techniques d’évaluation de la stratification). En pratique, une intervention ne se justifie que dans un cas assez critique : celui d’un ballon placé horizontalement.

Il est cependant également possible de renforcer l’isolation des tuyauteries de raccordement et de la boucle de circulation, pour limiter les thermo-circulations d’eau parasites.

Réduire le volume du réservoir d’eau chaude

Lorsque la capacité des ballons est trop élevée et qu’il en existe plusieurs, la mise hors service d’un ballon est alors justifiée pour limiter les pertes par les parois.

Si une telle situation se rencontre systématiquement en fin de journée,
il y a intérêt à couper l’alimentation du 3ème ballon.

Calculs	Pour évaluer les pertes énergétiques d’un ballon non utilisé.
Concevoir	Pour dimensionner l’installation nécessaire,

Décentraliser la production d’eau chaude

Pour 2 litres d’eau utiles, 4 restent dans la tuyauterie…

S’il existe des points de puisage à faibles besoins et forts éloignés de la production centrale, il peut être avantageux de prévoir des petits chauffe-eau individuels : soit des instantanés gaz, soit des petits accumulateurs électriques. Cela permet d’augmenter le confort (diminution du temps d’attente) et de diminuer les pertes (pertes de l’eau chaude « qui reste » dans les tuyauteries).

Évaluer

Pour évaluer la rentabilité de la décentralisation.

Produire près du consommateur…

L’arrivée des préparateurs instantanés gaz avec cheminée « ventouse » permet aujourd’hui de reposer la question de l’emplacement du préparateur d’eau chaude sanitaire. Production en centrale de chauffe en sous-sol, à grande distance des utilisateurs, avec une chaudière surdimensionnée en été ? Ou au contraire, des préparateurs décentralisés proche des points de soutirage. On peut sans danger faire circuler une conduite de gaz dans le bâtiment.

On peut ainsi imaginer, lors d’une rénovation du système, que des productions différentes soient réalisées pour des groupes d’utilisateurs différents (un réseau « cuisine et buanderie », un réseau « sanitaires », par exemple). Cela permet notamment de générer des réseaux avec des températures différentes.

Il est également possible de disposer d’accumulateurs électriques décentralisés. Mais attention, dans le bilan, on tiendra compte qu’il s’agit souvent de courant électrique de jour (dont le prix du kWh est 2 à 3 fois plus élevé que le prix du kWh thermique…), sauf si une horloge est placée sur son alimentation.

...mais multiplier la puissance installée.
La décentralisation apporte un inconvénient : la puissance de chauffage totale à installer sera augmentée puisqu’en chaque lieu de puisage, on doit prévoir le débit d’eau maximum. Lorsque l’installation est centralisée au contraire, un effet de foisonnement a lieu. Par exemple, un ballon de stockage centralisé fournira l’eau des douches à un autre moment que l’eau de la vaisselle : les volumes à stocker ne doivent pas être additionné.

Placer un capteur solaire à eau chaude

La pose des capteurs solaires pour préchauffer l’eau chaude sanitaire est aujourd’hui une technique qui est arrivée à maturité; maturité technique et financière.

Les applications solaires les plus intéressantes économiquement se retrouvent parmi les établissements consommant de grandes quantités d’eau chaude : les hôpitaux, les piscines et les établissements d’accueil social (maisons de repos, centres d’accueil pour personnes handicapées, …), les internats, grands hôtels, centres de vacances, immeubles de plus de 15 logements, restaurants d’entreprise,…

A tout le moins, si une rénovation de la production d’eau chaude sanitaire est à l’ordre du jour, si une toiture plate ou à inclinaison sud est disponible, une étude de préfaisabilité s’impose. Des petits logiciels Excel vous permettent de faire le point rapidement.

Concevoir	Pour plus de détails sur les coûts, la rentabilité d’un projet, les outils d’aides à la décision.
Études de cas	Pour parcourir un exemple audit solaire établi pour le home La Charmille à Gembloux.

De nouveau, on prendra en compte que le chauffage de l’eau chaude sanitaire par un système solaire risque de ne pas être suffisant pour élever la température moyenne de l’eau sanitaire à une valeur suffisante (55-60°C) afin d’éviter de se trouver dans la plage de prolifération des légionelles. Il est donc nécessaire de considérer les systèmes solaires comme un moyen de préchauffage de l’eau sanitaire en complément d’une production classique.

Produire l’eau chaude avec une pompe à chaleur ?

Il est possible de produire de l’eau chaude sanitaire au moyen d’une pompe à chaleur. Différentes technologies sont possibles. De la chaleur « gratuite » sera extraite d’une source (air extérieur, nappe phréatique, …) et sera communiquée au ballon d’eau chaude.

L’avantage est mesuré par le COP (Coefficient de Performance) de la pompe à chaleur : un COP de 3 signifie qu’il faut donner 1 kWh électrique au compresseur pour fournir 3 kWh de chaleur dans le ballon d’eau chaude. Au passage, 2 kWh auront donc été pompés sur la source.

Rentabilité du projet ?

Une telle amélioration est surtout rentable si la situation de départ est une installation de production d’ECS électrique. La consommation électrique pourra être divisée par le COP. Ainsi, dans le programme de promotion des économies d’énergie suisse « Ravel », on annonce un COP annuel de 3 pour une pompe à chaleur Air-Eau et de 4,5 si la pompe capte l’énergie dans le sol (ce dernier chiffre nous paraît exagéré puisqu’une campagne de mesure faite par l’Université de Mons sur des installations de chauffage de bâtiments révèle des COP annuels de l’ordre de 2,5 à 2,9).

Mais attention, ces chiffres ne s’appliquent que si le chauffage de l’eau est limité à 50°C. Si le stockage est prévu à 60°C, une batterie électrique doit fournir le complément avec de l’électricité directe (–> COP = 1); ce qui est le cas lorsqu’on considère qu’une température de production d’eau de 60 °C est nécessaire pour éviter la prolifération des légionelles.

Imaginons le chauffage d’1 m³ de 10 à 60°C par une pompe à chaleur air-eau.

L’énergie nécessaire au chauffage de 10 à 50°C par la PAC sera de :

Énergie = 1 m³ x 1,163 kWh/m³ x (50 – 10) / 3 = 15,5 kWh

L’énergie complémentaire pour passer de 50 à 60°C sera de :

Energie = 1 m³ x 1,163 kWh/m³ x (60 – 50) = 11,6 kWh

Le COP moyen annuel est alors de :

COP = Energie produite / Energie fournie
= [1 m³ x 1,163 kWh/m³ x (60 – 10)] / [15,5 + 11,6]
= 2,15

On sera donc très attentif aux instructions fournies par le constructeur. Ceci d’autant plus qu’il n’existe pas de standard de mesure des performances d’une PAC, du moins pour en évaluer son rendement saisonnier. Il faut bien analyser

Pour quelle température de la source le COP est fourni ?
Jusqu’à quelle température l’évaporateur peut extraire la chaleur de la source ?
Jusqu’à quelle température le condenseur peut chauffer le ballon ?

On aura également tout intérêt à conserver une température d’eau dans le ballon la plus basse possible (45°C par exemple). Mais ceci suppose un réservoir suffisamment grand. Par ailleurs, cela peut aller à l’encontre de la protection anti-légionelle. Au minimum, on prévoiera une montée temporaire de chauffage à 70°C par une résistance électrique toutes les semaines ou tous les 15 jours.

Sources particulières

Le placement d’une pompe à chaleur doit surtout s’envisager s’il existe une source particulière de chaleur disponible dans le bâtiment (air extrait ? process ? four ?…). Par exemple, refroidir (et déshumidifier par la même occasion) une buanderie surchauffée et produire ainsi de l’eau chaude sanitaire : coup double !

Il faut par contre éviter de placer une pompe à chaleur pour « récupérer la chaleur disponible en cave » :

D’abord, parce qu’il est plus logique d’éviter les pertes qui sont à l’origine de cette chaleur (chaudière, tuyauteries, …) que de les récupérer (il suffira d’ailleurs de changer de chaudière pour perdre la source !).

Ensuite, parce qu’un niveau de température élevé ne traduit pas forcément une quantité de chaleur importante (cela peut traduire une mauvaise ventilation de la cave, par exemple).

Enfin, parce qu’une partie de cette chaleur est déjà récupérée par le plancher du rez de chaussée.

Concevoir

Pour plus d’info sur le choix et la mise en place d’une pompe à chaleur pour la préparation d’eau chaude sanitaire.

Désolidariser chauffage de l’eau chaude et chauffage du bâtiment ?

Dans certaines installations, le chauffage de l’eau chaude sanitaire est combiné au chauffage du bâtiment.

L’eau chaude sanitaire est alors un utilisateur au même titre que la batterie de chauffe du groupe de préparation d’air. Elle bénéficie du rendement de production saisonnier de l’ensemble, ce qui est bénéfique.

En dehors de la période de fonctionnement du chauffage, la question se pose de l’opportunité de découpler ce système et de passer, par exemple, à un système de production d’eau chaude indépendant à l’électricité ?

Il est difficile de trancher ce débat dans l’absolu. Voici les arguments de part et d’autres.

Arguments favorables au découplage

Le rendement de production de l’eau chaude sanitaire peut se dégrader en été :

si la chaudière est maintenue en température en permanence sur son aquastat,

si la chaudière est ancienne (facteur de pertes à l’arrêt élevé), tout particulièrement au niveau des chaudières gaz atmosphériques,

si la chaudière est beaucoup trop puissante par rapport aux besoins de l’eau chaude sanitaire (les cycles de fonctionnement du brûleur seront courts et les démarrages fréquents, ce qui est synonyme de mauvaise combustion),

si l’ensemble du réseau primaire doit être maintenu en température uniquement pour le chauffage de l’eau sanitaire.

Un rendement inférieur à 20 % est alors tout à fait possible…

On peut envisager la possibilité de greffer une résistance électrique sur le ballon accumulateur. Tout particulièrement si les besoins d’eau chaude sont faibles (mais peut-être qu’alors un simple ballon près de la cuisine suffit ?).

En rénovation, tout dépendra des performances de la production combinée existante.

Par exemple, l’association CEDICOL a réalisé une mesure sur site (source : magazine « L’entreprise », mars 90) dont il ressort un rendement saisonnier annuel de production d’eau chaude de 71 % et un rendement d’été de 49 % :

La production de cette installation domestique est, en été, de 186 litres d’eau chaude par jour.

L’installation comprend une chaudière au fuel de 27 kW alimentant un ballon de stockage de 160 litres. La chaudière est régulée en température glissante avec une priorité sanitaire. Cela signifie qu’entre deux demandes du ballon, la chaudière redescend en température.

Durant l’été 88, la chaudière à consommé 189 litres de fuel (soit 1 880 kWh) pour produire 24 180 litres d’eau chaude (soit 939 kWh). Le rendement de production en été est donc de 939 / 1 880 kWh = 49 %.

Pour l’ensemble de l’année, le système produit 42 150 litres d’eau chaude avec un rendement saisonnier de 71 %.

Séparer la production d’eau chaude en été, et produire cette dernière au moyen de l’électricité permettrait de gagner :

1 880 [kWh] x (1 – 49 % / 93 %) = 890 [kWh]

Le gain financier est de :

Facture d’été en production combinée : 189 [litres] x 0,2116 [€/litres] = 40 [€]
Facture d’été en production séparée électrique : 990 [kWh] x 0,044 [€/kWh] = 44 [€]
Perte : 4 [€/an]

On se trouve dans la situation la plus favorable de production combinée, avec une chaudière fonctionnant en température glissante. Dans le cas d’une ancienne chaudière restant à température constante tout l’été (de 70°C, par exemple), il n’est pas rare d’avoir des rendements de production inférieurs à 20 % en été !

Dans ce cas, le bilan serait alors le suivant :

Consommation en fuel d’été : 1 880 [kWh] x 49 [%] / 20 [%] = 4 606 [kWh] ou 460 [litres fuel]
Gain énergétique : 4 606 [kWh] x (1 – 20 % / 93 %) = 3 616 [kWh]
Facture d’été en production combinée : 460 [litres] x 0,2116 [€/litres] = 97 [€]
Facture d’été en production séparée : 990 [kWh] x 0,044 [€/kWh] = 44 [€]
Gain : 53 [€/an]

La solution du ballon électrique est cependant à éviter s’il existe une boucle de circulation mal isolée générant des pertes permanentes élevées :

En effet, l’eau froide de retour perturbe la stratification des températures dans le ballon. Plusieurs situations peuvent se produire : soit l’eau chaude n’est plus assurée, soit le thermostat s’enclenche pour réchauffer le ballon, soit un réchauffage de boucle maintient la température à son niveau. Mais ceci génère un chauffage électrique de jour assez coûteux.

Arguments favorables au maintien de la production combinée

Si la chaudière est suffisamment performante, la question du maintien de la production de chaleur combinée se justifiera la plupart du temps. Après tout, le prix de l’énergie électrique est double de celui de l’énergie thermique, en moyenne.

On peut dès lors envisager des alternatives :

La première est de limiter au maximum la puissance de chaudière utilisée :
- vérifier le bon fonctionnement en cascade des chaudières et en particulier des vannes d’isolement motorisées des chaudières,
- si les chaudières ne sont pas équipées de vannes d’isolement motorisées, mettre les chaudières inutiles en été à l’arrêt et fermer manuellement leur vanne d’isolement,
- vérifier la bonne régulation des allures de brûleur de manière à favoriser le fonctionnement de la chaudière en petite puissance.

La deuxième consisterait à fractionner la puissance de chauffe et à installer une petite chaudière en cascade dont la puissance convient pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire en été. Elle sera utile également pour les relances de début de journée en mi-saison, évitant ainsi la mise en température de la chaudière principale.

Exemple théorique.

Comparons les pertes d’une installation combinée et d’une chaudière propre à la production d’eau chaude sanitaire.

Hypothèse : il s’agit d’une installation équipant un home pour personnes agées. La consommation globale en eau chaude du bâtiment est estimée à 1000 m³ d’eau à 60°C par an. Le besoin énergétique pour chauffer cette eau est de :

1,16 [kWh/m³.°C] x 1000 [m³/an] x (60 [°C] – 10 [°C]) = 58 000 [kWh/an]

dont 38 400 [kWh/an] durant la saison de chauffe et 19 600 [kWh/an] en été.

Installation combinée : une chaudière de 650 kW moderne ayant un coefficient de perte à l’arrêt (à 70°C) de 0,3 % de la puissance chaudière. Cette chaudière reste en permanence à une température de 70°C, été comme hiver, pour produire l’eau chaude sanitaire. Elle alimente en permanence un collecteur de distribution de 20 m (DN 100). En été, son rendement de combustion baisse de 2 % suite à un fonctionnement par de nombreux cycles courts (la puissance de l’échangeur sanitaire étant nettement inférieure à la puissance de la chaudière). Il passe de 92% à 90%.

Installation séparée : une chaudière de 500 kW pour le chauffage et une chaudière de 150 kW pour la production d’eau chaude sanitaire. A 70°C, ces deux chaudières ont le même coefficient de perte à l’arrêt que la chaudière de 650 kW. La chaudière de chauffage est régulée en température glissante (température moyenne de 43°C) et arrêtée en été. Ses pertes à l’arrêt sont ainsi réduites à 0,1 %. La chaudière de 150 kW est, elle maintenue à 70°C toute l’année.

Pertes	Installation combinée [kWh/an]	Installation séparée [kWh/an]	Différence [kWh/an]
En hiver (5 800 h/an)
Pertes de combustion	38 400 [kWh/an] x (1 – 0,92) = 3 072 [kWh/an]		0 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « chauffage »	0,003 x 650 [kW] x 3 925 [h/an] / 0,92 = 8 320 [kWh/an] (*)	0,001 x 500 [kW] x 4 000 [h/an] / 0,92 = 2 174 [kWh/an]	6 146 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « eau chaude »	–	0,003 x 150 [kW] x 5 500 [h/an] / 0,92 = 2 055 [kWh/an]	– 2 055 [kWh/an]
Pertes du collecteur « chauffage »	16,7 [W/m] x 20 [m] x 5 800 [h/an] / 0,92 = 2 106 [kWh/an]	7,7 [W/m] x 20 [m] x 5 800 [h/an] / 0,92 = 971 [kWh/an]	1 135 [kWh/an]
Pertes d’hiver	3 072 [kWh/an] + 8 320 [kWh/an] + 2 106 [kWh/an] = 13 498 [kWh/an]	3 072 [kWh/an] + 2 174 [kWh/an] + 2 055 [kWh/an] + 971 [kWh/an] = 8 272 [kWh/an]	5 226 [kWh/an]
En été (2 960 h/an)
Pertes de combustion	19 600 [kWh/an] x (1 – 0,90) = 1 960 [kWh/an]	19 600 [kWh/an] x (1 – 0,92) = 1 568 [kWh/an]	392 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « chauffage »	0,003 x 650 [kW] x 2 935 [h/an] / 0,90 = 6 359 [kWh/an]	–	6 359 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « eau chaude »	–	0,003 x 150 [kW] x 2 860 [h/an] / 0,92 = 1 399 [kWh/an]	– 1 399 [kWh/an]
Pertes du collecteur « chauffage »	16,7 [W/m] x 20 [m] x 2 960 [h/an] / 0,90 = 1 098 [kWh/an]	–	1 098 [kWh/an]
Pertes d’été	1 960 [kWh/an] + 6 359 [kWh/an] + 1 098 [kWh/an] = 9 417 [kWh/an]	1 568 [kWh/an] + 1 399 [kWh/an] = 2 967 [kWh/an]	6 450 [kWh/an]
Sur l’année
Bilan global – pertes totales	22 915 [kWh/an]	11 239 [kWh/an]	11 676 [kWh/an] ou 1 168 [m³gaz/an]

L’installation d’une chaudière combinée entraînerait donc une surconsommation d’environ 1 200 m³ de gaz par an ou une dépense complémentaire d’environ 275 € par an.

(*) Justification des heures prises en compte :
La saison de chauffe dure 5 800 [h/an]. La chaudière de 650 kW tourne 1 800 h/an pour le chauffage et 100 h/an pour l’eau chaude sanitaire (75 en saison de chauffe et 25 en été). La chaudière reste donc chaude sans que son brûleur ne fonctionne durant 3 925 h/an. La chaudière de 500 kW tourne 1 800 h/an pour le chauffage et est en attente chaude 4 000 h/an. La chaudière de 150 kW tourne 400 h/an (dont 100 h en été.

La troisième consisterait à limiter l’enclenchement de la chaudière dans le temps. En effet, si la demande peut être couverte facilement par une ou deux relances de la chaudière sur la journée, une horloge peut imposer les plages horaires durant lesquelles le réchauffage du ballon est autorisé. Par exemple : de 5 à 7 heures du matin et de 16 à 18 heures en fin de journée. Ainsi, on évitera de multiples remises en route de la chaudière tout au long de la journée !

Enfin, puisqu’il s’agit de besoins d’été, ils peuvent également être couverts presque totalement par une installation de capteurs solaires. Le moment est alors bien choisi pour étudier la faisabilité d’un tel investissement. Mais il faudra s’assurer que le système de chauffage dispose Dun mode « veille » très économe lorsque le soleil est actif.

Une campagne de mesure ?

On le voit, le choix est totalement dépendant de la situation locale.

Il est possible d’évaluer plus précisément sa situation en mesurant la consommation de combustible l’été et la quantité d’eau chaude consommée. À défaut de disposer d’un compteur d’eau spécifique sur le départ d’eau chaude, on pourra faire une évaluation grossière sur base des débits des équipements sanitaires (autant de douches à 40 litres/douche, etc…).

Très approximativement, on retrouvera le rendement de production de l’eau chaude par les formules :

Énergie utile [kWh] = Nbre de m³ à 60°C x 1,163 [kWh/m².K] x (60 – 10) [K]

Energie fournie [kWh] = Nbre de m³ de gaz ou de litres de fuel x 10

Rendement = Energie utile / Energie fournie

Exemple : s’il a fallu 6 500 m³ de gaz pour produire 220 m³ d’eau chaude à 60°C, le rendement de production est de :

220 x 1,163 x (60 – 10) / 6 500 x 10 = 20 %

A comparer avec les rendements de production des systèmes neufs et avec le coût d’un nouveau système.

En général, décider de désolidariser l’eau chaude sanitaire sous entend de se poser la question d’une rénovation plus fondamentale de la production de chaleur.

Concevoir

Pour plus d’informations sur la conception d’une installation d’eau chaude sanitaire.

Intégrer une priorité eau chaude sanitaire

Conflit entre chauffage du bâtiment et chauffage de l’eau chaude sanitaire

Si la chaudière réalise à la fois le chauffage du bâtiment et le chauffage de l’eau chaude sanitaire, un conflit de température apparaît :

Pour augmenter le rendement d’une chaudière, il est intéressant de travailler à basse température, surtout s’il s’agit d’une chaudière récente (dite à « très basse température » ou à condensation). Par exemple, la température de l’aquastat sera adaptée en fonction de la température extérieure afin de ne chauffer qu’à la température minimale nécessaire.
Pour réchauffer l’eau chaude sanitaire, une température minimale d’eau de chauffage à 65 ou 70°C est nécessaire (par exemple pour réchauffer un ballon de stockage à 60°C). Temporairement, par mesure de précaution anti-légionelle, une montée de l’eau du ballon de stockage à 70°C est même parfois organisée.

Régulation avec « priorité eau chaude sanitaire »

Pour éviter de maintenir en permanence les chaudières à haute température, il est possible de mettre en place une régulation du type « priorité eau chaude sanitaire » : la chaudière ne monte en température qu’au moment du réchauffage du ballon. En principe, le ou les autres circulateurs des circuits de chauffage peuvent alors éventuellement être arrêtés (l’inertie du bâtiment est suffisante).

C’est une technique courante dans le domestique. On comprend qu’elle ne puisse s’appliquer dans le tertiaire que si la production d’eau chaude sanitaire est faible par rapport au chauffage du bâtiment :

Ce sera tout particulièrement le cas lorsque l’eau chaude est stockée dans un ballon dont la contenance en eau est telle que la chaudière n’est sollicitée que 2 ou 3 fois par jour.
À l’opposé, on ne pourra appliquer cette technique en présence d’un échangeur à plaques instantané qui doit pouvoir réagir au quart de tour !

L’intérêt de la « priorité sanitaire » est d’autant plus important :

Que la chaudière présente des pertes à l’arrêt élevées. On pense ici tout particulièrement aux chaudières gaz atmosphériques dont l’échangeur est en communication ouverte avec la cheminée. Il faut que ces chaudières soient toujours maintenues à la plus basse température possible (température définie par leur conception et donc par le fabricant).

Que la chaudière alimente le ballon d’eau chaude aussi en été. Dans ce cas, la régulation permettra d’arrêter totalement la chaudière (température retombant à 20°C) sauf durant les périodes de chauffage de l’eau sanitaire.

Des relances intempestives du chauffage de l’eau sanitaire à limiter par une horloge

Si l’on constate que la demande peut être couverte facilement par une ou deux relances de la chaudière sur la journée, il est utile, en plus de la priorité sanitaire, de greffer une horloge sur la régulation pour imposer les plages horaires durant lesquelles le réchauffage du ballon est autorisé. Par exemple : de 5 à 7 heures du matin et de 16 à 18 heures en fin de journée. Ainsi, on évitera de remettre la chaudière en route pour le puisage d’un seau d’eau ! C’est surtout avantageux en été, bien sûr, mais ce l’est également en hiver puisque la température moyenne d’une chaudière régulée en fonction de la température extérieure est de 43°C sur la saison de chauffe.

Cette technique a fait l’objet d’une simulation sur une installation ECS domestique (consommation de 45 m³ à 55°C). Voici les rendements obtenus (source « Chauffage et production d’ECS » – M. Rizzo – Éditions Parisiennes) :

	Chauffage de l’ECS constant	Chauffage de l’ECS programmé
Été	44 %	66 %
Hiver	69 %	80 %
Année	59 %	75 %

Soit un gain moyen annuel de 21 % sur la consommation relative à la production d’eau chaude.

On peut tester manuellement cette technique en été, en coupant la chaudière au matin et en observant « jusque quand » la réserve d’eau chaude assure les besoins du bâtiment.

Alternative

S’il est difficile de planifier les périodes de chauffage de l’eau chaude, il est possible d’obtenir un effet similaire en régulant le ballon au moyen d’un thermostat à fort différentiel situé en partie haute (au moins au 2/3 de la hauteur). Ce thermostat arrête la pompe de circulation du réchauffeur quand on atteint la valeur désirée, généralement 60 à 65°C et remet le chauffage en service quand l’eau tombe à 40/45°C.

Remplacer la veilleuse par un allumage électronique ?

La veilleuse consomme en pure perte environ 120 m³ de gaz par an, soit un coût d’environ 40 € par an. On a même parlé de veilleuse consommant 300 m³/an, mais alors il s’agit d’un très vieux chauffe-eau dont la veilleuse ressemble à un chalumeau !

Un allumage électronique est certainement plus performant, mais l’investissement n’est sans doute pas rentable sur des appareils existants.

À défaut, on peut imaginer (?) de couper cette veilleuse durant les périodes où la consommation d’ECS est nulle (WE, vacances,…).

Récupérer l’énergie au condenseur de la machine frigorifique ?

La machine frigorifique évacue de la chaleur vers l’extérieur. Or la production d’eau chaude sanitaire demande une fourniture de chaleur, au contraire. L’idée de récupérer la chaleur de l’un au bénéfice de l’autre est attirante.

En pratique, pour le groupe frigorifique, chauffer l’eau sanitaire de 10 à 30°C est très efficace, effectivement. Par contre, chauffer l’eau de 30 à 60°C est difficile. Sous prétexte de récupération, la machine frigorifique finit par avoir un très mauvais rendement : le compresseur doit augmenter son taux de compression pour atteindre les hautes températures !

Cette technique est donc à privilégier pour les installations où la demande d’eau chaude sanitaire est très importante (hôtels, restaurants, hôpitaux, homes,…) et pour lesquels on assurera le préchauffage de l’eau sanitaire, sans perturber le cycle de la machine frigorifique. De l’ordre de 20 à 25 % de la puissance frigorifique peuvent être alors récupérés.

Schéma 1 : un échangeur thermique parcouru par le fluide frigorigène est inséré au bas d’un ballon d’eau chaude.

Par effet de cheminée, la chaleur sera donnée à la zone la plus froide du ballon puis communiquée à l’ensemble du réservoir. L’échangeur est équipé d’une double paroi de sécurité, selon DIN 1988.

Schéma 2 : un ballon intermédiaire à double échange est intégré comme interface

On peut également prévoir un système à double échange : deux échangeurs sont intégrés dans un même ballon (1). Le premier échangeur est celui du condenseur de la machine frigorifique, le deuxième est le serpentin de préchauffage de l’eau chaude sanitaire.

Un appoint en série est prévu (2).

Schéma 3 : en présence d’une boucle de distribution

Le régulateur de température de départ de la boucle utilise l’appoint lorsque le niveau de température du ballon est insuffisant.

Améliorer

Motivé ? Alors, découvrez plus de détails sur le fonctionnement côté machine frigorifique en cliquant ici !

Supprimer les pertes vers l’égout du groupe de sécurité

En amont d’un chauffe-eau, un groupe de sécurité est prévu, équipé d’une soupape de sûreté. Il se peut que cette soupape laisse échapper de l’eau chaude vers l’égout.

Il peut être utile de placer un récipient entre l’échappement et l’égout pour évaluer l’importance de ce phénomène car il est fortement amplifié la nuit, ce qui est plus difficile à percevoir.

Si l’accès est impossible, peut être est-il possible de s’en rendre compte via le compteur d’eau la nuit ?

Si l’écoulement est sporadique

Cet écoulement correspond à la dilatation de l’eau lors du chauffage : la pression monte et l’excédent d’eau est évacué vers l’égout. A chaque remontée en température du ballon (soit pratiquement chaque nuit pour un ballon électrique), 1/30 de la capacité du boiler est évacuée par la soupape de sécurité. Par tranche de 100 litres de réservoir, cela représente annuellement plus d’un m³ d’eau chaude expédiée à l’égout.

Si la soupape de sécurité est ainsi constamment sollicitée, elle finit par s’entartrer et perdre, dans un goutte à goutte permanent, une quantité d’eau chaude 10 à 20 fois plus importante.

D’autant plus que, sur le plan réglementaire, un groupe de sécurité qui est chaque jour sollicité ne peut plus être considéré comme un organe de sécurité, mais bien comme un organe de régulation. Par souci de sécurité, il devrait donc être complété par une deuxième soupape de sécurité. Cela peut faire sourire, mais le directeur de l’école de Court St Etienne qui a vu son ballon d’eau chaude traverser la toiture et retomber près de la gare ne souriait pas !

Il s’agit là d’un mauvais usage d’un équipement de sécurité.

Nous pensons qu’il est très utile de placer un vase d’expansion hermétique sur l’arrivée d’eau froide sanitaire. Ces vases sont disponibles en capacités de 8 à 500 litres, à sélectionner via les tables fournies par les constructeurs.

Exemple de dimensionnement pour un ballon de 100 litres.

Hypothèses : eau froide à 10°C, eau chauffée à 65°C, pression d’alimentation en eau à 4 bars max, pression de tarage de la soupape de sécurité à 7 bars, facteur de pression 0,375 entre 4 et 7 bars (formule de Boyle-Mariotte).

Dilatation de l’eau entre 10 et 65°C : 0,0195 litre/litre

Volume du vase d’expansion :

0,0195 x 100 / 0,375 = 5,2 litres

On installera donc un ballon de 8 litres prégonflé à 4 bars.

(source : Installateur 02/99).

Si l’écoulement est permanent

Les soupapes de sécurité sont tarées à 7 bars. Si la pression du réseau dépasse cette valeur (fond de vallée, remontée classique de la pression du réseau durant la nuit), ou si le réglage de la soupape est défectueux, il est possible que ces pertes soient pratiquement permanentes.

La solution consiste à placer un réducteur de pression sur l’arrivée d’eau. C’est bien sur l’arrivée générale de l’eau dans le bâtiment qu’il faut le placer car son montage sur la seule production d’eau chaude sanitaire entraînerait un déséquilibre des pressions entre les réseaux d’eau froide et d’eau chaude, empêchant alors le bon fonctionnement des robinetteries.

Si chauffage électrique, chauffer l’eau la nuit

Étant donné le coût de l’électricité, une horloge ou une télécommande sur le réseau du distributeur commanderont la charge durant les heures creuses (la nuit ou le WE).

Ceci suppose que le volume de stockage est supérieur au puisage journalier. À défaut, on risque de tomber à court d’eau chaude en fin de journée, lors de puisages très importants.

Pour éviter cela, il est possible :

Soit d’augmenter la température de l’eau du ballon (ce qui implique des pertes permanentes supplémentaires et la nécessité d’un bon mitigeur à la sortie pour éviter tout risque se brûlure).

Soit de dédoubler le ballon (l’avantage de l’électricité est de pouvoir décentraliser la production). Si certains points de puisage sont fort éloignés du ballon, on y gagnera à réaliser cette solution.

Soit d’équiper l’appareil d’une deuxième résistance : l’élément chauffant inférieur assure la charge nocturne à bas tarif, alors que l’élément chauffant supérieur couvre les demandes de pointe en eau chaude durant la journée, soit environ le 1/3 supérieur du ballon. L’enclenchement simultané des deux résistances n’est généralement pas autorisé en raison de la puissance cumulée.

Si chauffage électrique, délester le chauffage de l’eau en période de pointe

Si le fonctionnement de jour est malgré tout nécessaire, le placement d’un délesteur interdira l’enclenchement de l’appareil en période de pointe.

Le ballon d’eau chaude électrique est l’équipement électrique idéal pour un délestage : il représente une puissance assez élevée et sa coupure ne gêne pratiquement pas la production d’eau chaude. Il faut se rendre compte que le délesteur n’intervient que 2 à 3 fois par jour, au moment de la pointe de puissance du bâtiment (généralement entre 11 et 13 heures). Il coupera par exemple l’alimentation électrique durant 5 minutes sur le quart d’heure. L’essentiel est qu’il soit coupé lorsque la friteuse fonctionne, par exemple.

Comme il ne s’agit pas d’une production instantanée, l’utilisateur ne s’apercevra de rien.

Techniques

Pour plus de détails sur le placement d’un délesteur.

Découvrez l’amélioration de la production d’eau chaude sanitaire qui a été réalisée au centre de Hemptinne.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir un système de toiture plate

Quels sont les critères de qualité d’une toiture plate ?

Une toiture plate de bonne qualité doit :

Etre étanche (même au droit des raccords) à la pluie, à l’air et à la neige

La membrane d’étanchéité doit avoir été correctement posée par des spécialistes et suivant les prescriptions du fabricant.

La membrane d’étanchéité sera de préférence multicouche.

Les raccords doivent être conformes aux règles de l’art, et les remontées d’étanchéité doivent être suffisamment hautes.

Les pontages des joints actifs doivent être adaptés aux mouvements.

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Pour choisir la membrane d’étanchéité, cliquez ici !

Evacuer les eaux de pluie et de fonte de neige

Les pentes doivent être suffisantes.

Les évacuations des eaux pluviales doivent être correctement dimensionnées.

L’eau de pluie doit pouvoir déborder sans risque et visiblement en cas d’obstruction des évacuations.

Isoler thermiquement les locaux et la structure du bâtiment

L‘isolation doit être suffisamment performante (épaisseur et résistivité thermique).

L’isolation doit être continue.

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Pour choisir l’isolant thermique, cliquez ici !

Résister aux contraintes mécaniques au niveau de toutes les couches (support, isolant, étanchéité, protection)

La toiture doit résister aux charges d’utilisation (charges permanentes, charges mobiles, charges localisées, charges réparties).

La toiture doit être capable de supporter la neige.

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Pour déterminer la résistance à l’écrasement de l’isolant existant, cliquez ici !

La toiture doit être prévue pour son usage (circulable pour les véhicules, pour les piétons, pour l’entretien, …)

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Pour déterminer la protection nécessaire, cliquez ici !

La toiture doit résister au vent.

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Pour déterminer l’accrochage nécessaire, cliquez ici !

Résister aux agents physiques et chimiques extérieurs

La membrane d’étanchéité doit résister à l’érosion éolienne et hydraulique.

La toiture doit résister aux chocs thermiques et au gel.

La membrane d’étanchéité doit résister aux rayonnements ultra-violets (UV) ou être protégée de ceux-ci.

La membrane d’étanchéité doit être adaptée pour résister à la pollution chimique acide de l’environnement extérieur auquel elle est exposée.

Techniques

Pour connaître les caractéristiques des différentes membranes d’étanchéités, cliquez ici !

Ne permettre aucune condensation interne

Le pare-vapeur doit être de qualité suffisante.

Le pare-vapeur doit être continu.

La toiture doit être étanche aux courants d’air.

Il ne peut y avoir de pont thermique.

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Pour vérifier le bon choix et la bonne pose du pare-vapeur, cliquez ici !

Etre facile à entretenir et à réparer

améliorer

Pour savoir en quoi consiste l’entretien de la toiture plate, cliquez ici !

Subsidiairement, isoler phoniquement les locaux de l’environnement extérieur

Quand réaliser une toiture chaude ?

Lorsque l’isolant est pris en sandwich entre 2 étanchéités (le pare-vapeur en dessous et la membrane au-dessus), on appelle cela une toiture chaude.

A utiliser le plus souvent possible
C’est actuellement la technique la plus utilisée.

On préférera la toiture chaude à la toiture inversée pour sa facilité d’entretien, particulièrement lorsque l’environnement est fortement boisé (chute des feuilles, germination et développement de plantes).

On préférera également la toiture chaude lorsque le lestage du complexe isolation-étanchéité n’est pas possible à cause du manque de portance du support.

Avantages

Risque de condensation interstitielle facilement maîtrisable par le choix d’un pare-vapeur adéquat et pour les cas les plus difficiles d’un isolant étanche à la vapeur d’eau (verre cellulaire).
Possibilité d’utiliser des matériaux isolants à la conductivité thermique très faible (ex : PUR)
Entretien facile.
Charge pondérale réduite (pas besoin de lester).
Remontées verticales d’isolant possibles autour des obstacles.
Si le support de toiture est massif, l’inertie thermique est préservée.
Protection et préservation de l’isolant par la membrane de l’étanchéité.
Protection du bâtiment (contraintes thermiques, dilatation, gel,…)

Inconvénients

Encombrement important pour des niveaux d’isolation élevés.
Séchage impossible de l’isolant en cas d’infiltration.

Quand réaliser une toiture inversée ?

Lorsque l’on pose l’isolant au-dessus d’une toiture existante, on réalise une toiture inversée.

Le principal avantage de la toiture inversée est la protection thermique de la membrane d’étanchéité et l’absence de dégradation importante de l’isolant en cas de fuite.

Alors que la toiture chaude est réalisable dans tous les cas, la toiture inversée n’est possible que :

Lorsque le support tolère la charge du lestage (indispensable),

Lorsque les rives du toit sont suffisamment hautes pour déborder d’au moins 5 cm la face supérieure de l’isolant.

Lorsque la forme de la toiture n’est pas trop compliquée (impossibilité de réaliser des remontées de l’isolant d’une toiture inversée).

Lorsque le support a une masse d’au moins 300 kg/m² (+/- 13 cm de béton armé) afin de parer au risque de condensation du fait de l’eau de pluie froide.
L’eau qui s’infiltre sous l’isolant entraîne des déperditions calorifiques. Le déphasage entre le début des précipitations et la chute maximale de la température en sous-face du plafond augmente en fonction de l’inertie thermique qu’offre le support. Si celle-ci est importante, la suspension de la fonction isolante ne se fait sentir que très progressivement et retarde l’apparition de la condensation de surface. Dans le cas contraire, le risque augmente.
Les toitures inversées de type léger (tôles profilées par exemple) sont sujettes après quelques minutes à des phénomènes de condensation en sous-face lorsque des précipitations coïncident avec des humidités relatives élevées à l’intérieur du local.

Lorsque la somme des résistances thermiques des couches situées sous l’étanchéité n’excède pas 30 % de la résistance thermique globale, le point de rosée risque de se trouver sous la membrane d’étanchéité avec comme conséquence, de la condensation interne. On évitera donc cette configuration.

Avantages

Pas de risque de condensation interstitielle (l’isolant doit être posé en une seule couche)
Protection de la membrane d’étanchéité des variations thermique et des rayons UV. (NB : les membranes d’étanchéité actuelles résistent parfaitement à ces contraintes)
L’isolant (étanche à l’eau) ne risque pas d’être gorgé d’eau en cas de fuite à travers la membrane d’étanchéité.
Si le support de toiture est massif, l’inertie thermique est préservée.
Protection du bâtiment (contraintes thermiques, dilatation, gel,…).

Inconvénients

Performances thermiques de l’isolant réduites (mouillé). Nécissité donc d’augmenter l’épaisseur d’environ 20% pour compenser.
Encombrement encore plus important que la toiture chaude pour des niveaux d’isolation élevés. Dans ce cas on préconisera plutôt la toiture mixte : superposition toiture chaude + toiture inversée.
Les remontées verticales autour des obstacles ne sont pas possibles. À ces endroits la technique de la toiture chaude doit être appliquée.
Poids important dû au lestage que doit supporter la construction.
Entretien difficile à cause du lestage. Pente maximale de 5°.

Quand réaliser une toiture combinée ?

Lorsqu’une isolation est rapportée au-dessus d’une première couche isolante, on parle de toiture combinée .

On adoptera cette technique lorsqu’une valeur d’isolation élevée est exigée et que l’épaisseur de l’isolant à mettre en place est importante.

La couche inférieure d’isolant sert également sur certains supports à faciliter la pose de l’étanchéité.

Avantages

Protection de la membrane d’étanchéité contre les chocs thermiques et le rayonnement ultraviolet, et de ce fait, ralentissement de son vieillissement.
Diminution des risques de condensation sous la membrane d’étanchéité en cas de précipitation lors de conditions climatiques intérieures sévères.
Protection du bâtiment des variations de température, et par conséquent, des dilatations et contraintes thermiques, du gel et des condensations.

Inconvénients

Ce système n’est conseillé que lorsque des couches d’isolation très épaisses sont nécessaires.
Entretien plus difficile que pour une toiture chaude non lestée.

Quand isoler par l’intérieur ou isoler le faux plafond ?

Toiture froide.

Isolation sous le support.

Faux plafond isolant.

A éviter !

La pose d’un pare-vapeur continu est difficile, si bien que la vapeur d’eau de l’ambiance risque de former de la condensation dans la toiture. De plus, le support est soumis aux chocs thermiques.

Enfin, il sera très difficile d’éviter les ponts thermiques au droit des murs de support de la toiture.

Avantages

Aucun.

Inconvénients

Condensation : l’isolation d’une toiture plate par ce système provoque presque inévitablement de la condensation interne. Cette condensation peut entraîner l’altération de l’isolant et la suppression de son efficacité, la pourriture des planchers, le gel des matériaux, le décollement ou le ramollissement des matériaux agglomérés, le développement de moisissures, etc.

Chocs thermiques : un toit plat sans isolation thermique est déjà fortement sollicité par les variations de la température en sa partie supérieure. Les tensions thermiques sont cependant tempérées par la chaleur provenant de l’intérieur du bâtiment. À cause de la position de l’isolant du côté intérieur, les variations thermiques sont augmentées, et le support ou le béton de pente subissent donc des chocs thermiques importants et peuvent se fissurer. Il peuvent également entraîner des désordres dans les parois latérales contiguës et dans la membrane d’étanchéité.

Ponts thermiques : la pose de l’isolant sous la toiture sans interruption est difficile à cause des murs porteurs intérieurs. Les interruptions provoquent des ponts thermiques qui entraînent l’apparition de condensation de surface locale.

Quand réaliser une toiture légère isolée à l’intérieur de la structure ?

Cette technique est délicate et nécessite une bonne maîtrise des phénomènes de condensation par un choix adéquat du freine vapeur et du matériau isolant. Cette technique ne convient pas pour des climats intérieurs très humides (Classe IV). La toiture ne peut pas être lestée ou à l’ombre pour permettre un séchage de l’isolant en été.

Avantages

Encombrement réduit. L’espace occupé par la structure est utilisé pour placer l’isolant. Cela permet donc d’augmenter l’épaisseur de la couche isolante.
Utilisation possible de matériaux hygroscopiques organiques comme de la cellulose

Inconvénients

Gestion délicate de la condensation interstitielle.
Faible inertie thermique de la toiture

Que faire si un faux plafond est nécessaire ?

Si le faux plafond est ajouré et n’est pas isolé, il ne contribue en rien à l’isolation thermique du complexe de toiture. Il ne provoquera aucun problème de condensation.

Si le faux plafond est muni d’un matelas isolant, il risque d’y avoir de la condensation sur la face inférieure du support de la toiture dans certaines conditions d’utilisation des locaux sous-jacents. L’isolation du faux plafond doit idéalement être évitée.

Toutefois, si pour des raisons d’efficacité acoustique le matelas isolant ne peut être évité, on s’arrangera pour que son épaisseur soit la plus faible possible, et on rapportera sur la toiture une épaisseur d’isolation supplémentaire pour déplacer le point de rosée au-dessus du pare-vapeur.

La somme des résistances thermiques des couches situées sous le pare-vapeur ne peut excéder 30 % de la résistance thermique globale, sinon le point de rosée risque de se trouver sous le pare-vapeur avec comme conséquence, de la condensation interne.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Rénover partiellement ou complètement l’installation ?

Avant tout définir ses objectifs

Diminuer les consommations	On cherche d’une part à diminuer la puissance installée tout en garantissant un éclairement suffisant. Le choix se portera sur le type d’éclairage et sur le matériel (lampe, luminaire, ballast) ayant la meilleure efficacité énergétique. D’autre part, la fourniture d’éclairage sera adaptée aux besoins réels en fonction de l’occupation et de l’apport en éclairage naturel.
Diminuer le coût d’entretien	Les performances des lampes et luminaires doivent rester valables le plus longtemps possible. Le choix des lampes à longue durée de vie est une chose mais il faut que le luminaire garantisse les performances dans le temps (c’est crucial en éclairage extérieur). De plus, un entretien rapide peut être exigé afin de diminuer les coûts importants liés à la main-d’œuvre.
Améliorer le confort et la sécurité des occupants	Le confort traduit la sensation de bien-être et donne à un aménagement son aspect convivial ou purement fonctionnel. Le choix et l’implantation des luminaires sont les facteurs principaux qui agissent sur le confort visuel ; mais il ne faut pas écarter la couleur de la lumière émise, le niveau d’éclairement et la couleur des parois. Si l’objectif de la rénovation est l’amélioration d’un confort lumineux, il est possible que les consommations électriques ne diminuent pas suite à la rénovation. La puissance installée peut rester sensiblement identique mais la meilleure efficacité des lampes ou des luminaires et un emplacement plus adéquat de ces derniers permettra d’atteindre le niveau d’éclairement recommandé et d’éliminer les problèmes de réflexions, d’ombres ou d’éblouissement. En fonction du type de local, les choix technologiques liés à la rénovation seront guidés par les priorités suivantes :

Se donner les moyens : rénovation complète ou rénovation partielle ?

Le choix entre ces deux modes de rénovation résulte d’un compromis entre le coût d’investissement, l’économie escomptée et l’amélioration du confort.

Rénovation partielle : remplacer les organes énergivores

Il s’agit de remplacer les éléments peu performants : soit les lampes, soit les ballasts, soit les optiques sans trop « toucher » à l’installation existante. En d’autres termes, tant que l’on ne démonte pas les luminaires, leurs câbles d’alimentation, leur commande/gestion, la rénovation peut être considérée comme partielle.

En ce qui concerne le remplacement des lampes, ce mode de rénovation est peu onéreux et rapide. Cependant, il n’est pas forcément le plus rentable. Il ne permet pas de prendre en compte tous les critères d’un éclairage de qualité (consommation minimum et confort maximum). De plus, pour certaines sources lumineuses comme les LED, la photométrie de la lampe n’est pas nécessairement adaptée au luminaire. Par exemple, le remplacement d’un tube fluorescent par un tube LED, indépendamment d’une efficacité lumineuse controversée, ne garantit aucunement la même distribution du flux lumineux que l’ancien luminaire. C’est sans compter que le tube LED risque aussi de rendre les ailettes de défilement inefficaces et, par conséquent, de générer un éblouissement non négligeable. Enfin, actuellement, le placement d’un tube LED dans un luminaire existant (originalement prévu pour lampe fluorescente) a comme conséquence que les marquages ENEC et CE ne sont plus valables.

Donc attention et prudence ! A prendre au cas par cas.

Une installation d’éclairage professionnelle nécessite une solution professionnelle.

Le remplacement des ballasts, des optiques, …, n’est pas nécessairement un gage de « success story » ; du moins pour les rénovations dans des bâtiments de faible taille. Cette opération demande souvent une main d’œuvre non négligeable qui annihile la rentabilité escomptée.

Pour les bâtiments de grande taille où les installations d’éclairage sont proches ou semblables, le « relighting » peut être envisagé. Il est impératif de s’adresser à des bureaux d’étude spécialisés ou directement à des fabricants capables de proposer une solution sur mesure.

Par exemple, un fabricant pourra proposer de remplacer des luminaires à tube fluorescent d’ancienne génération par une platine entièrement équipée :

du tube type T5 ;
du ballast électronique « dimmable » ou pas ;
du pré câblage.

Seule la connexion en la platine et l’alimentation dans le luminaire est à réaliser ; donc peu de main d’œuvre nécessaire.

Remarque : en éclairage extérieur, remplacer seulement une partie des luminaires (lampe, optique ou ballast) s’applique très peu. En effet, les réflecteurs des luminaires extérieurs sont généralement conçus pour une position bien précise du brûleur de la lampe. Un changement de lampe peut donc réduire le rendement du luminaire. De plus, les anciennes installations ne présentent plus nécessairement les qualités requises en matière de sécurité électrique, d’étanchéité et de rendement.

Rénovation complète

Le remplacement complet des luminaires est plus onéreux, mais conduit généralement à une plus grande économie d’énergie. Il permet d’élargir la sélection des appareils et de réaliser des choix mieux adaptés aux besoins.
Des contraintes subsistent toutefois :

Si on modifie le faux plafond, tout est permis ou presque.
Si on ne peut modifier le plafond, le nombre de luminaires, leur dimension et leur forme sont souvent figés figés (éventuellement une « carrosserie » adaptée sur mesure à prévoir en fonction des ouvertures existantes).
Si on peut modifier le réseau électrique, l’insertion de commandes/gestions supplémentaires permet de prendre en compte des besoins locaux différents.
Note : Il existe des systèmes de gestion qui ne nécessitent pas de câblage supplémentaire (gestion par luminaire, interrupteurs infra-rouge…).

Concevoir	Pour savoir comment concevoir un nouveau projet d’éclairage.
Calculs	Divers programmes de calcul permettent une comparaison économique sommaire des différentes possibilités de rénovation.

Découvrez ces exemples de « relighting » : les cours de tennis du tennis club de Waterloo, la rénovation de l’ILV, le bâtiment principal du CSTC à Limelette et deux locaux (bureaux) au CSTC.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réparer la protection de l’étanchéité

Comment réparer les protections légères ?

Les protections légères sont fixées directement sur la membrane d’étanchéité, ce sont :

soit une couche de paillettes d’ardoise,
soit une couche de peinture,
soit une feuille métallique.

Elles peuvent avoir été usées ou altérées.

Évaluer

Pour évaluer l’état de la protection légère.

Il est essentiel que cette protection reste en bon état pour éviter une dégradation de la membrane elle-même.

Le tableau ci-dessous indique en fonction du type de protection, les réparations possibles.

Type de protection	Réparations possibles
Paillettes d’ardoise	Petites surfaces abîmées : collage de nouvelles paillettes Grandes surfaces abîmées : brossage des paillettes non adhérentes et application d’une couche de peinture anti-UV compatible avec la membrane.
Peinture	Nouvelle couche de peinture
Feuille métallique	Petites surfaces abîmées : collage de rustines en membrane surfacée métallique Grandes surfaces abîmées : enlèvement des parties mal fixées et application d’une couche de peinture anti-UV compatible avec la membrane.

Comment réparer les protections lourdes ?

Comme les protections légères, les protections lourdes protègent la couverture des rayons UV. En outre, par sa masse, elle assure la résistance au vent de celle-ci et la protège des agressions mécaniques.

Ce sont :

soit du gravier,
soit des dalles sur plots,
soit des dalles complexes isolantes,
soit des chapes en béton ou en mortier recouvertes ou non de dalles,
soit de l’asphalte coulé.

Il est donc essentiel que la protection lourde couvre toute la surface à protéger. Elle doit également rester propre pour éviter le développement en son sein d’organismes nuisibles pour la toiture elle-même ou l’environnement. En outre, elle ne peut en se dégradant, devenir elle-même une menace de blessure pour les membranes (dalles ou chapes cassées)

Évaluer

Pour évaluer l’état de la protection lourde en gravier.

Le tableau ci-dessous indique en fonction du type de protection, les réparations possibles.

Type de protection	Réparations possibles
Gravier	Remise en place, nettoyage, enlèvement des végétations.
Dalles sur plots	Remplacement des dalles ou des plots cassés, nettoyage sous les dalles, réglage des niveaux.
Dalles drainantes	Remplacement des parties cassées ou manquantes.
Dalles complexes isolantes	Remplacement des parties cassées ou manquantes.
Chape avec ou sans dallage	Ragréage des joints et parties abîmées.
Asphalte coulé	Ragréage des joints et parties abîmées.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Améliorer la pompe à chaleur

Amélioration du fonctionnement

Il semble que ce soit par l’optimisation du dégivrage que l’on puisse améliorer le plus sensiblement la performance de la PAC.

Si autrefois, les dégivrages étaient essentiellement commandés par une horloge, aujourd’hui différentes techniques existent pour ne procéder à la phase de dégivrage que lorsque c’est réellement nécessaire.

Concevoir

Pour parcourir ce qui peut être mis en place pour les évaporateurs des armoires frigorifiques, confrontés à un problème similaire.

Améliorations et développements dans le domaine des composants

La technique des microprocesseurs permet d’améliorer les coefficients des performances et offre une plus grande sécurité de fonctionnement : suppression des perturbations dues aux tubes capillaires, senseurs et régulateurs plus rapides pour surveiller aussi bien le côté température que le côté pression.

Les vannes de détente électroniques améliorent également les coefficients de puissance grâce à une meilleure surveillance des valeurs d’état permettant une diminution des possibilités de surchauffe et une meilleure utilisation de la surface de l’évaporateur.

Concevoir

Pour connaître les avantages du détendeur électronique par rapport au traditionnel détendeur thermostatique et parcourez le chapitre sur le choix de la régulation.

À l’avenir, le compresseur rotatif – en particulier le compresseur Scroll dans les petites puissances – remplacera progressivement le compresseur à piston (pourtant plus avantageux du point de vue prix), longuement et dûment éprouvé, mais techniquement dépassé. Les compresseurs autorisent une régulation continue de la vitesse, ce qui devrait optimaliser le besoin en énergie, bien que de nombreuses questions restent en suspens (fonctionnement du cycle lors des variations de débit, retour d’huile, influence du variateur de vitesse sur le réseau).

Concevoir

Pour connaître les évolutions en matière de compresseur.

Avec de nouveaux fluides, mélanges azéotropes de 2 composants, on obtiendra de meilleurs coefficients de performance. Des mélanges azéotropes sont des mélanges de liquides ayant la même composition tant dans leur phase liquide que dans leur phase gazeuse, rendant la séparation par distillation impossible. Autrement dit, tous les composants du mélange évoluent et changent de phase de la même façon lors des variations de température et l’on dispose à tout moment d’un fluide homogène.

Améliorer

Pour connaître les évolutions en matière de fluide frigorigène.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le mode de préparation de l’eau chaude sanitaire

Installation centralisée ou décentralisée ?

La centralisation possède des avantages certains, …

En effet, regrouper la préparation d’eau chaude dans une seule chaufferie permet :

Un coût d’installation inférieur à la somme des coûts des installations individuelles qu’elle remplace.
Un encombrement plus faible (voire une nuisance acoustique plus faible dans certains cas).
Une meilleure fiabilité et durée de vie.
Un coût de maintenance plus faible (un seul appareil de production, un seul conduit d’évacuation des gaz brûlés).
Un rendement de production souvent supérieur à ceux des appareils décentralisés, dans le cas des installations à combustible.
Une possibilité de valoriser l’effet de foisonnement des demandes (simultanéité des besoins), d’où des puissances et des volumes de stockage moindres.

Mais des désavantages également …

Un rendement de distribution médiocre, avec parfois l’obligation d’installer une boucle de recyclage, ou un traçage des conduites. Le rendement est fonction de l’isolation de la conduite, mais il dépasse rarement 70 % dans ce cas.
Une difficulté de répartir la consommation en fonction des usagers (placement de compteurs et relevé possible mais plus lourd à gérer), et donc tendance à un « laisser-aller » dans les consommations puisqu’on ne les paye qu’indirectement…
Un manque de souplesse dans l’adaptation aux besoins des différents utilisateurs.

Qui sont donc des avantages pour la décentralisation !

L’installation peut être décentralisée auprès de chaque unité fonctionnelle du bâtiment :

Exemple.

La salle de sports d’une école peut avoir son ballon accumulateur, tandis que la conciergerie et le réfectoire peuvent être équipés chacun de préparateurs à eau chaude gaz indépendants.

L’installation peut même être décentralisée au niveau d’un point de puisage :

Exemple.
L’évier tout au bout du couloir, où le personnel d’entretien puise 1 ou 2 seau par jour, sera utilement équipé d’un petit préparateur à accumulation électrique.

Et énergétiquement parlant ?

La centralisation a pour désavantage d’éloigner les points de puisage du point de production de l’eau chaude, et donc de créer des pertes par tuyauteries, soit parce l’eau chaude met beaucoup de temps à parvenir, soit parce qu’un réseau de distribution doit être créé ce qui génère également des pertes.

1ère synthèse

Calculs	Pour chiffrer la perte liée à l’eau chaude « bloquée » dans un tuyau lors de la fermeture du robinet, cliquez ici (page générale) !
Calculs	Pour calculer la perte énergétique annuelle d’une tuyauterie, cliquez ici (page générale) !

Le tableau ci-dessous, extrait d’une publication EDF, peut aider le choix :

Besoins	Distance entre production et points de puisage	Foisonnement (simultanéité des besoins)	Solution
Importants	faible	bon	centralisé
	faible	mauvais (1)	centralisé
	grande	bon	centralisé
	grande	mauvais (1)	décentralisé
Faibles	faible	–	semi-centralisé (2)
Faibles	grande	–	décentralisé

(1) Le foisonnement est mauvais quand les appels maximaux sont, par nature, à peu près simultanés : hôtellerie, restauration, douches d’entreprises, …

(2) Un système semi-centralisé est caractérisé par le regroupement géographique de plusieurs postes : une production commune à plusieurs points de puisage rapprochés. C’est un compromis qui vise à la fois à limiter le nombre d’équipements de production d’ECS et à réduire la longueur du réseau.

Un exemple de comparaison des consommations

Une étude réalisée dans le cadre du programme Ravel (Suisse) compare 3 façons de préparer de l’eau chaude sanitaire pour 32 appartements répartis en 3 bâtiments :

un boiler électrique dans chaque appartement,
une préparation centralisée par bâtiment,
une préparation centralisée pour l’ensemble des 3 bâtiments.

Sur le plan énergétique, malgré la multiplicité des ballons (et donc des surfaces de déperditions), c’est la 1ère solution qui est la plus favorable (rendement total annuel de 79 %), et c’est la production centralisée et combinée au chauffage des bâtiments qui est la plus génératrice de pertes (55 %).

Mais sur le plan de l’énergie primaire consommée (en centrale), cette conclusion s’inverse suite au fait de l’énergie électrique. Cela veut dire aussi que la première solution restera la plus chère à l’exploitation. Rien n’est simple…!

Production indépendante ou combinée ?

Faut-il une préparation d’eau chaude indépendante ou combinée avec la chaudière qui assure le chauffage du bâtiment ?

Installation combinée

Une installation à double usage permet d’alléger le prix d’investissement, le poste « production de chaleur » étant commun au chauffage des locaux et à la production d’eau chaude sanitaire. Il est seulement parfois nécessaire d’augmenter légèrement la puissance installée pour le chauffage des locaux, si la puissance de l’eau chaude dépasse 25 % de la puissance du chauffage du bâtiment.

Circuit équipé d’une chaudière à condensation et d’une chaudière classique en appoint.

Mais il y a quelques inconvénients :

Le principal est que le système de production de chaleur doit rester en service en mi-saison et en été. À ce moment, le rendement est alors dégradé suite aux pertes à l’arrêt des chaudières, aux pertes du collecteur et au plus mauvais rendement de combustion des brûleurs qui fonctionnent souvent en cycles courts. Des rendements de production de l’eau chaude inférieurs à 50 % sont fréquents.
Par ailleurs, durant la saison de chauffe, la performance de la chaudière « basse température » sera dégradée par la nécessité de remonter périodiquement la température de sortie de l’eau chaude. S’il s’agit d’une chaudière à condensation, elle requiert de l’eau de retour à basse température. Or, si la production d’eau chaude sanitaire à 60°C lui est aussi demandée, elle devra, au moins à certains moments, travailler à plus haute température… et donc perdre un peu d’efficacité liée à la condensation (en fonction du type de chaudière et du régime de dimensionnement de l’échangeur).

Une solution peut consister à fractionner la puissance de chauffe et à installer une petite chaudière dont la puissance convient pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire en été. Durant la saison de chauffe, cette chaudière peut-être connectée en parallèle sur le réseau de chauffage et dédicacée à la production d’eau chaude sanitaire en été. Elle peut ainsi être également utile pour les relances de chauffage de début de journée en mi-saison, évitant la mise en température de la chaudière principale.

Exemple théorique.

Comparons les pertes d’une installation combinée et d’une chaudière propre à la production d’eau chaude sanitaire.

Hypothèse : il s’agit d’une installation équipant un home pour personnes âgées. La consommation globale en eau chaude du bâtiment est estimée à 1000 m³ d’eau à 60°C par an. Le besoin énergétique pour chauffer cet eau est de :

1,16 [kWh/m³.°C] x 1000 [m³/an] x (60 [°C] – 10 [°C]) = 58 000 [kWh/an]

dont 38 400 [kWh/an] durant la saison de chauffe et 19 600 [kWh/an] en été.

Pertes	Installation combinée [kWh/an]	Installation séparée [kWh/an]	Différence [kWh/an]
En hiver (5 800 h/an)
Pertes de combustion	38 400 [kWh/an] x (1 – 0,92) = 3 072 [kWh/an]		0 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « chauffage »	0,003 x 650 [kW] x 3 925 [h/an] / 0,92 = 8 320 [kWh/an] (*)	0,001 x 500 [kW] x 4 000 [h/an] / 0,92 = 2 174 [kWh/an]	6 146 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « eau chaude »	–	0,003 x 150 [kW] x 5 500 [h/an] / 0,92 = 2 055 [kWh/an]	– 2 055 [kWh/an]
Pertes du collecteur « chauffage »	16,7 [W/m] x 20 [m] x 5 800 [h/an] / 0,92 = 2 106 [kWh/an]	7,7 [W/m] x 20 [m] x 5 800 [h/an] / 0,92 = 971 [kWh/an]	1 135 [kWh/an]
Pertes d’hiver	3 072 [kWh/an] + 8 320 [kWh/an] + 2 106 [kWh/an] = 13 498 [kWh/an]	3 072 [kWh/an] + 2 174 [kWh/an] + 2 055 [kWh/an] + 971 [kWh/an] = 8 272 [kWh/an]	5 226 [kWh/an]
En été (2 960 h/an)
Pertes de combustion	19 600 [kWh/an] x (1 – 0,90) = 1 960 [kWh/an]	19 600 [kWh/an] x (1 – 0,92) = 1 568 [kWh/an]	392 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « chauffage »	0,003 x 650 [kW] x 2 935 [h/an] / 0,90 = 6 359 [kWh/an]	–	6 359 [kWh/an]
Pertes à l’arrêt de la chaudière « eau chaude »	–	0,003 x 150 [kW] x 2 860 [h/an] / 0,92 = 1 399 [kWh/an]	– 1 399 [kWh/an]
Pertes du collecteur « chauffage »	16,7 [W/m] x 20 [m] x 2 960 [h/an] / 0,90 = 1 098 [kWh/an]	–	1 098 [kWh/an]
Pertes d’été	1 960 [kWh/an] + 6 359 [kWh/an] + 1 098 [kWh/an] = 9 417 [kWh/an]	1 568 [kWh/an] + 1 399 [kWh/an] = 2 967 [kWh/an]	6 450 [kWh/an]
Sur l’année
Bilan global – pertes totales	22 915 [kWh/an]	11 239 [kWh/an]	11 676 [kWh/an] ou 1 168 [m³gaz/an]

L’installation d’une chaudière combinée entraînerait donc une surconsommation d’environ 1 200 m³ de gaz par an ou une dépense complémentaire d’environ 275 € par an.

Concevoir

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Installation indépendante

Une préparation spécifique d’eau chaude permet de séparer les deux fonctions (chauffage des locaux et chauffage de l’eau) lorsque les profils de demande sont trop différents. On requiert par exemple à un ballon accumulateur électrique, à un accumulateur au gaz, à un préparateur instantané gaz, …

Cela permet de concevoir et de dimensionner au mieux chaque installation, sans réaliser de compromis … où l’énergie se trouve souvent mal valorisée.

Avec l’arrivée des critères anti-légionelles, la demande de haute température pour la production de l’eau chaude sanitaire apparaît contraire à l’évolution basse température que vit le monde du chauffage.

Cette séparation permet également l’usage de 2 énergies différentes (gaz et électricité, par exemple).

Ballon mixte ?

On pourrait aussi prévoir un système mixte avec un serpentin d’eau chaude pour l’hiver et une résistance électrique pour l’été.

Thermomètre.
Tube plongeur pour sonde de thermostat.
Anode en magnésium.
Tube de retour de circulation.
Cuve (acier galvanisé, cuivre ou acier).
Thermovitrification / émail / plastique.
Capot de recouvrement.
Thermostat de réglage et de sécurité.
Corps de chauffe électrique.
Prise d’eau froide.
Brise-jet.
Tube plongeur pour sonde de thermostat.
Pieds réglables.
Calorifuge (laine minérale, polyuréthane sans CFC).
Retour chauffage.
Serpentin.
Aller chauffage.
Prise d’eau chaude.

Reprenons le bilan de l’exemple précédent :

Exemple théorique (suite) :

	Installation combinée [kWh/an]	Ballon mixte
En été (2 960 h/an)
Besoin pour le chauffage de l’eau	19 600 [kWh/an]	19 600 [kWh/an]
Pertes d’été	9 417 [kWh/an]	–
Consommation	19 600 [kWh/an] + 9 417 [kWh/an] = 29 017 [kWh/an]	19 600 [kWh/an]
Prix du kWh	0,023 [€/kWh]	0,044 [€/kWh nuit]
Facture	29 017 [kWh/an] x 0,023 [€/kWh] = 667 [€/an]	19 600 [kWh/an] x 0,044 [€/kWh nuit] = 862 [€/an]

(On ne considère pas les pertes des ballons qui resteront constantes quel que soit le système).

Le bilan est donc plutôt en défaveur de la solution mixte, du fait du coût de l’électricité. Le bilan est également défavorable à la solution mixte si on l’établit en tenant compte de la consommation en énergie primaire puisque le rendement actuel de production de l’électricté est d’environ 38 %.

Chaque cas est cependant un cas particulier.

Le bilan doit donc être fait au cas par cas en fonction de la demande. Il sera notamment fonction du fait que le ballon mixte puisse couvrir l’ensemble des besoins de la journée ou non (le coût du kWh électrique de jour est double de celui de nuit).

En rénovation, tout dépend également des performances de la production combinée existante. Par exemple, l’association CEDICOL a réalisé une mesure sur site (source : magazine « L’entreprise », mars 90) dont il ressort un rendement saisonnier annuel de production d’eau chaude de 71 % et un rendement d’été de 49 % :

La production de cette installation domestique est, en été, de 186 litres d’eau chaude par jour.

Durant l’été 88, la chaudière a consommé 189 litres de fuel (soit 1 880 kWh) pour produire 24 180 litres d’eau chaude (soit 939 kWh). Le rendement de production en été est donc de 939 / 1 880 kWh = 49 %.

Pour l’ensemble de l’année, le système produit 42 150 litres d’eau chaude avec un rendement saisonnier de 71 %.

Séparer la production d’eau chaude en été, et produire cette dernière au moyen de l’électricité permettrait de gagner :

1 880 [kWh] x (1 – 49 % / 93 %) = 890 [kWh]

Le gain financier est de :

Facture d’été en production combinée : 189 [litres] x 0,2116 [€/litres] = 40 [€]
Facture d’été en production séparée : 990 [kWh] x 0,044 [€/kWh] = 44 [€]
Perte : 4 [€/an]

On se trouve dans la situation la plus favorable de production combinée, avec une chaudière fonctionnant en température glissante. Dans le cas dune ancienne chaudière restant à température constante tout l’été (de 70°C, par exemple), il n’est pas rare d’avoir des rendements de production inférieurs à 20 % en été !

Dans ce cas, le bilan serait alors le suivant :

Consommation en fuel d’été : 1 880 [kWh] x 49 [%] / 20 [%] = 4 606 [kWh] ou 460 [litres fuel]
Gain énergétique : 4 606 [kWh] x (1 – 20 % / 93 %) = 3 616 [kWh]
Facture d’été en production combinée : 460 [litres] x 0,2116 [€/litres] = 97 [€]
Facture d’été en production séparée : 990 [kWh] x 0,044 [€/kWh] = 44 [€]
Gain : 53 [€/an]

En tout cas, si l’on prévoit de conserver le mode de production combinée l’été et que la demande peut être couverte facilement par une ou deux relances de la chaudière sur la journée, il sera utile de greffer une horloge sur la régulation pour imposer les plages horaires durant lesquelles le réchauffage du ballon est autorisé. Par exemple : de 5 à 7 heures du matin et de 16 à 18 heures en fin de journée. Ainsi, on évitera de remettre la chaudière en route suite au puisage d’un seau d’eau !

Attention aux installations avec boucle de distribution

La solution du ballon mixte est à éviter s’il existe une boucle de circulation mal isolée générant des pertes permanentes élevées : les retours « froids » de la boucle de circulation perturbent la stratification des températures dans le ballon et la température de fourniture de l’eau diminue.

Les solutions ne sont guère performantes : soit le thermostat s’enclenche pour réchauffer le ballon, soit un réchauffage de boucle maintient la température à son niveau. Mais ceci génère un chauffage électrique de jour assez coûteux.

Les capteurs solaires sont aussi une solution pour l’été

Les capteurs solaires apportent également une solution « mixte », prenant le relais en période ensoleillée. Mais il faudra s’assurer que le système de chauffage dispose d’un mode « veille » très économe lorsque le soleil est actif.

Production instantanée ou à accumulation ?

Les besoins d’eau chaude varient dans le temps. Et le préparateur doit s’y adapter en permanence !

Imaginons deux situations extrêmes :

Les vestiaires du club de foot de Frouchy-les-Bains-de-Pieds : 6 douches pouvant débiter 12 litres/min chacune, utilisées 3 fois par semaine après les matchs.Le chauffage instantané de l’eau demanderait une puissance de 175 kW !
À titre de comparaison, le chauffage d’une habitation domestique demande 20 kW par – 10°C extérieur…Solution : la petite chaudière du local produira et accumulera de l’eau chaude durant les 6 à 8 heures qui précèdent les matchs… et le réservoir sera vidé dans l’heure qui suivra le coup de sifflet de l’arbitre.
L’hôpital de 1 200 lits, avec restauration et buanderie incorporée : il y a toujours un robinet d’eau chaude ouvert quelque part !Les besoins sont permanents et le système de préparation doit y répondre en temps réel, avec une modulation de la puissance en fonction des moments de la journée. Stocker les besoins journaliers d’eau chaude est inimaginable…Solution : un échangeur (à plaques ou tubulaires) rapide, raccordé à la chaudière, produisant instantanément l’eau chaude en fonction du besoin.

En réalité, la solution idéale est toujours en équilibre entre ces deux extrêmes :

Dans les vestiaires, la chaudière peut déjà recharger le ballon pendant le puisage des douches, pour les cas où deux matchs se suivraient la même après-midi. On parle de semi-accumulation.
Dans l’hôpital, un réservoir d’appoint permet de mieux fournir l’important débit de pointe demandé au matin. On parle de semi-instantané.

En fait, « semi-accumulation », « semi-instantané », c’est la même chose : un juste équilibre à trouver dans le dimensionnement du préparateur entre ces 2 modes de production. Et une même méthode de dimensionnement.

La préparation instantanée « pure »

On distingue essentiellement le préparateur instantané gaz et l’échangeur instantané à plaques.

Les avantages d’une préparation instantanée sont liés à l’absence de stockage :

Le faible encombrement
C’est un argument-clef si la place disponible est particulièrement réduite.

La faible charge au sol
C’est un argument si la chaudière est prévue sous toiture.

L’absence de pertes par stockage
Cet argument tend à devenir négligeable, vu l’isolation poussée des ballons récents.

La bonne performance hygiénique
L’eau chaude ne stagnant pas dans le préparateur, les risques de propagation de la légionelle sont réduits.

Le faible coût d’investissement
Cette technique est relativement peu onéreuse à installer.

Mais les inconvénients du préparateur instantané sont aussi nombreux :

la fluctuation de la température de l’eau au niveau de l’utilisateur
Malgré une régulation fine (PID) (à prévoir absolument), on reste limité par le temps de réponse des éléments mécaniques de l’installation qui rend les fluctuations inévitables. Il est déconseillé d’utiliser ce type de système dans un bâtiment ayant un profil de puisage discontinu.

Le rendement de production dégradé de la chaudière
Avec une chaudière combinée chauffage-ECS, il est indispensable de maintenir la chaudière en permanence à température élevée (min 70°C) pour garantir un temps de réponse minimum lorsqu’une demande apparaît. Ceci interdit une régulation en température glissante des chaudières et n’est donc pas optimum énergétiquement, principalement avec les anciennes chaudières ou même avec des chaudières gaz atmosphériques récentes dont les pertes à l’arrêt sont importantes.
Le fonctionnement du brûleur en cycles courts
Étant donné l’absence de réservoir tampon, chaque puisage va entraîner la mise en route de l’installation pour des temps très courts. Les temps de fonctionnement du brûleur seront donc brefs, ce qui est défavorable pour le rendement de combustion et la pollution atmosphérique.
La puissance élevée du générateur
La production instantanée demande généralement une puissance de générateur très importante. Dans le cas d’une production d’ECS combinée au chauffage, il peut être nécessaire de surdimensionner la chaudière uniquement pour l’ECS.
La puissance des circulateurs
La perte de charge des échangeurs instantanés demande des pompes plus puissantes dont la consommation électrique n’est pas à négliger.

La fragilité de certains équipements
Les préparateurs instantanés au gaz sont fortement soumis à l’entartrage et sont sujets à percer parfois rapidement. Cet effet est renforcé dans les chaudières murales où la compacité entraîne également l’utilisation d’un matériel plus léger que les chaudières au sol, ce qui limite la durée de vie.

La préparation en accumulation « pure »

Le ballon de stockage est un tampon permettant de dissocier le rythme de la production des variations brusques de la demande. Il lisse les pointes et réduit le coût de la puissance. Il permet parfois d’utiliser de l’énergie moins chère la nuit (accumulateur électrique).

Généralement, le principe de l’accumulation offre la possibilité de changer plus facilement le vecteur énergétique (gaz, fuel, bois, …) de l’unité de production de chaleur, et même d’intégrer une production solaire ou par pompe à chaleur.

Mais par contre, il nécessite un investissement supplémentaire, en euros (son propre coût) et en m² (son encombrement). Il génère également une perte d’énergie par les parois.

Ce mode de production sera logiquement d’application :

Si la source d’énergie est électrique
Il est alors presque inimaginable de recourir à un système instantané, vu l’importance de la puissance nécessaire (un préparateur 12 litres/minute requiert une puissance de 24 kW, soit une ligne de 100 A environ !). Un système par stockage s’impose pratiquement. Cela permet d’ailleurs de valoriser le courant de nuit, moins onéreux.
Si les consommations présentent des pointes très importantes
En effet, une masse d’eau chaude est immédiatement disponible, sans devoir développer une puissance considérable.

La préparation semi-instantanée ou en semi-accumulation

La production d’ECS en semi-accumulation ou en semi-instantanée (échangeur + ballon de stockage) est la plus appropriée au mode de consommation d’ECS dans la plupart des applications tertiaires.
Elle combine les avantages des deux systèmes :

Le confort
Grâce au ballon d’eau chaude, les temps de réponse sont courts et les fluctuations de température réduites.
L’encombrement
L’encombrement est plus réduit qu’en accumulation pure.
La puissance
La puissance de production à installer est plus réduite qu’en instantané pur.
Le rendement de production
Avec une chaudière combinée chauffage-ECS, le fonctionnement en température glissante ne pose pas de problème, la chaudière pouvant fonctionner en basse température pour le chauffage des locaux et rehausser sa température de consigne lorsqu’il y a demande du ballon d’ECS.

Le schéma ci-dessous paraît être le bon compromis assurant la production à la demande, et donc en limitant les pertes de stockage, tout en ayant un ballon stabilisateur de température au démarrage d’une demande de pointe.

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Pour info, les ingénieurs Français distinguent :

les préparateurs semi-instantanés comme ceux dont la capacité d’accumulation est calculée pour vaincre les besoins en ECS de l’heure de pointe, mais ne pouvant absorber les pointes de 10 minutes sans surdimensionner l’échangeur,
des préparateurs à semi-accumulation dont le volume de stockage est capable d’absorber les pointes de 10 minutes, avec une puissance de génération limitée aux besoins horaires.

Production combinée et chaudière à condensation

Si le chauffage de l’eau sanitaire est assuré par une chaudière à condensation, il y a lieu d’adapter le réseau hydraulique pour valoriser sa performance. En pratique, il faut assurer le retour le plus froid vers la chaudière.

Or nous sommes en présence d’un paradoxe

L’eau sanitaire est très froide (10°C) à son arrivée. Elle devrait dès lors permettre de valoriser l’efficacité énergétique d’une chaudière à condensation.
L’eau chaude sanitaire doit être portée à haute température (généralement 60°C pour gérer le problème de la légionellose). Le circuit de chauffage monte donc environ à 75°C, et génère des retours à 65°C en fin de période de chauffage du ballon ! Par rapport aux circuits « basse température » dont nous sommes aujourd’hui coutumiers en chauffage, c’est donc un régime « haute température »… et cela supprime toute possibilité de condensation.

Deux solutions apparaissent :

> 1° – Il existe deux raccordements de retour à la chaudière à condensation. Le retour de l’eau chaude sanitaire peut être raccordé à l’entrée « haute température ». On a abandonné alors tout espoir de condenser avec le réseau d’eau chaude sanitaire. C’est adéquat lorsque les besoins d’eau chaude sont fort importants, voire permanents (hôpital, abattoir, …).

schéma de raccordements de retour à la chaudière à condensation.

> 2° – On décide au contraire de valoriser au maximum la condensation. Sachant que la température de retour doit être inférieure à 53°C, on décide de travailler avec un circuit d’eau de chauffage du ballon à la plus basse température de retour possible. Lors du dimensionnement de la puissance de l’échangeur de production d’eau chaude, un retour à 40 .. 45°C est choisi, par exemple via un régime 70° – 40° ou 90° – 45° au lieu d’un traditionnel régime 90° – 60°.

schéma de raccordements de retour à la chaudière à condensation.

Cette formule n’est quasiment possible qu’en présence d’un échangeur instantané. En effet, la température de retour de 40 .. 45°C ne pourra réellement être atteinte que lorsque la température de l’eau froide est de 10°C.

Lorsque l’échangeur instantané alimente une boucle de distribution et qu’aucun puisage n’est effectué, l’échangeur est alimenté par de l’eau à 55°C, ce qui rend impossible un retour d’eau de chauffage vers la chaudière à 40°C. En cas de puisage, il y a mélange entre l’eau froide de ville et l’eau chaude de la boucle. L’eau alimentant l’échangeur est donc à une température supérieure à 10°C. Cependant le débit de boucle étant en pratique réduit, la quantité d’eau froide appelée sera la plupart du temps suffisante pour que la température d’alimentation de l’échangeur soit assez basse pour permettre la condensation.

Techniques

Pour plus d’informations sur les circuits hydrauliques favorables à la condensation, cliquez ici !

Quelle régulation pour la production combinée ?

Il est recommandé d’avoir une régulation de la température de départ de chaudière basée sur le principe de la « priorité sanitaire » : la haute température ne soit être appliquée que lorsqu’il y a demande de production d’eau chaude sanitaire.

Imaginons un ballon réglé sur 60°C :

En temps normal, la chaudière est gérée par une régulation à température glissante.
Lorsqu’il y a demande d’eau chaude sanitaire (T°ballon = 57,5°C), la température de départ chaudière augmente et les vannes mélangeuses des différents circuits de chauffage peuvent se fermer quelque peu.
Dès la satisfaction du ballon (T°ballon = 62,5°C), la température de chaudière revient à la valeur calculée par le régulateur en fonction de la température extérieure.

Cette régulation sous-entend l’absence d’un préparateur instantané (échangeur à plaques) qui lui doit pouvoir réagir au quart de tour, et qui demandera une température de chaudière toujours élevée.

Elle montre aussi toute l’importance d’un surdimensionnement du serpentin installé dans le ballon :

T°chaudière = T°ballon + X°

X sera d’autant plus petit que la puissance de l’échangeur sera grande.

L’intérêt d’une telle régulation est d’autant plus important que la chaudière alimente le ballon d’eau chaude aussi en été. Dans ce cas, la régulation permettra d’arrêter totalement la chaudière (température retombant à 20°C) sauf durant les périodes de chauffage de l’eau sanitaire. Ces périodes seront définies par une horloge qui limitera la charge du ballon de stockage à un nombre limité de périodes de la journée. Cela permet d’éviter que la chaudière ne démarre pour des faibles puisages, avec pour conséquence :

un maintien quasi permanent de la chaudière à une température moyenne relativement élevée,
un fonctionnement du brûleur par cycles courts, synonyme de mauvaise combustion et d’émissions polluantes.

Remarque.
À noter que certains constructeurs proposent une régulation tout à fait optimisée :

Lorsque la température dans le ballon atteint 61 ou 62°C, la chaudière est déjà coupée. La circulation d’eau chaude est maintenue de telle sorte que le ballon monte à 62,5°C mais sans prolonger inutilement le maintien en température de la chaudière.
Certains ballons sont régulés via 2 sondes plongeuses : si le puisage est faible, la première sonde est froide mais la deuxième reste chaude. L’installation ne réagit pas, elle se base sur la température moyenne entre les 2 sondes. Si le puisage est important, des remous vont déstratifier la température dans la cuve, la deuxième sonde sera rapidement touchée par le flux d’eau froide : une réaction immédiate de l’installation de chauffage est programmée. Cette astuce permet de ne pas faire réagir trop vite la chaudière et d’attendre qu’un volume d’eau important soit à réchauffer, ce qui augmente la durée de la période de condensation.

Choix du vecteur énergétique

Rien n’est simple…

Poser la question du choix du combustible pour chauffer l’eau chaude sanitaire, c’est aussi parfois comparer des équipements qui ont des performances différentes … en fonction du combustible choisi !

Par exemple, si les besoins se résument à 10 seaux d’eau par semaine pour le nettoyage des locaux de bureaux, et que le gaz naturel n’est pas disponible, le fuel est un choix technologiquement impossible.

Mais procédons par étape pour dégager les lignes de force :

L’énergie solaire

couvre 40 à 50 % des besoins, sans générer ni CO₂ ni autres polluants. Ceci n’étant vrai que lorsqu’ils sont utilisés pour un bâtiment donc les consommations sont simultanées et également fortes en été comme les piscines, les homes, hôpitaux, l’hôtellerie, les logements collectifs… Les écoles, fermées en juillet et aout sont, par exemple, peu compatible avec ce type de vecteur,
c’est un « combustible gratuit » mais qui coûte essentiellement par l’investissement initial dans l’installation, son prix ramené au kWh fourni dépasse légèrement le prix du gaz naturel. Cette source d’énergie est difficilement rentable en moins de 20 ans,
est mieux valorisé pour les bâtiments bas (rapport m² de toiture/consommation ECS plus favorable),
est source d’énergie instable qui doit être complétée par un autre combustible d’appoint,
est porteur d’image de marque car il témoigne que l’investisseur veut promouvoir un autre type de consommation,
pari sur l’avenir puisqu’on peut penser que les prix énergétiques ne feront qu’augmenter.
dans le cadre de la lutte contre les légionelles, le chauffage de l’eau sanitaire par l’énergie solaire présente des risques liés à l’inconstance de la température de chauffe. En considérant que la fourchette de température de 25 – 45°C est idéale pour le développement des bactéries, avec un système tel que le chauffage solaire, on risque de s’y retrouver régulièrement au cours de l’année; ce qui signifie que le chauffage solaire ne doit être utilisé que comme moyen de préchauffage.
l’installation doit plutôt être orientée plein sud,
le solaire thermique produit 40% d’énergie primaire en plus que le solaire photovoltaïque mais coute presque 3 fois plus cher au m²,
c’est un système encombrant qui prend la place d’éventuels panneaux solaire photovoltaïques souvent bien plus rentables à tous points de vue,

Le gaz naturel

sans conteste le combustible traditionnel qui présente le plus de qualités environnementales : absence de soufre, faible taux de CO2 par kWh produit, faible taux de NOx,
facile à distribuer dans le bâtiment (un préparateur peut être facilement rapproché des consommateurs par circulation d’une conduite gaz),
facile à réguler grâce à la souplesse de la flamme gaz, permettant de produire en instantané et avec une puissance modulée,
mais aussi, requérant un conduit d’évacuation de fumées, au minimum de type ventouse,
nécessitant une bonne sélection de l’équipement (limitant les pertes à l’arrêt et, si possible, valorisant l’énergie de condensation de la vapeur d’eau contenue dans les fumées),
non disponible sur tout le territoire,
d’un coût au kWh en moyenne plus élevé que celui du fuel, sauf en période de crise internationale.

Évolution des prix du fuel et du gaz depuis 1996. En moyenne, de 1996 à 2001, le gaz a été 8 % (tarif ND2) plus cher que le fuel (au tarif officiel). Si l’institution parvient à obtenir une ristourne de 5 % sur le prix officiel du fuel, cette différence serait de 13 %.

Le fuel

Combustible engendrant des émissions polluantes plus importantes au niveau de l’utilisateur final (taux de CO2 et taux de NOx plus élevés (pour les chaudières de plus de 70 kW) que pour le gaz, présence de soufre). Le risque de pollution au cours de son transport reste important (marée noire),
Le coût est l’argument de vente principal, même s’il peut subir de fortes fluctuations.
La combustion requiert des puissances minimales élevées, ce qui force une production combinée entre chauffage et sanitaire, … et crée des mauvais rendements en été.

L’électricité

Source d’énergie presque parfaite lors de son utilisation : propre, de rendement proche de 100 %, d’investissement faible dans l’équipement, avec comme seul défaut une puissance limitée qui oblige à prévoir des ballons accumulateurs d’eau chaude,
Mais source d’énergie chère qui provoque de plus la controverse par sa production !

Développons :

La qualité écologique des rejets

Soit l’électricité est produite par énergie nucléaire, les rejets en CO2 sont nuls mais les déchets nucléaires sont difficilement gérables.
Soit l’électricité est produite par un combustible traditionnel et les émissions en CO2, NOx, SO3, … sont en moyenne élevées (les fortes émissions des anciennes centrales au fuel ou au charbon ne sont que partiellement compensées par la qualité des centrales TGV qui valorisent le gaz).

L’efficacité énergétique de la production

De façon simplifiée, il faut brûler 3 kWh de combustible (dit « primaire ») pour obtenir 1 kWh électrique, les 2 autres kWh étant perdus en chaleur autour de la centrale. Chaque tasse de café au bureau génère 2 tasses d’eau chaude dans la Meuse à Tihange… L’électricité, fabuleuse pour l’éclairage, pour l’électronique,… ne peut se défendre pour produire de la chaleur.
Seule la pompe à chaleur (PAC) peut justifier sa place comme corps de chauffe, puisqu’elle replace le bilan au point de départ : 1 kWh électrique au compresseur génère 3 kWh de chaleur utilisable. Idéalement, la PAC pourrait refroidir l’eau de la Meuse et produire les 3 tasses de café !

Mais la haute température de l’eau chaude sanitaire handicape fortement cette application.

Non, je n’ai pas dit qu’il faut d’abord filtrer la Meuse pour améliorer le goût du café, cela n’a rien à voir !…

Conclusions

Si une chaleur régulière peut être récupérée dans le bâtiment, elle doit être étudiée en priorité (machine frigorifique, buanderie, process, …).
L’étude d’un préchauffage par énergie solaire doit être intégrée dans tout nouveau projet.
Le gaz est alors le vecteur le plus adéquat pour produire l’appoint du chauffage de l’eau chaude sanitaire.

Critères de l’efficacité énergétique

Une évaluation difficile

Ce rendement est difficile à évaluer. Beaucoup de facteurs interviennent et les hypothèses d’exploitation modifient fortement le regard.

Pour s’en convaincre, il suffit de prendre un exemple simple d’un ballon de préparation électrique de 200 litres :

performant… si le puisage est de 150 litres chaque jour,
catastrophique … si le ballon alimente 3 lavabos deux étages plus haut, avec des utilisateurs qui, en pratique, n’attendent pas que l’eau soit chaude pour se rincer les mains !

Rendement de production des préparateurs d’eau chaude

Le Recknagel fournit quelques valeurs :

Chauffe-eau électrique à accumulation	Chauffe-eau électrique instantané	Préparateur instantané gaz	Chaudière murale gaz	Chauffe-eau gaz à accumulation	Chaudière double service
0,99	0,99	0,84	0,86	0,86	0,90

Rendement d’exploitation

Cette fois, c’est l’ensemble du système de production d’eau chaude qui est étudié. Les pertes par tuyauteries, les pertes de stockage du ballon, … interviennent dans le bilan.

Pour avoir une idée des performances des différents systèmes présents sur le marché, voici d’abord les chiffres de rendement saisonnier que propose le VITO dans le cadre d’un diagnostic d’une installation domestique (programme SAVE BELAS).

		Rendement exprimé en énergie locale			Rendement exprimé en énergie primaire
	épaisseur d’isolant du ballon éventuel	2,5 cm	5 cm	10 cm	2,5 cm	5 cm	10 cm
Ballon combiné à une chaudière (1 enveloppe commune)	ancienne chaudière à T°constante	0,46	0,52	0,56	0,46	0,52	0,56
	nouvelle chaudière à T°constante	0,61	0,69	0,74	0,61	0,69	0,74
	nouvelle chaudière à T°glissante	0,69	0,78	0,83	0,69	0,78	0,83
Ballon combiné à une chaudière (2 enveloppes distinctes)	ancienne chaudière à T°constante	0,41	0,48	0,54	0,41	0,48	0,54
	nouvelle chaudière à T°constante	0,54	0,64	0,72	0,54	0,64	0,72
	nouvelle chaudière à T°glissante	0,61	0,72	0,81	0,61	0,72	0,81
Instantané gaz (combiné ou non avec le chauffage)		0,90	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Accumulateur gaz		0,69	0,78	0,83	0,69	0,78	0,83
Accumulateur électrique		0,76	0,87	0,93	0,29	0,33	0,35

Les hypothèses de calcul sont les suivantes :

demande annuelle d’ECS : 43 litres/pers.jour à 40°C pour une famille de 4 personnes.
volume de stockage éventuel de 150 litres
rendement moyen de la production d’électricité en Belgique : 0,38

Voici également les valeurs proposées par le Recknagel :

		Rendement exprimé en énergie locale	Rendement exprimé en énergie primaire
Ballon combiné à une chaudière	à fuel	0,45	0,45
	à gaz	0,45	0,45
Echangeur à plaques combiné à une chaudière	à fuel	0,60	0,60
	à gaz	0,60	0,60
Ballon électrique	à accumulation de nuit	0,70	0,27
	instantané	0,95	0,37
Chauffe-eau à accumulation	à fuel	0,50	0,50

Conclusion

Même si quelques imprécisions subsistent (le rendement du préparateur gaz instantané nous paraît fort élevé dans l’étude du VITO, de même que celui de l’accumulateur gaz), les systèmes à gaz instantanés sortent clairement du lot et sont donc à conseiller. Attention : ces conclusions sont tirées d’études sur des installations domestiques !

Pour comparer la performance des différents systèmes pour une application particulière, nous proposons un petit logiciel d’évaluation.

Calculs

Pour analyser le rendement global d’une installation particulière, cliquez ici !

Un préchauffage par capteurs solaires ?

Une technologie aujourd’hui maîtrisée

Arrivé à un haut niveau de maturité technique, le solaire thermique est une solution de choix dans les défis énergétiques. Il est une substitution immédiate et directe à l’usage des combustibles fossiles. Pour les grandes installations, il permet de manière aisée une réduction de 20 à 50 % des besoins énergétiques pour la production d’eau chaude sanitaire. Il présente un intérêt d’autant plus élevé pour des applications tertiaires collectives où les consommations d’ECS sont élevées. Cette technique montre de nombreux avantages :

Utilisation d’une énergie propre et disponible gratuitement : pas de rejet de CO₂ ni d’autres gaz à effet de serre ;
Anticipation de la raréfaction voire de l’épuisement des gisements d’énergie fossile ;
Coût de fabrication peu onéreux : technique simple ;
Rendement élevé : technique efficace ;
Investissement sûr ;
Indépendance énergétique et non dépendance vis-à-vis de la fluctuation des prix de l’énergie ;
Durée de vie importante : environ 25 ans ;
Entretien léger ;
Augmentation de l’image verte d’un établissement, d’une société ;
…

Les besoins en ECS étant généralement répartis de manière presque constante au fil de l’année, le (pré)chauffage de l’eau chaude sanitaire est une application particulièrement adaptée au solaire thermique.

Trois facteurs majeurs influencent directement l’efficacité et la rentabilité d’une installation :

La consommation d’eau chaude : trop faible, inconstante ou concentrée sur les mois d’hiver, elle constitue souvent le facteur limitant de la productivité du système, d’où l’intérêt de la mesurer.
L’emplacement des capteurs : une orientation ou une inclinaison défavorables, un ombrage excessif diminuent l’efficacité, donc la rentabilité du système solaire.
La régulation solaire et la gestion de l’appoint : le principe de base consiste à assurer une température de retour vers les capteurs la plus basse possible, afin de récupérer le maximum d’énergie solaire.

Le chauffe-eau solaire mis en service en 2001 à la résidence Vieux-temps à Fléron est composé de 56 m² de capteurs à tubes sous vide et d’un volume de stockage solaire de 6 600 litres. L’énergie solaire couvre 47 % des besoins en eau chaude de l’établissement.

À l’évidence, l’impact visuel des capteurs est limité.

> Plus d’infos sur le choixd’un préchauffage par capteur solaire

Les étapes de la réalisation d’un projet solaire thermique ont été balisées par le programme « Soltherm » de la Région Wallonne :

un logiciel de préfaisabilité (Quick Scan.xls) a été mis au point et remis à jour par l’IBGE. Il est accompagné de son mode d’emploi.pdf ;
un audit solaire.pdf peut être réalisé;
un cahier des charges.xls d’une installation solaire de qualité a été rédigé;
une Garantie de Résultats Solaires (GRS) peut être exigée;
des subsides nombreux sont disponibles.
Un guide de la maintenance.pdf pour responsable énergie est aussi disponible (réalisé par 3E et l’Apere pour l’IBGE).

Études de cas

Parcourir l’audit solaire établi pour :

– le home La Charmille à Gembloux !

– la piscine d’Herstal !

– la piscine de l’Hélios à Charleroi !

Récupérer l’énergie au condenseur de la machine frigorifique ?

Cette technique est donc à privilégier pour les installations où la demande d’eau chaude sanitaire est très importante (hôtels, restaurants,…) et pour lesquels on assurera le préchauffage de l’eau sanitaire, sans perturber le cycle de la machine frigorifique. De l’ordre de 20 à 25 % de la puissance frigorifique peut être alors récupéré.

Schéma 1 : un échangeur thermique parcouru par le fluide frigorigène est inséré au bas d’un ballon d’eau chaude.

Par effet de cheminée, la chaleur sera donnée à la zone la plus froide du ballon puis communiquée à l’ensemble du réservoir.

L’échangeur est équipé d’une double paroi de sécurité, selon DIN 1988.

Schéma 2 : un ballon intermédiaire à double échange est intégré comme interface.

Un appoint en série est prévu (2).

Schéma 3 : en présence d’une boucle de distribution.

Le régulateur de température de départ de la boucle utilise l’appoint lorsque le niveau de température du ballon est insuffisant.

Concevoir

Motivé ? Alors, découvrez plus de détails sur le fonctionnement côté machine frigorifique en cliquant ici !

Critère anti-légionelles

Toute zone « morte » de l’installation est une zone propice au développement de la légionelle. Ces bactéries adorent se développer dans une eau entre 35 et 45°C. Ce sont surtout les grandes installations qui sont les plus sensibles. Une étude du CSTC à mis en évidence que 40 % des grandes installations étaient contaminées : immeubles à appartements, piscines, homes, hôpitaux…

D’une manière générale, les principes à poursuivre pour combattre la légionelle sont les suivants :

éviter la stagnation (bras morts des réseaux),
forcer une T° > 55°Cdans la boucle de circulation,
éliminer les zones tièdes au fond des ballons de stockage.

Voici les recommandations du CSTC :

« L’eau chaude doit être produite à une température de 60°C; on évitera qu’elle reste durablement dans le chauffe-eau à une température moindre.
L’eau doit être maintenue à 55°C au moins en tout point du réseau principal.
Dans un système de distribution avec recirculation, la température de retour ne peut jamais être inférieure à 55°C. Par ailleurs, la chute de température entre le point de départ et le point de retour à l’appareil de production d’eau chaude ne peut dépasser les 5°C : si l’eau quitte l’appareil de production à 60°C, la température de retour devra être de 55°C au moins.
Il est interdit de laisser stagner de l’eau chaude ou de l’eau froide : les branchements « morts » sur le réseau de distribution (y compris les vases d’expansion sanitaires, par exemple) sont donc « à risque ». Ils ne pourront dépasser 5 m et avoir un volume d’eau supérieur à 3 litres.
Les installations doivent être entretenues régulièrement; à cet effet, les appareils de production d’eau chaude seront dotés des ouvertures nécessaires. »

Source : CSTC magazine (hiver 2000).

À ce titre, les accumulateurs d’eau chaude sont-ils plus ou moins performants que les préparateurs instantanés ? Difficile à dire, … pour supprimer tout risque, il est recommandé une température de 60°C durant 30 minutes ou 70°C durant 4 minutes. Les préparateurs instantanés ne vérifient pas ces critères, mais avec ce système, il n’y a pas de stagnation, donc pas de développement possible (il faut un minimum de 2 jours de stagnation entre 25 et 45°C pour générer la prolifération bactérienne).

Ce qui est certain, c’est que la température de production est plus élevée qu’autrefois, que l’isolation thermique doit être renforcée et … qu’il faut investir dans des mitigeurs de qualité qui ne craignent pas trop le calcaire (risque de brûlure !).

Précisons enfin que la transmission de la légionelle se réalise par inhalation d’aérosols (gouttelettes de 1 à 5 microns) et par la contamination des poumons. On pourra donc être contaminé en prenant une douche mais pas en buvant un verre d’eau ! Ceci implique que la préparation à haute température est importante dans une piscine mais pas forcément dans une école.

Traitement de l’eau ?

Pour assurer la fiabilité des systèmes de douches (absence de dépôt dans les surfaces d’évaporation dont les pommeaux, de blocage des boutons poussoirs,…), il faut passer très souvent par la réduction de la teneur en carbonates de l’eau de distribution.

Techniques de traitement

Trois techniques de traitement de l’eau sont possibles :

Mettre en place un adoucisseur par résines échangeuses d’ions, avec rinçage de l’installation; ce procédé est d’une efficacité reconnue.
Traiter physiquement grâce à un champ magnétique; l’efficacité de ce type de solution est variable en fonction des conditions de fonctionnement de l’installation (comme par exemple la vitesse de l’eau traitée). On consultera les études du CSTC et du CSTB à ce sujet.
Dissoudre des cristaux de polycarbonates qui jouent le rôle d’inhibiteurs; cette solution s’applique pour des températures inférieures à 60°C.

Mesure de la dureté de l’eau

On commencera par analyser le TH de l’eau, Titre Hydrotimétrique, qui caractérise la dureté totale de l’eau dans la région du bâtiment à concevoir. Ce TH exprime la somme des ions Calcium Ca++ et Magnésium Mg++, responsables de la dureté de l’eau.

L’unité de mesure est le degré français °F. Ainsi, 1° F = 10 mg CaCO3/litre. L’échelle suivante permet de juger de la tendance de l’eau à déposer des sels :

eau très douce : < 7,5°F
douce : 7,5 à 15°F
assez dure : 15 à 20°F
dure : 20 à 30°F
très dure : > 30°F

La compagnie des eaux peut fournir cette valeur. Sinon, il existe des kits de mesure que les sociétés de maintenance utilisent et qui sont en vente chez les marchands d’adoucisseurs. Un pharmacien peut également faire cette mesure

Dimensionnement de l’installation

Partons d’une eau dont le TH est de 30°F (soit 0,3 kg de CaCO3/m³).

On convient de limiter le TH à une valeur de 15°F, c.-à-d. de retirer 15°F/m³ d’eau à traiter. Il n’est pas nécessaire d’adoucir davantage : la consommation de sels augmenterait alors qu’un très léger dépôt de calcaire protège le réseau de tuyauteries de la corrosion par l’oxygène.
On estime la consommation journalière. Par exemple : 3 000 m³/365 = 8,2 m³/jour. Il nous semble que le traitement de l’eau chaude est suffisant puisque c’est lors du chauffage de l’eau que le problème se pose. Le traitement de l’eau froide ne se justifie que pour une raison de confort.
La capacité de traitement sera de 8,2 x 15 = 123 m³.°F/jour.
Considérant le prix des appareils (un adoucisseur plus petit est moins cher), on peut raisonnablement choisir un appareil de capacité nominale de 250 m³.°F/jour par exemple.De cette manière, la saumure de régénération a au moins un jour pour se reconstituer. À ce sujet, il faut considérer une consommation annuelle de sel de l’ordre de 2 000 à 3 000 kg (0,6 à 1 kg/m³). Cela entraîne la nécessité de prévoir un bac à saumure suffisamment grand pour éviter une trop grande fréquence de manipulation.Il faut aussi prévoir une mise à l’égout (environ 10 litres d’eau évacuée/litre de résine à régénérer).
Choisir un dispositif de régénération volumétrique, beaucoup plus économique qu’un programmateur horaire.

L’analyse comparative de « Test-Achats »

Les résultats de l’analyse comparative publiée dans Test-Achats de juin 2000 concernent bien entendu le secteur domestique. Les coûts de l’énergie sont également ceux en vigueur dans le domestique. Toutefois, il nous a semblé intéressant d’y faire écho ici parce que le secteur tertiaire à parfois des besoins en ECS très limités, comparables à ceux d’une habitation.

Les coûts annuels repris dans le tableau englobent le coût d’investissement dans l’appareil (amorti en 15 ans) et le coût d’exploitation. Hypothèse : consommation de 180 litres d’eau chaude/jour (5 à 6 personnes)

	Coût annuel (amortissement + exploitation)
Chaudière murale au gaz naturel (tarif B, sans veilleuse)	189 €
Chaudière murale au gaz naturel (tarif B, avec veilleuse)	189 €
Chauffe-bain au gaz naturel (tarif B, sans veilleuse)	251 €
Chauffe-bain au gaz naturel (tarif B, avec veilleuse)	269 €
Boiler électrique 200 l (tarif exclusif nuit)	321 €
Boiler au gaz naturel 145 l (tarif B)	339 €
Boiler sur chaudière à mazout 120 l	355 €
Boiler sur chaudière au gaz naturel 120 l	366 €
Boiler électrique 200 l (tarif bihoraire)	387 €
Chauffe-bain au propane en réservoir	428 €
Boiler au propane en réservoir	587 €
Chauffe-bain au propane en bouteilles	615 €
Boiler électrique 150 l (tarif jour).	729 €
Boiler au propane en bouteilles 145 l	849 €

Le préparateur instantané gaz se révèle le plus économique. Tandis que le préparateur au propane gagne a être remplacé !

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Evaluer la qualité des parois [éclairage]

La lumière est en partie absorbée par les parois du local. Pour atteindre un niveau d’éclairement donné, il faut une puissance installée plus importante si les murs sont de couleur foncée.

Il faut donc examiner la teinte des murs et leur état de propreté.

Exemple.

Niveaux d’éclairement atteints dans un local de 5 x 6 x 3 m, équipé de 6 luminaires directs comprenant chacun un tube fluorescent de 58 W (rendement lumineux du luminaire = 68 %, angle de défilement = 60°).

Couleur des parois		Éclairement moyen en lux	Puissance spécifique (avec ballast électronique) en W/m²/100 lux
Murs	Plafond	Éclairement moyen en lux
Papier peint très clair ρ = 0,70	Plafonnage propreρ = 0,70	608	1,99
Papier peint très clair ρ = 0,70	Plafonnage usagéρ = 0,40	587	2,07
Papier peint foncé ρ = 0,20	Plafonnage propre ρ = 0,70	500	2,42

Dans les chambres, on rencontre principalement de l’éclairage indirect, dirigé vers le plafond. Dans ce cas, la couleur de ce dernier aura une importance primordiale. Il doit absolument être de couleur claire et mate, cette dernière caractéristique pour éviter les taches lumineuses trop éblouissantes.

Concevoir

Rénover le recouvrement des parois.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Connaître les détails techniques du mur creux

3 Principes de base

Remarque : il n’est pas possible de donner une liste exhaustive de tous les détails techniques corrects que l’on peut rencontrer dans les murs creux. Aussi, nous avons préféré expliquer les différentes fonctions à assurer au niveau thermique et montrer la façon d’y arriver dans quelques cas précis de manière à avoir « les outils » pour pouvoir évaluer l’efficacité de tout autre détail de conception.

Afin d’assurer confort et efficacité énergétique, le mur creux doit assurer 3 fonctions de base :

l’étanchéité à l’eau,

l’isolation,

l’étanchéité à l’air.

Ces fonctions doivent être assurées de manière continue. Pour ce faire, elles doivent l’être :

aussi bien au niveau des parties courantes des murs,

qu’au niveau des différents points particuliers c.-à-d. au niveau des différentes jonctions (avec un châssis, avec la fondation, avec un plancher, avec une terrasse, avec la toiture, etc.) (= « détails techniques« ).

L’étanchéité à l’eau

(contre les infiltrations d’eau de pluie, l’humidité ascensionnelle, les eaux de nettoyages, ….)

>	Parties courantes : le principe même du mur creux permet d’assurer une bonne étanchéité à l’eau de pluie.
>	Chaque interruption de la coulisse doit être drainée par une membrane d’étanchéité placée en escalier vers l’extérieur et des joints verticaux laissés ouverts de manière à rejeter l’eau qui a pénétré dans la coulisse.
>	A chaque ouverture dans le mur (fenêtres, …), il faut veiller à ce que l’eau soit rejetée vers l’extérieur et ne puisse pénétrer à l’intérieur.
>	Les matériaux doivent être protégés de l’humidité ascensionnelle, des eaux de nettoyage ou de toute autre source d’eau.

L’isolation

Dans les parties courantes du mur creux, l’isolation doit être continue dans la coulisse.

Une discontinuité dans l’isolation des parties courantes engendre des pertes de chaleur supplémentaires de deux types :

des pertes par conduction plus importantes, càd. que localement la paroi présente un moins bon coefficient de transmission thermique(= pont thermique),

des pertes par convection par circulation d’air autour des panneaux (principalement pour les murs à remplissage partiel de la coulisse). Un espace de 5 mm suffit pour provoquer une rotation spontanée de l’air.

Schéma isolation continue dans la coulisse.

Au droit de chaque nœud constructif, il doit y avoir continuité de la coupure thermique. Cela suppose :

Schéma isolation et nœud constructif.

soit la continuité de l’isolation (cas idéal),
soit l’interposition d’un élément isolant ,
soit l’équivalence de la résistance thermique par un allongement du « chemin » à faible résistance thermique.

L’étanchéité à l’air

Outre qu’elle diminue les déperditions thermiques, l’étanchéité à l’air est très importante car elle conditionne le bon fonctionnement de l’étanchéité à l’eau du mur creux.

Elle permet une mise en équilibre des pressions de part et d’autre de la maçonnerie de parement. En l’absence d’une barrière à l’air efficace, l’eau qui aurait traversé la maçonnerie de parement au droit d’une petite discontinuité pourrait être projetée au point d’atteindre la paroi intérieure lorsque celle-ci est exposée à des pluies accompagnées de vent.

Pas d’étanchéité à l’air côté intérieur. Étanchéité à l’air côté intérieur.

Elle est assurée :

>	Dans les parties courantes du mur creux, par un enduit appliqué sur le mur intérieur.
>	Aux jonctions entre mur et châssis, par les joints d’étanchéité (fond de joint + mastic).

Partie courante et angle d’un mur

L’étanchéité à l’eau

Le principe même du mur creux est d’offrir une barrière efficace à l’eau de pluie.

En effet, la lame d’air entre la maçonnerie de parement et le mur porteur intérieur constitue une interruption dans les matériaux qui permettent l’acheminement de l’eau. Elle empêche donc l’eau qui aurait pu passer au travers de la maçonnerie de parement, de continuer son chemin vers l’intérieur du bâtiment.
De plus, elle permet de récolter l’eau qui a réussi à traverser le mur de parement pour la renvoyer vers l’extérieur.

Pour que ce principe de barrière capillaire fonctionne bien, il faut cependant :

Que le mur intérieur soit étanche à l’air.

Que la coulisse (3) ait une épaisseur totale de 6 cm au moins de manière à former une véritable rupture capillaire.
Remarquons qu’une coulisse remplie complètement d’un isolant non capillaire et hydrophobe reste une coupure capillaire.
Dans le cas d’un mur creux isolé à remplissage partiel, la lame d’air restante doit être d’au moins 3 cm.

Que la coulisse soit drainée au bas du mur.

Que la maçonnerie de parement (1) soit, de préférence, réalisée au moyen de matériaux capillaires.
En effet, une maçonnerie capillaire peut absorber l’eau qui a pénétré par les inévitables microfissures du parement et par les joints ainsi que l’eau qui ruisselle sur ses faces externe et interne. Ainsi des matériaux de parement capillaires engendrent des pénétrations d’eau dans la coulisse beaucoup moins rapides et abondantes que des matériaux peu capillaires.

Que, dans le cas d’un mur creux isolé avec remplissage intégral de la coulisse, l’isolant (4b) soit non capillaire et hydrophobe (c.-à-d. qu’il ne peut ni s’humidifier dans la masse, ni transférer l’eau qui aurait traversé la maçonnerie de parement.

Que les crochets (5a et 5b) soient inclinés vers l’extérieur (remplissage intégral d’isolant) ou munis de casse-gouttes (remplissage partiel d’isolant).

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Il ne peut pas y avoir de déchets de mortier dans la coulisse.

Les joints doivent être bien fermés, le mortier de bonne qualité.

Les joints entre les panneaux isolants doivent être fermés de manière à éviter le passage d’eau entre ceux-ci.

Dans le cas d’un remplissage partiel de la coulisse, les panneaux doivent être bien maintenus contre le mur intérieur par les rondelles de manière à empêcher tout contact entre le mur de parement et le mur intérieur càd de manière à garder efficiente la coupure capillaire que forme la coulisse.

L’isolation

Les panneaux isolants (4a et 4b) choisis doivent être rigides ou semi-rigides pour ne pas s’affaisser dans la coulisse.

Dans le cas d’un remplissage partiel de la coulisse, les rondelles doivent bloquer l’isolant contre le mur intérieur.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Les panneaux isolants doivent être protégés et manipulés avec précaution sur chantier. Il faut éviter les écrasements, la boue, les déchirures, … afin de préserver leur structure qui est à l’origine de leur pouvoir isolant.

- La surface du mur porteur doit être propre et plane de manière à assurer le contact entre mur porteur et isolant (1).

- Les panneaux doivent être posés de manière jointive. Les joints sont, de préférence alternés. En surface on utilise des bandes adhésives pour recouvrir les joints et/ou des panneaux à emboîtement (2a). Les angles peuvent être recouverts à l’aide de bandes adhésives (2b).

- Les crochets, qui servent, entre autres, au maintien de l’isolant contre le mur intérieur, dans le cas d’un remplissage partiel de la coulisse, doivent être en nombre suffisant : 5 par m² en surface (3a), 5 par mètre courant aux angles (3b) et 3 par mètre courant autour de la baie. Ils doivent être bien ancrés.

Pendant l’exécution du mur, la coulisse doit être protégé (utilisation de membranes et de voliges temporaires) contre la pluie.

L’étanchéité à l’air

L’étanchéité à l’air est assurée par un enduit (7) (plafonnage, le plus souvent) sur la face interne du mur intérieur. Celui-ci réduit fortement les infiltrations d’air dans le bâtiment.
S’il n’est pas possible d’appliquer l’enduit sur la face vue de la paroi intérieure (maçonnerie intérieure apparente), on applique un enduit de ciment du côté coulisse de ce même mur.

L’enduit est moins indispensable lorsque le creux du mur est pourvu de panneaux isolants peu perméables à l’air (tels que mousse de polyuréthane, polystyrène expansé, etc.) avec jonctions bien jointives.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Les joints des maçonneries intérieures et extérieures doivent être bien fermés.

Pieds de façade

Cas d’un plancher sur terre-plein

Mur de structure.
Bloc isolant.
Isolation sur dalle.
Joints verticaux ouverts.
Membrane d’étanchéité.
Membrane d’étanchéité.
Feuille d’étanchéité.
Feuille d’étanchéité.
Feuille d’étanchéité.
Interruption de l’enduit.
Enduit.

L’étanchéité à l’eau

La coulisse est interrompue au-dessus de la fondation. Il faut donc la drainer à ce niveau pour renvoyer l’eau infiltrée à l’extérieur. Ce drainage est réalisé au moyen d’une membrane d’étanchéité (5) posée « en escalier » et des joints verticaux ouverts (4) (1 joint ouvert par mètre) dans la rangée de briques de parement juste au-dessus de la membrane.
Remarque : ces joints ne servent donc pas à uniquement à ventiler la coulisse mais aussi à la drainer.

La membrane (6) et la feuille d’étanchéité (7) protègent le pied du mur et la dalle sur sol contre l’humidité ascensionnelle.

Les feuilles d’étanchéité (8) et (9) protègent l’isolant contre les eaux de nettoyage et contre l’humidité de construction de la dalle de sol.Remarque : l’utilisation d’un soubassement est tombée en désuétude ces dernières années. Or, en plus de sa fonction architecturale, ce soubassement protégeait la maçonnerie des éclaboussures.

L’isolation

L’isolant sur la dalle (3) freine le transfert de chaleur par conduction vers le sol.

La continuité entre l’isolation du mur (1) et celle du sol est assurée par un bloc plus isolant (2) que le reste du mur (bloc de béton cellulaire ou d’argile expansée).Remarque : dans certains cas, pour des raisons de stabilité, par exemple, un bloc isolant ne peut être utilisé. Il faut alors trouver un autre moyen de neutraliser le pont thermique : on place un isolant sur le trajet de la chaleur.

Sans correction du pont thermique et avec correction du pont thermique.

L’étanchéité à l’air

Interruption (10) de l’enduit (11) au-dessus de la membrane d’étanchéité (5) afin que l’humidité éventuelle ne contourne celle-ci.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Ne pas encrasser le fond de coulisse (remplissage partiel).

Risque de transfert d’eau vers le mur intérieur.

Aux angles du mur, réaliser des jonctions étanches de la membrane d’étanchéité.

Pliage des membranes à l’angle du mur.

Remarque : il existe des profilés d’étanchéité qui assure un raccord étanche entre les membranes aux angles intérieurs et extérieurs.

Dans les parties courantes, assurer une jonction étanche entre les membranes (recouvrement (30 cm) ou collage); empêcher la perforation ou le déchirement des membranes.

Cas d’une fondation profonde ou d’un sol extérieur pavé

Sol extérieur pavé ou fondation profonde.

Membrane d’étanchéité.
Joints verticaux ouverts.
Membrane d’étanchéité.

L’étanchéité à l’eau

L’eau qui pénètre dans le mur et arrive dans la coulisse est renvoyée vers l’extérieur un peu au-dessus du niveau du sol extérieur via une membrane (1) et des joints ouverts (2). Les quelques briques de parement qui se trouvent sous terre doivent être emballées sur 3 côtés par une membrane (3) de manière à empêcher l’eau d’arriver jusqu’à la coulisse.

Pour le reste, tout est identique au cas du plancher sur terre-plein.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Il faut veiller à la continuité de l’isolant de part et d’autre de la membrane d’étanchéité.

Cas d’un plancher sur vide sanitaire

Membrane d’étanchéité
Joints verticaux ouverts
Membrane d’étanchéité
Bloc isolant
Isolant sous dalle

L’isolation

L’isolant sous la dalle (5) freine le transfert de chaleur par convection vers le sol.

La continuité entre l’isolation du mur et celle du plancher est assurée par un bloc plus isolant (4) que le reste du mur (bloc de béton cellulaire, de verre cellulaire ou d’argile expansée).

L’étanchéité à l’eau

La coulisse est interrompue au-dessus de la fondation. Une membrane d’étanchéité (1) posée « en escalier » et des joints verticaux ouverts (2) dans la rangée de briques de parement juste au-dessus de la membrane renvoient l’eau infiltrée à l’extérieur.

La membrane (3) protège le pied du mur contre l’humidité ascensionnelle.Remarque : même si l’isolant sous la dalle n’est pas étanche à l’eau, il n’a pas besoin d’être protégé.

contre l’humidité ascensionnelle car il n’est pas en contact avec le sol,

contre les eaux de nettoyage car la dalle du plancher le protège,

et contre l’humidité de construction car l’isolant est posé par dessous après séchage de la dalle.

Pour le reste, tout est identique au cas du plancher sur terre-plein.

Jonction avec un plancher

L’isolant du mur doit être continu au niveau du plancher. Le hourdi doit être placé au ras du mur intérieur.

Ainsi, les différentes fonctions de l’enveloppe sont assurées de la même manière que pour les parties courantes du mur.

Seuil de fenêtre

Seuil
Châssis
joint d’étanchéité
Membrane d’étanchéité
Isolant
enduit
Tablette
Pattes de fixation

> L’étanchéité à l’eau

Le seuil (1) renvoie toutes les eaux qui ruissellent sur le châssis ou infiltrées dans la chambre de décompression vers l’extérieur « loin » de la maçonnerie de parement.
Le châssis (2) doit donc être posé sur le seuil avec la sortie du conduit de drainage arrivant sur la face supérieure inclinée du seuil.

Pour bien assurer ces fonctions, le seuil doit :

- déborder à l’intérieur de la coulisse de 3 cm minimum (5 cm dans un cas avec volet),
- avoir une pente minimale de 5 % sur sa face supérieure,
- être muni d’un casse-goute permettant de maintenir les eaux à distance du parement extérieur,
- être encastré dans la maçonnerie de manière à assurer l’étanchéité de sa jonction avec la maçonnerie (et pour des questions de stabilité),
- être d’un seul tenant ou avec joints rendus étanches au mastic dans le cas de deux pierres consécutives.
Un joint d’étanchéité (3) (fond de joint + mastic) entre le seuil et le châssis empêche les infiltrations à ce niveau.

La coulisse est interrompue par le seuil. L’eau qui aurait pénétré par celui-ci ou entre ce dernier et le châssis est renvoyée vers l’extérieur par une membrane d’étanchéité (4) placée sous le seuil et sous la tablette intérieure « en escalier descendant vers l’extérieur ».
Pour éliminer l’eau qui aurait pénétré dans les battées verticales, il est conseillé de prévoir une membrane d’étanchéité dans le bas de cette dernière (sous le seuil), ainsi que des exutoires de part et d’autre du seuil.

> L’isolation

L’isolant est accolé contre le dormant du châssis ainsi il y a continuité dans l’isolation. Cette disposition s’adapte particulièrement bien lorsque le châssis est placé dans le prolongement de la coulisse isolée, en battée contre la brique de parement.
Le seuil de fenêtre ne peut être en contact avec les blocs intérieurs, l’isolant (5) doit contourner celui-ci et continuer jusqu’au châssis.

> L’étanchéité à l’air

Un joint d’étanchéité (7) doit être prévu entre l’enduit et le châssis.

> La stabilité

Les pattes de fixation (8) reprennent les charges propres ou transmises par les menuiseries et les transmettent au mur porteur. À cette fin, de manière à avoir un bon ancrage des pattes de fixation, il faut remplir le creux des blocs de la rangée supérieure de l’allège et des pieds droits de baie avec du mortier ou du béton.
On considère en général que les supports inférieurs reprennent les charges verticales.

Remarque : en principe, des cales de support sont placées sous les montants verticaux des châssis, mais dans le cas d’un seuil en pierre, il faut éviter de trop charger celui-ci en flexion et il vaut dès lors mieux prévoir des pattes de fixation qui reprennent toute la charge.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

La membrane d’étanchéité doit être d’un seul tenant; à défaut, les joints doivent être collés ou soudés.

Eviter la perforation et le déchirement des membranes.

Les pattes de fixation doivent être bien ancrées.

Cas d’un appui métallique

> L’étanchéité à l’eau

Châssis
Tablette.
Joints d’étanchéité.
Seuil métallique.

L’appui métallique est imperméable à l’eau, la membrane d’étanchéité sous l’appui est donc inutile.

Un joint d’étanchéité entre l’appui et la maçonnerie empêche les infiltrations au droit de cette jonction.

> Pour les autres fonctions, tout reste identique au cas du seuil de fenêtre en pierre bleue.

Ébrasement de baie

> L’étanchéité à l’eau

Un préformé en mousse à cellule fermée (1) évite le contact du châssis avec la maçonnerie humide. Ce préformé sert également de fond de joint.

La pénétration de l’eau dans la coulisse par la jonction entre le châssis et le gros œuvre est empêchée par la battée et par le joint en mastic (2).
En principe, la battée est de 7 cm pour les châssis bois, PVC et polyuréthane; 4 cm pour les châssis métalliques.
Remarque : le joint d’étanchéité doit être suffisamment large pour pouvoir reprendre les mouvements entre le châssis et le gros-œuvre (minimum 5 à 8 mm pour un cas standard).

> L’isolation

L’isolant arrive jusqu’au ras de la baie. Après la pose du châssis, on injecte un isolant expansé à cellules fermées (3) entre celui-ci et le gros œuvre Ainsi il y a une continuité parfaite dans l’isolation.

Remarque : Dans le cas d’une coulisse très large partiellement remplie, il faut remplir la coulisse intégralement sur 15 à 20 cm (sur tout le pourtour de la baie) afin de permettre, après pose du châssis, l’injection de l’isolant de raccordement.

> L’étanchéité à l’air

Un joint d’étanchéité à l’air doit être prévu entre l’enduit et le châssis.

> La stabilité

Les pattes de fixation (9) reprennent les charges propres ou transmises par les menuiseries et les transmettent au mur porteur. À cette fin, de manière à avoir un bon ancrage des pattes de fixation, il faut remplir le creux des blocs de la rangée supérieure de l’allège et des pieds droits de baie avec du mortier ou du béton.
On considère en général que les supports latéraux reprennent les charges horizontales (vents, sollicitations dues aux manœuvres, …).

Linteau de baie

Membrane d’étanchéité
Joints verticaux ouverts
Isolant
Joint d’étanchéité

> L’étanchéité à l’eau

La coulisse est interrompue au-dessus du châssis, celui-ci constitue un barrage à l’eau qui s’écoule dans la coulisse. Une membrane d’étanchéité (1) posée « en escalier descendant vers l’extérieur » et des joints verticaux ouverts (2) dans la rangée de briques de parement juste au-dessus de la membrane renvoient l’eau infiltrée à l’extérieur.
Afin d’éviter la formation de poche d’eau et la perforation de la membrane, l’isolant doit être coupé en biseau (3) de manière à servir de support à la membrane.
Remarque : une autre solution consiste à placer une membrane juste au-dessus du châssis. Cette solution est parfois choisie lorsque lors du placement des menuiseries, on se rend compte qu’une membrane n’a pas été prévue dans le gros œuvre.

Un joint d’étanchéité (4) (fond de joint + mastic) entre la maçonnerie de parement et le châssis empêche les infiltrations à ce niveau.
Remarque : le joint d’étanchéité doit être suffisamment large pour pouvoir reprendre les mouvements entre le châssis et le gros œuvre (minimum 5 à 8 mm pour un cas standard).

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

La membrane d’étanchéité doit être d’un seul tenant; à défaut, les joints doivent être collés ou soudés.

Les extrémités de la membrane doivent, de préférence, être relevées.
À défaut, l’eau qui a pénétré dans la coulisse par le mur de parement au-dessus de la baie, peut être drainée latéralement et être évacuée par les joints laissés ouverts en pied de façade.

On doit veiller à ce qu’il n’y ait pas de déchets de mortier dans le fond de la coulisse au-dessus de la membrane.

Éviter la perforation et le déchirement des membranes.

> L’isolation – l’étanchéité à l’air

Ces deux fonctions sont assurées de la même façon que pour l’ébrasement de baie.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Il faut veiller à la continuité de l’isolant de part et d’autre de la membrane d’étanchéité.

– – – – – – – – – – – –

Remarque : cette feuille s’inspire des 3 documents suivants :

la NIT 188 : « La pose des menuiseries extérieures » du CSTC.
« L’isolation thermique des murs creux – Guide pratique du maçon et du menuisier » / FFC.
« L’isolation thermique des murs creux – Outil didactique / FFC.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Améliorer le réseau de distribution d’air

Suppression des fuites

L’étanchéité des réseaux de ventilation existants est réputée comme étant très mauvaise. Il est cependant très difficile de procéder à l’étanchéification (bandes adhésives, mastic, …) de tout un réseau, même si celui-ci est apparent. Tout au plus peut-on remédier aux plus grosses fuites.

La solution est le remplacement complet des conduits de distribution rectangulaire par des conduits circulaires à double joint aux raccords.

Étanchéité des conduits de ventilation dans le bâtiment PROBE du CSTC :

1.	Situation initiale (conduits rectangulaires).
2 à 5.	Étanchéifications successives par bandes adhésives.
6.	Remplacement des conduits rectangulaires par des conduits circulaires à double joints aux raccords.

Équilibrage de l’installation

Tout enfant trouve plaisir à boucher de son doigt un jet d’une fontaine : la pression monte dans le réseau et tous les autres jets sont augmentés !

Il en est de même pour Josiane, la secrétaire, qui prétextant « un horrible courant d’air », a scotché sa grille de ventilation, doublant ainsi le débit chez sa voisine !

Équilibrer une installation, c’est assurer dans chaque local le débit d’air nécessaire. Ni plus, ni moins. Par souci de confort et d’économie d’énergie.

Cette opération est normalement effectuée par l’installateur avant la réception des travaux, pour ajuster les débits aux valeurs prévues par le bureau d’études. Mais une mise au point ultérieure par le gestionnaire est parfois nécessaire en fonction de l’occupation effective du bâtiment.

L’équilibrage est réalisé dans les conditions normales de fonctionnement, soit

Avec portes intérieures fermées, sauf si l’usage courant les destine à rester ouvertes,
avec portes et fenêtres extérieures fermées,
avec l’extraction en fonctionnement dans le cas d’un système double flux.

Il est grandement favorisé par l’existence d’organes de réglage des débits aux bouches et en tête des branches. À défaut, des diaphragmes de réglage peuvent être insérés dans les conduits, mais leur utilisation est moins souple.

Deux principes dirigent le travail :

Tous les débits d’une distribution restent proportionnels entre eux lorsque le débit en tête varie. Autrement dit, si une bouche est réglée pour diffuser un débit double de sa voisine, ce rapport restera quel que soit le débit qui les alimentera.Ce principe va entraîner le réglage proportionnel de toutes les bouches d’une branche, puis toutes les branches entre elles, sans se soucier du débit effectif. En fin de travail seulement, le débit total souhaité sera réglé au ventilateur… et donc automatiquement à toutes les bouches.
Après équilibrage de l’ensemble, la consommation d’électricité est la plus faible :
- Si au moins un organe de réglage de bouche est totalement ouvert (c’est la bouche la plus défavorisée),
- si au moins un organe de réglage de branche est totalement ouvert (c’est la branche la plus défavorisée),
- et si le registre du ventilateur est ouvert totalement (à partir du moment où le ventilateur a été correctement dimensionné).

Un exemple vaut mieux qu’un long discours :

Calculs

Un programme de simulation de l’équilibrage d’un réseau aéraulique vous permet de tester la méthode, en vous amusant !

Objectif ? En agissant sur les ouvertures de vannes, il faut obtenir les débits souhaités en adaptant les débits réels.

Suggestion :
Imprimer préalablement le mode d’emploi ci-dessous pour l’avoir à côté de soi lors de l’utilisation du programme.

Mode d’emploi de l’équilibrage

Commencer par ouvrir tous les organes d’équilibrage du réseau (bouches, têtes des branches, registre du ventilateur). Sur le terrain, il faudra maintenir le registre du ventilateur à une position proche de la fermeture pour ne pas dépasser la limite de charge du ventilateur (à contrôler par la mesure du courant absorbé par le moteur). Dans les réseaux à débit variable, placer les points de consigne des régulateurs de débit à leur valeur maximale.
Réaliser un premier ajustement des débits (régler approximativement le ventilateur pour que son débit soit légèrement supérieur (10 %) à sa valeur nominale, approcher l’équilibrage en tête des branches par un premier réglage grossier). Cette opération permet d’arriver plus facilement au bon résultat sur le terrain. Elle ne doit pas être faite sur le programme de simulation.
Attaquer une branche (de préférence la branche la plus défavorisée) : repérer la bouche la plus défavorisée (voir remarque ci-dessous), mesurer son débit, laisser son réglage ouvert à 100 %, puis régler le débit de toutes les autres bouches de la branche à un débit proportionnel à celui de la bouche la plus défavorisée. Tous les débits obtenus seront incorrects en valeur, mais corrects dans les proportions entre eux.
Procéder de même pour chaque branche.
Régler les registres des têtes de branches de la même manière : les proportions entre branches doivent être correctes, en vous référant à la demande de la branche la plus défavorisée pour laquelle le registre reste ouvert.
Enfin régler le débit du ventilateur à la valeur totale souhaitée. Normalement, si le ventilateur a été correctement dimensionné ou s’il dispose d’un régulateur de débit, le registre du ventilateur devrait rester ouvert à 100 %. Freiner après le ventilateur, c’est appuyer en même temps sur l’accélérateur et le frein d’une voiture…

Exemple pratique.

Dans le programme de simulation, prenons les 2 dernières bouches de la 3^ème branche : elles demandent toutes deux 800 m³/h de débit. Or, sans toucher aux autres organes de réglages, l’une donne 416 m³/h et l’autre 219 m³/h. Fermons l’avant-dernière bouche jusqu’à 82,2 % d’ouverture. Cette fois, les 2 dernières bouches donnent 285 m³/h. Ce n’est donc pas le débit demandé, mais le rapport des débits entre eux est correct : l’avant-dernière bouche donne 100 % de la dernière, l’objectif du réglage est atteint. Après avoir réalisé le même travail avec toutes les autres bouches, il suffira d’adapter le débit total pour que tous les débits soient corrects.

Remarques.

Toucher au débit d’une bouche, c’est modifier le débit de toutes les bouches ! Le réglage est donc plus facile à faire sur ordinateur que sur le terrain : l’ordinateur calcule en permanence le rapport entre tous les débits. Sur le terrain, il faut travailler à deux, l’un restant à la dernière bouche durant tout le réglage de la branche et communiquant à son collègue l’évolution du débit…

Le programme de simulation permet de visualiser de façon didactique les étapes d’un équilibrage de réseau. Il n’est pas destiné à prédire le réglage d’un réseau déterminé… On ne peut donc y intégrer les données particulières de son propre bâtiment.

Ce type de travail est bien adapté aux réseaux pour lesquels la perte de charge des bouches est importante par rapport à la perte de charge des conduits. C’est souvent le cas pour les installations de conditionnement d’air, ce sera sans doute plus difficile dans le cas des réseaux de ventilation.

A la fin d’un équilibrage, il est utile de consigner par écrit les valeurs réglées : débits des bouches, pressions en amont des registres, tension, intensité et vitesse du ventilateur, température du réseau lors de l’opération,…

Il existe des bouches auto-régulatrices : dans une plage de pression donnée, le débit est maintenu relativement constant, ce qui facilite fortement l’opération, voire la rend inutile…

On entend par « bouche la plus défavorisée », celle qui est soumise à la plus faible pression différentielle pour des débits réglés à leur valeur nominale : c’est souvent la bouche la plus éloignée, parce que le trajet le plus long entraîne les pertes de charges les plus élevées. Mais cela peut être parfois l’avant-dernière bouche qui aurait un débit plus élevé et donc également des pertes de charges plus importantes.

Calculs

Si vous faites partie de ceux qui vont toujours voir les réponses à la fin sans chercher, il est possible de visionner le résultat de l’équilibrage… déjà tout fait par un autre ! Il faut admettre que vous avez déjà lu jusqu’ ici…

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique de la gestion de l’eclairage

Gaspillages courants

Constats

Un éclairage enclenché dans un local inoccupé ou encore en présence d’un éclairement naturel abondant est un gaspillage évident. Quelque soit l’usage du bâtiment, les exemples sont fréquents :

Dans les bureaux, des études, menées en Suisse et en Allemagne, ont montré que :

Les luminaires sont enclenchés durant 60 % des heures de travail.

La majorité des utilisateurs enclenche les luminaires en arrivant au travail. C’est le service de nettoyage qui les éteint en fin de journée.

Lorsque des luminaires sont regroupés en deux zones à commande distincte (zone fenêtre et zone fond du local), le taux d’utilisation de tous les luminaires reste pratiquement identique. Ceci signifie que les utilisateurs prennent très peu attention aux apports d’éclairage naturel.

Dans les écoles, des constats similaires sont courants :

L’éclairage reste allumé lorsque la classe est inoccupée : récréation, temps de midi, …

Dans la classe, l’éclairage reste allumé même lorsque l’éclairage naturel est abondant. Par exemple, pour satisfaire les rangées les plus éloignées des fenêtres, toute la classe doit être éclairée car la commande de l’éclairage est unique.

Dans une classe à aménagement variable, on ne peut pas commander l’éclairage en fonction de la zone d’occupation.

Le tableau ne possède pas d’éclairage indépendant de l’éclairage général. Un éclairage spécifique au tableau est non seulement important pour le confort des élèves mais peut entraîner une économie d’énergie. L’expérience montre en effet que, pour compenser un niveau insuffisant de l’éclairage naturel du tableau, l’éclairage général de la classe est utilisée… Pire : en cas de reflets sur le tableau non résolus par un éclairage spécifique, on ferme les tentures du local et on allume l’éclairage artificiel … en présence d’un éclairage naturel suffisant !

Dans les couloirs, l’éclairage artificiel est allumé le matin et le reste … alors qu’il n’y a plus personne ou que l’éclairage naturel suffit.

Explications

Plusieurs raisons peuvent expliquer ces attitudes :

L’indifférence face au problème de l’énergie.

L’utilisation de luminaires basse luminance ne crée plus de points lumineux dans le champ de vision, il faut lever la tête pour s’apercevoir qu’une lampe est allumée.

Le contraste élevé entre le niveau d’éclairement naturel (2 000 à 4 000 lux) et le niveau d’éclairement artificiel (300 à 500 lux) : lorsque l’éclairage naturel prend la relève de l’éclairage artificiel, il l’occulte par son intensité beaucoup plus élevée.

Un système de gestion inefficace (centralisation sans zonage différencié).

Gérer

Organiser une campagne de sensibilisation.

Une installation efficace

S’il apparaît que certains locaux sont éclairés complètement

alors que l’éclairage naturel est suffisant (bureaux, couloirs vitrés, …),

alors qu’ils sont inoccupés (sanitaires, salles de réunion, couloirs, cage d’escalier…),

alors qu’une partie seulement du local est utilisée (bureaux paysagers, …),

alors que l’activité secondaire qui s’y déroule pourrait demander un éclairement moindre (nettoyage, gardiennage, …),

Il faut se demander si les occupants disposent de commandes permettant

D’enclencher l’éclairage par poste de travail, par local individuel ou par zone de même tâche.

D’enclencher partiellement l’éclairage en fonction de la distance aux fenêtres (et de la profondeur du local) ou de la zone d’activité.

d’éteindre automatiquement l’éclairage dans les locaux utilisés pour une courte durée : circulations (couloirs, halls, escaliers), dépôts, sanitaires, salles de réunion, etc., …

d’éteindre automatiquement l’éclairage en dehors des heures de travail.

dans certains cas (commerce par exemple), de couper une partie de l’éclairage (l’éclairage d’accentuation, un luminaire sur deux, …) quand l’activité change (vente -> nettoyage).

Améliorer

Améliorer le système de commande.

Et en éclairage extérieur ?

L’éclairage extérieur ne peut fonctionner lorsque l’éclairage naturel est suffisant. La période d’allumage varie donc avec la saison. Cela vaut la peine d’examiner comment est gérée l’installation à rénover.

Éclairage fluo allumé en permanence sous un passage couvert.

L’éclairage reste-t-il allumé durant la journée ?

Si l’allumage est manuel, l’adaptation à cet horaire variable risque d’être liée à un horaire de travail fixe (on allume en partant le soir et éteint le matin en arrivant).

Une cellule crépusculaire peut commander l’allumage et l’extinction. Il faut cependant vérifier que son comportement soit correct. Un encrassement avancé peut l’empêcher de détecter correctement la venue du jour.

Une simple horloge peut limiter les horaires de fonctionnement.

Dans certains cas (lieux de passage par exemple), un détecteur de présence peut être utile.

Le raccordement au réseau d’éclairage public permet un fonctionnement automatique à horaire variable grâce aux signaux d’allumage/extinction diffusés par le distributeur électrique.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique d’une installation de chauffage centralisée

Où part le combustible ? Notion de rendement

L’efficacité énergétique d’une installation de chauffage se traduit par la notion de rendement global d’installation.

Ce rendement représente le pourcentage d’énergie consommée qui est réellement utile au confort des occupants, le complément de consommation servant à compenser les pertes au niveau de la production, de la distribution, de l’émission et de la régulation :

Pertes liées à une installation de chauffage centralisée : cliquez avec le curseur sur les intitulés pour visualiser les différentes pertes.

Ordres de grandeur

Type d’installation	Rendements en % (η_global = η_production x η_distribution x η_émission x η_régulation)
Type d’installation	η_production	η_distribution	η_émission	η_régulation	η_global
Très ancienne chaudière surdimensionnée ou très peu performante, longue boucle de distribution (années 60-70)	75 .. 80 %	80 .. 85 %	90 .. 95 %	85 .. 90 %	46 .. 58 %
Ancienne chaudière bien dimensionnée, courte boucle de distribution	80 .. 85 %	90 .. 95 %	95 %	90 %	62 .. 69 %
Chaudière haut rendement, courte boucle de distribution, radiateurs isolés au dos, régulation par sonde extérieure, vannes thermostatiques, … (années 90 et début 2000)	90 .. 93 %	95 %	95 .. 98 %	95 %	77 .. 82 %
Chaudière mazout à condensation actuelle, bien dimensionnée et qui condense	97 .. 98 %	95 %	95 .. 98 %	95 %	83 .. 87 %
Chaudière gaz à condensation actuelle, bien dimensionnée et qui condense	101 .. 103 %	95 %	95 .. 98 %	95 %	87 .. 91 %

Dans une ancienne installation présentant un rendement global de 50 % (situation extrême), il faut 2 kWh en chaufferie (ou 0,2 litre de fuel, puisque 1 litre de fuel produit 10 kWh) pour 1 kWh utile au confort des occupants.

Dans une installation moderne présentant un rendement global de 90 %, il ne faut plus que 1,1 kWh (ou 0,11 litre de fuel) pour fournir le même kWh.

Ce qui fait pencher le rendement vers 90 %

une nouvelle chaudière qui condense et un nouveau brûleur avec un rendement de combustion voisin de 100 %,
des conduites bien isolées,
un découpage du réseau de tuyauterie conforme aux zones thermiquement homogènes (par façade, par occupation, ..),
la coupure de l’installation en période d’inoccupation,
une régulation locale tenant compte des apports de chaleur gratuits,
…

Ce qui fait pencher le rendement vers 60 %

une chaudière de plus de 25 .. 30 ans, avec un rendement de combustion voisin de 80 %,
une ancienne chaudière gaz atmosphérique,
des conduites en cave non isolées,
des radiateurs logés en alcôve dans un renfoncement du mur extérieur
un circuit hydraulique unique pour tout le bâtiment,
…

Évaluer chacune des pertes

Concrètement, il n’est pas possible de chiffrer le rendement global réel d’une installation de chauffage, certains composants, comme le rendement d’émission ou de régulation ne pouvant être évalués que qualitativement.

Il est cependant possible pour chacune des 4 sources de perte (production, distribution, émission, régulation) d’estimer un potentiel d’amélioration et d’en évaluer l’impact sur la consommation globale.

Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de la production.
Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de la distribution.
Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de l’émission.
Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de la régulation.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Economie réalisée grâce à l’intermittence du chauffage

Image de l’économie : la température intérieure

La consommation d’une installation de chauffage est proportionnelle à la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur. Plus cette différence diminue, moins on consommera.

Graphiquement, on peut représenter la consommation de chauffage comme suit :

Schéma consommation de chauffage - 01.

Schéma consommation de chauffage - 02.

Image de la consommation de chauffage sans intermittence et avec intermittence.

On voit donc que plus la température intérieure chute et plus le temps pendant lequel cette température est basse est important, plus l’économie d’énergie réalisée grâce à l’intermittence est importante.

Paramètres influençant l’économie

Si l’installation est coupée la nuit et le week-end, quelles seront les économies engendrées ? La figure ci-dessous résume les différents paramètres qui influencent le bilan thermique.

L’économie est fonction du degré d’isolation

Plus le bâtiment est isolé, moins la chaleur emmagasinée s’échappera et plus la température intérieure restera stable lors de la coupure du chauffage. L’économie réalisée sera faible.

Au contraire, lorsque le chauffage est coupé dans un bâtiment peu isolé (des façades très vitrées, par exemple, avec des infiltrations d’air importantes)), la température intérieure chute rapidement. C’est dans ce genre de bâtiment « passoire » que le placement d’un régulateur-programmateur sera le plus rentable.

L’économie est fonction de l’inertie de bâtiment

Imaginons un local très lourd, très inerte (anciennes constructions massives) : la température intérieure chutera peu durant la coupure de nuit, car beaucoup de chaleur s’est accumulée dans les murs. Les économies seront faibles… . Par exemple, il ne sert à rien de placer un optimiseur dans un château fort.

Par contre, si le bâtiment est du type préfabriqué, fait de poutrelles et de cloisons légères : dès que le chauffage s’arrêtera, la température chutera. Dans ce cas, la consommation est pratiquement proportionnelle à l’horaire de chauffe. C’est l’exemple de la voiture qui monte rapidement en température dès l’apparition du soleil et qui se refroidit très vite aussi dès que l’on coupe le chauffage.

L’économie est fonction de la durée de coupure

Une coupure d’un week-end est beaucoup plus efficace qu’une coupure nocturne. La coupure sur le temps de midi est sans intérêt.

Économie d’énergie suite à un abaissement nocturne pour différents types de bâtiments en fonction de la durée de l’arrêt de chauffage. Le pourcentage d’économie se rapporte à un chauffage permanent.

Bâtiments de construction légère
Bâtiments de construction lourde

Par exemple, une interruption du chauffage de 12 heures génère 11 % d’économie dans un bâtiment de construction légère (faible inertie thermique). On gagne encore 5% si on coupe 2 heures de plus.

Source : Staefa Control.

L’économie est fonction du sur-dimensionnement de l’installation de chauffage

Si l’installation est très puissante (chaudière et radiateurs surdimensionnés), la relance du matin pourra se faire en dernière minute. Et donc la température intérieure de nuit pourra être plus faible.

Si l’installation est dimensionnée au plus juste, par les plus grands froids, il sera impossible de couper l’installation la nuit, sous peine de ne pouvoir assurer le confort au matin. Aucune économie ne sera possible.

L’économie est fonction du type d’installation de chauffage

Si le chauffage est assuré par un système à air chaud (chauffage très peu inerte), la mise en régime et l’arrêt du chauffage sont immédiats. Si l’installation est réalisée par un système de chauffage par le sol (chauffage très inerte), les temps de réponse seront forts longs et l’intermittence n’est guère envisageable …

Exemple

Exemple.

(Source : « Guide pour la pratique de l’Intermittence du chauffage dans le tertiaire à occupation discontinue », ADEME, 1989)

Trois bâtiments, respectivement de 500 (1 niveau), 2 000 (2 niveaux) et 4 000 m^{² (4 niveaux)} sont chauffés 10 h par jour et 5 jours par semaine.

Le niveau de surpuissance de l’installation de chauffage est assez élevé puisqu’il atteint 2 fois les déperditions (calculées avec un taux de ventilation réduit).

Trois niveaux d’isolation ont été repris :

Peu isolé : simples vitrages, murs non isolés.
Très isolé : doubles vitrages, murs avec 8 cm d’isolant.
Bien isolé : niveau intermédiaire entre les 2 précédents.

Trois modes de coupure sont proposés :

Un abaissement de la température de l’eau de chauffage.
Une coupure totale du chauffage (avec maintien hors gel) par une horloge qui relance l’installation toujours au même moment le matin.
Une coupure totale (avec maintien hors gel) avec une relance optimisée « just in time » !

Économie par rapport au fonctionnement continu
Mode de ralenti	Isolation	500 m^²	2 000 m^²	4 000 m^²
Abaissement de température d’ eau
–	peu isolé	12,5 %	11,4 %	10,8 %
	bien isolé	11,7 %	10,9 %	10,3 %
	très isolé	10,2 %	9,5 %	8,3 %
Coupure (horloge)
faible inertie (150 kg/m²)	peu isolé	37,7 %	31,9 %	29,5 %
	bien isolé	33,8 %	29,6 %	26,6 %
	très isolé	26,5 %	22,6 %	17,0 %
forte inertie (400 kg/m²)	peu isolé	37,5 %	28,0 %	25,0 %
	bien isolé	30,6 %	25,2 %	22,0 %
	très isolé	21,9 %	18,2 %	13,7 %
Optimiseur
faible inertie (150 kg/m²)	peu isolé	38,5 %	33,4 %	31,2 %
	bien isolé	35,0 %	31,4 %	28,7 %
	très isolé	28,6 %	25,1 %	20,1 %
forte inertie (400 kg/m²)	peu isolé	38,2 %	31,2 %	28,6 %
	bien isolé	33,4 %	28,7 %	25,8 %
	très isolé	25,6 %	22,2 %	17,6 %

Température de consigne

Le gain énergétique provient de la diminution des déperditions nocturnes. Et donc, plus la température intérieure descendra, plus l’économie augmentera. Il ne faut pas descendre sous une température de 12°C, parce que :

Cette température correspond au point de rosée de l’ambiance et que des problèmes de condensation pourraient se poser.

Malgré la relance du lundi matin, la température des murs serait trop froide et engendrerait de l’inconfort pour les occupants.

Maintenir 12°C dans le local témoin (où se trouve la sonde de régulation), c’est maintenir l’ensemble du bâtiment hors gel.

Une consigne de 16°C durant la nuit (voire moins) et 14°C durant les week-ends et les périodes scolaires est donc recommandée.

Il faut en outre savoir que cette température de consigne ne sera que rarement atteinte (uniquement en plein hiver), ce du fait de l’inertie thermique du bâtiment qui ralentit la chute de température.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir les luminaires – critères généraux

En fonction de la distribution lumineuse souhaitée

Lorsque l’on choisira un luminaire, il faudra bien faire attention à sa courbe photométrique. Elle indique la distribution des luminosités d’un luminaire dans le sens transversal et dans le sens longitudinal (définition des plans de coupe).

Par exemple dans le cas des allées de supermarchés illuminées par un jeu de luminaires équipés de tube fluorescent (pas d’éclairage d’accentuation), on choisira des luminaires éclairant plus fortement les rayonnages (300 lux à assurer) que le sol (150 lux à assurer). Dans beaucoup de commerces, tels que les magasins d’habillement, on essaiera de fournir un éclairage vertical important.

La hauteur du local peut aussi influencer le choix du luminaire où l’optique permet une distribution extensive, symétrique, asymétrique, intensive en modifiant le niveau d’éclairement, l’uniformité, …

Hauteur	Type de luminaire
2,5 – 3 m	Luminaires à distribution extensive avec tubes fluorescents disposés individuellement ou en rangées en fonction du niveau d’éclairement à atteindre. Des luminaires asymétriques peuvent être disposés le long des fenêtres éventuelles.
3 – 4 m	Les luminaires sont semblables à la situation précédente: disposés en rangées sur le plafond ou suspendus, parallèlement aux fenêtres principales et à l’axe habituel du regard des occupants.
4 – 7 m Toit plat avec ou sans lucarne ou toit en dent de scie	Ici aussi, le choix le plus économique est l’utilisation de luminaires avec lampes fluorescentes, disposés en rangées parallèles aux ondulations du toit. Si la hauteur sous plafond est inférieure à 5 m, on choisira une distribution extensive. Au-delà de 5 m, la distribution intensive est la plus adéquate.
7 m et plus	La meilleure solution sont des luminaires à distribution symétriques équipés de lampes à décharge haute pression de puissance importante (250 .. 1 000 W). Tout en garantissant l’uniformité correcte, on a tout intérêt à avoir la puissance la plus élevée par luminaire, ce qui permet de diminuer le nombre de luminaires et par la même occasion les frais de maintenance et d’installation.
	Lorsque des surfaces inclinées doivent disposer d’un éclairement important, il sera nécessaire d’installer des luminaires supplémentaires équipés de lampes fluorescentes. Si la surface des pièces travaillées ou des équipements utilisés est sensible aux réflexions, seuls des luminaires intensifs avec tubes fluorescents et ventelles peuvent convenir (cfr. cas précédent).

et du coût de remplacement des lampes.

En fonction de l’éblouissement

En fonction de la tâche exécutée, la sensibilité des occupants à l’éblouissement et aux réflexions sera plus ou moins grande.

Les normes introduisent le paramètre du taux d’éblouissement unifié (UGR) qui caractérise le niveau d’éblouissement ou la luminance apparente d’un ensemble de luminaires par rapport à la luminance de fond perçue dans le champ visuel d’un ou de plusieurs observateurs. Cette valeur, recommandée par la norme suivant le type de local ou de tâche, est comprise entre 10 (peu d’éblouissement) et 30 (fort éblouissant) et ne doit pas être dépassée. L’UGR sera calculé par l’auteur du projet (dialux dispose aussi d’une fonction calculant l’URG en un point ou un plan donné) et influencera le choix d’un type de luminaire, sa position et son orientation dans le local considéré et pour la tâche considérée. Une valeur d’UGR de 19 est monnaie courante !

De manière générale des luminaires pourvus de grilles de défilement ou de ventelles permettront de diminuer les risques d’éblouissement en cachant la lampe de la vue directe directe (à condition que l’angle de regard soit respecté).

photo sous éblouissement. photo sans éblouissement.

Avant … et … Après.

En présence d’écrans de visualisation (ordinateurs, écrans de contrôle, écrans de commande de machines-outils…), il est conseillé d’opter pour des optiques présentant une luminance réduite (luminaires dits basse luminance).

Photo optiques avec luminance réduite.

Ce type de luminaire est également le bienvenu pour les travaux de précision. Pour ceux-ci, les postes de travail peuvent être équipés de luminaires ponctuels basse luminance permettant un éclairement important et localisé.

Dans la salle de sports

Dans toutes les gammes de luminaires pour salles de sports, il existe des luminaires avec grilles de défilement.

luminaires avec grilles de défilement

Cependant, l’éblouissement que l’on cherche à éviter dans les salles de sport est l’éblouissement par la vue directe de la lampe lorsqu’on regarde vers le haut. Les grilles de défilement n’empêcheront pas un tel éblouissement. Seul le choix des lampes et l’emplacement des luminaires permettront de l’éviter. La grille de défilement limitera l’éblouissement d’inconfort, mais celui-ci n’est pas très important dans une salle de sport.

De plus, la grille de défilement diminue le rendement des luminaires.

En fonction du rendement lumineux

Tout en respectant les autres critères de choix, on choisira toujours les luminaires ayant le meilleur rendement lumineux. Celui-ci doit donc systématiquement être demandé au fournisseur ou vérifié dans les catalogues.

Remarque : le rendement des luminaires LED est souvent 100 % car le rendement de la source lumineuse n’est plus mesuré séparément du luminaire. Le rendement est alors exprimé en lumen/watt. L’allure de la courbe photométrique est un paramètre très important !

η_bas = 62 %
Η_haut = 27 %
Η_tot = 89 %
UGR < 19
CIE flux code 70 99 100 70 89

Coûts totaux d’une installation en fonction du rendement des luminaires Cas réel : local de 9,5 x 5,5 m, éclairement recommandé = 500 lux, luminaires 2 x 36 W, durée de fonctionnement 6h/jour, 250 jours/an
Rendement	Nb de luminaires	P installée	Prix d’un luminaire	Investissement	Facture électrique (0,17 €/kWh)
0,5	9	648 W	87,5 €	787,5 €	169 €/an
0,7	6	432 W	117,5 €	705 €	112 €/an
Gains grâce au haut rendement				82,5 €	57 €/an
Gain total sur 20 ans (durée de vie des luminaires)				1 140 €

Pour un même niveau d’éclairement, il faudra un nombre plus important de luminaires à mauvais rendement. Il est dès lors possible que l’on soit pénalisé par une surconsommation et par un surinvestissement.

Les luminaires bas de gamme peuvent en outre présenter d’autres défauts : mauvais contrôle de l’éblouissement, qualité mécanique des composants, …

D’une manière qualitative, voici les éléments qui favorisent un rendement élevé :

Des optiques réfléchissantes

Les réglettes nues sont souvent attractives par leur prix. Leur choix constitue cependant une erreur. Le flux lumineux n’étant pas du tout contrôlé, elles présentent des pertes importantes et des risques d’éblouissement trop importants pour les tâches demandant une attention soutenue.

Rendement inférieur : 58 %.

Rendement : 83 %.

De même, les réflecteurs peints présentent un moins bon rendement et un plus mauvais contrôle de l’éblouissement que les réflecteurs miroités. De plus, ils jaunissent avec le temps.

Cloche émaillée
Rendement : 69 %.

Cloche alu
Rendement : 80 %.

Des matériaux translucides de qualité

Rendement : 83 %.

Des réflecteurs peu « enveloppants »

Toutes les surfaces de réflexion, définissant les caractéristiques photométriques du luminaire, sont autant de sources d’absorption de la lumière émise par les lampes. Moins ces surfaces sont importantes, plus le rendement du luminaire est élevé. Par exemple, les petits luminaires et les optiques paraboliques enveloppent de façon importante la lampe.

Rendement inférieur : 81 %.

Rendement inférieur : 79 %.

De l’écartement entre les sources

Dans les luminaires pourvus de plusieurs lampes, il y a un risque d’absorption du flux lumineux par les lampes entre elles (elles ne sont pas réfléchissantes). Il faut donc limiter le nombre de lampes par luminaire et favoriser un écartement important entre celles-ci.

Rendement : 87 %.

Rendement : 79 %.

Rendement < 60%.

De la présence de grilles de défilement ou ventelles

Tout dispositif destiné à cacher la lampe à la vue directe pour diminuer les risques d’éblouissement aura une influence néfaste sur le rendement. Puisqu’il fait obstacle à la lumière.

Rendement : 93 %.

Rendement : 75 %.

Rendements minimum recommandés
Luminaires directs à ventelles planes	70 %
Luminaires directs basse luminance	65 %
Luminaires directs très basse luminance	55 %
Luminaires mixtes	75 %
Luminaires indirects	65 %
Luminaire à optique asymétrique	60 %

Attention cependant qu’avec des luminaires équipés de lampes T5 et de ventelles paraboliques, on peut obtenir des rendements très élevés et par la même occasion réduire de manière significative le risque d’éblouissement.

η_bas = 85 %

En fonction de l’assemblage, du montage et de la maintenance

Tous les luminaires doivent être construits de manière à pouvoir supporter des contraintes normales de montage et d’utilisation. Les luminaires montés en saillie ne peuvent pas se tordre lorsqu’ils sont montés sur des plafonds irréguliers. Les luminaires suspendus ne peuvent présenter de flèche entre supports, ni de distorsion de ceux-ci.

La construction du luminaire doit rendre la maintenance aisée : facilité de démontage des éléments, sans endommagement possible. Par exemple, l’optique peut être montée sur charnière pour faciliter son ouverture.

De plus, les instructions de maintenance et d’utilisation (choix de la lampe appropriée, par exemple) doivent être précises.

Quand les plenums (espaces au-dessus des faux plafonds) ne sont pas accessibles, il faut prendre certaines précautions afin de pouvoir accéder aux boîtes de branchement électrique des circuits au travers des luminaires.

En fonction de la structure du plafond

On peut rencontrer des luminaires :

Encastrés dans les faux plafonds.

En saillies, posés sur le plafond.

Suspendus.

Encastrés

Lorsqu’on dispose d’un faux plafond, on peut y encastrer les luminaires. Dans le cas d’un faux plafond démontable, les dimensions des luminaires devront s’adapter au module du faux plafond.

En cas d’incendie, la déformation des faux plafonds risque de provoquer la chute des luminaires. Ainsi, dans les circulations servant de chemin d’évacuation, il est recommandé de fixer les luminaires directement à la dalle, au moyen de tiges, de câbles ou de chaînette.

En saillie

Lorsque le plafond est en béton, ou lorsqu’on dispose d’un faux plafond fixe qu’on ne souhaite pas rénover, on placera des luminaires en saillie.

Suspendus

Les luminaires suspendus s’installent principalement dans les locaux où la hauteur sous plafond est importante (hsp > 3,5 m). Dans ce cas, on peut favoriser des luminaires présentant une composante indirecte ne dépassant pas 50 % du flux total émis par le luminaire. Cela permet d’éviter la présence d’une zone fort sombre au dessus des luminaires.

Les luminaires suspendus seront également utilisés lorsque l’on désire apporter un éclairage localisé des postes de travail.

Ils sont également suspendus lorsque le plafond est incliné, de manière à avoir tous les luminaires à la même hauteur.

En fonction de la qualité électrique

Les ballasts ne peuvent produire trop de signaux en haute fréquence sur le réseau électrique. Ceux-ci peuvent perturber les autres appareils électriques.

Pour éviter cet inconvénient, les luminaires complets et/ou les ballasts doivent posséder un label de qualité.

Dans la plupart des applications, les luminaires doivent être raccordés à la terre (protection électrique de classe I).

Dans les sanitaires (projections d’eau) où un contact direct avec le luminaire est possible, il est recommandé d’utiliser des luminaires de classe II.

En fonction des protections nécessaires

Types de local	Résistance aux chocs	Protection contre les poussières et l’humidité	Protection électrique	Précisions
Bureaux Classes	0,5J	IP20	Classe I	Luminaires ouverts, non protégés contre les infiltrations d’eau.
Couloirs et escalier	> 6J	IP20		Luminaires ouverts, non protégés contre les infiltrations d’eau et résistants aux chocs.
Locaux techniques, réserves, archives	–	IP44		Luminaires fermés, protégés contre les poussières et les projections d’eau.
Sanitaires	6J	IP44	Classe II	Luminaires fermés, protégés contre les poussières et les projections d’eau et résistants aux chocs.

Cas particulier des salles de sport

Les luminaires utilisés dans les salles où l’on pratique des jeux de balles doivent résister à l’impact des balles.

Ils doivent de préférence porter le label ci-dessous.

Les luminaires qui portent ce label ont été soumis au test du ballon selon la norme DIN. Ce test contrôle la sécurité électrique après une série d’impacts de ballons dosés.

Pour les jeux de ballons, le « bac » doit être pourvu d’une glace ou d’une grille de protection dont la maille ne laisse pas pénétrer la plus petite balle utilisée dans la salle.

Cas des hôpitaux

Les salles à ambiance contrôlée

Dans certains locaux à risque, est-il impératif d’avoir un degré IP élevé contre la pénétration des poussières ou des « mouches » dans le luminaire. De plus, le degré IP doit-il se limiter uniquement au luminaire et pas à l’ensemble luminaires faux-plafond ? Dit d’une autre manière, faut-il ou non encastrer les luminaires dans les zones à ambiance contrôlée avec joint étanche ?

Dans les faux plafonds, on trouve souvent des germes tels que les aspergillus, responsables d’infections pulmonaires graves pour des patients « immuno déprimés » (dont la barrière immunitaire a été abaissée). Les luminaires représentent un risque de passage de la poussière du faux plafond vers le local. De plus, la poussière venant « du bas », de l’ambiance du local, se dépose aussi sur les surfaces horizontales des luminaires.

Mais les luminaires apparents offrent une surface supérieure importante où la poussière peut se déposer. De plus, en terme de nettoyage ou de désinfection (ce qui est souvent le cas dans les salles à ambiance contrôlée), le luminaire apparent présente une plus grande surface à traiter que le luminaire encastré.

Pour ces raisons, dans les locaux à risque, on placera des luminaires avec une certaine herméticité : le degré IP sera au moins égal à 5 X.

Les chambres d’hospitalisation

Dans les chambres d’hospitalisation, le luminaire placé au dessus de la tête du patient doit combiner plusieurs éclairages :

L’éclairage général. Il est en général orienté vers le haut (indirect) de manière à ne pas éblouir le patient ;
L’éclairage de lecture en direct au niveau de la tête du patient;
L’éclairage de soins qui peut combiner l’éclairage général et l’éclairage de lecture ;
L’éclairage de veille dans certains cas de pathologie (surveillance en soins intensif par exemple) ou comme éclairage de nuit.

Les critères de choix d’un tel type de luminaire sont très précis. De plus, on combine souvent l’éclairage avec d’autres techniques :

La distribution de gaz médicaux ;
L’appel infirmière ;
…

Cas des ambiances « explosives »

Des –luminaires doivent être utilisés dans ce type d’ambiance.

En fonction de la puissance des sources lumineuses

Un luminaire est conçu pour des sources lumineuses d’une certaine puissance et il est impératif de se limiter à cette puissance. En effet, la dissipation thermique doit être suffisante afin d’assurer une durée de vie normale de la source et les performances du luminaire.

De plus, tout en respectant l‘uniformité d’éclairement, on a intérêt à choisir les luminaires comprenant la puissance installée la plus importante. Ceci réduira le nombre de luminaires et de ballasts et donc l’investissement.

Cependant, lorsqu’on a un faux plafond démontable et modulaire, la puissance unitaire des luminaires pour tubes fluorescents dépend du module des faux plafonds. Exemple : si le faux plafond a un module 60 cm x 120 cm, on ne pourra choisir des luminaires de x fois 58 W (ou d’autres sources de longueur 1,5 m).

Photo luminaire faux plafond.

De même, parmi les lampes T8, les tubes de 18 W (75 lm/w) ont une efficacité lumineuse inférieure aux tubes de 36 W (86 lm/W) ou 58 W (89 lm/W). Cette même constatation est à formuler dans les sources T5 : la lampe T5 14 W est moins efficace que les T5 28 W ou 35 W.

Exemple : D’un point de vue énergétique, il est plus intéressant d’utiliser des luminaires de 2 x 36 W que de 4 x 18 W. D’autant plus qu’ils ont des prix semblables.

Les luminaires 4 x 18 W seront utilisés dans des faux plafonds de structure carrée.

En fonction de la climatisation

Luminaire avec extraction intégrée vers un plenum.

Luminaire pour tubes T5 avec extraction sur les bords.

Dans les bureaux climatisés, intégrer l’extraction d’air dans les luminaires permet d’évacuer jusqu’à 60 % de la puissance thermique produite (partie convective) par les lampes et les auxiliaires. Il en résulte évidemment une diminution des frais de climatisation.

Ce mode d’extraction permet, en outre, de faire l’économie de bouches séparées souvent plus coûteuses.

Si les luminaires sont équipés de tubes fluorescents de type T5, une extraction d’air au travers des lampes entraînera une chute du flux lumineux car la température de l’air autour de la lampe ne sera plus optimale. Cette extraction devra donc se faire par des canaux à l’extérieur ou sur la face latérale des armatures. Le potentiel d’évacuation de chaleur est alors nettement moindre.

Extraction d’air au travers des luminaires pour lampes T5.

En fonction du prix

Le choix d’un luminaire se fera également en fonction du prix de revient de l’installation. A critère de confort égal, celui-ci dépend :

du prix du luminaire et de son placement,
du prix des lampes,
de la consommation sur sa durée de vie,
du coût de remplacement des lampes.

Calculs

Pour comparer plus précisément le prix de revient de plusieurs installations, en connaissant :

le prix d’un luminaire (placement compris),
le prix des lampes,
le rendement du luminaire,

cliquez ici !

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Ventilation naturelle

Amenée d’air naturel
Grille de transfert
Evacuation naturelle

Principe

Dans la ventilation naturelle, ou système A, suivant la norme NBN D50-001, aucun ventilateur n’intervient. L’air se déplace grâce aux différences de pression dues au vent qui existent entre les façades du bâtiment et grâce à la différence de masse volumique en fonction de sa température, c’est le tirage thermique ou l’effet cheminée. La circulation de l’air est donc totalement naturelle !

L’air peut pénétrer dans un bâtiment au travers des inétanchéités. On ne peut considérer à proprement parler ce phénomène comme de la ventilation. En effet, les débits d’air résultants sont tout à fait incontrôlables en fonction du vent, des ouvertures parasites… On parle dans ce cas d’infiltrations.

Des amenées d’air (grilles réglables, vasistas) doivent être disposées en façade pour les locaux dits « propres » (bureaux, séjours, …). Des ouvertures de transfert (détalonnage des portes ou grilles) permettent le passage de l’air vers les locaux dits « humides » ou « viciés » (sanitaires, cuisine, …). Dans ces derniers, l’air est évacué grâce à des conduits verticaux débouchant en toiture.

Air neuf
Air vicié

Avantages

La ventilation entièrement naturelle ne demande aucune consommation électrique, le moteur du déplacement d’air étant la pression du vent et les différences de température. Elle est en ce sens économique et réduit l’impact du bâtiment sur l’environnement.

En outre, les éléments de ventilation naturelle demandent généralement très peu d’entretien et ne comprennent pas de ventilateurs bruyants.

Inconvénients

Cette apparente économie d’énergie doit être mise en balance avec la garantie de performance que l’on peut obtenir avec un tel mode de ventilation. En effet, la ventilation naturelle étant liée aux phénomènes naturels de mouvement de l’air, la qualité de l’air risque de ne pas être garantie dans tous les locaux. Le renouvellement d’air peut être fortement perturbé par le vent, par l’ouverture de fenêtres… Les débits d’air recommandés par les normes sont ainsi difficilement atteignables sur la durée et la ventilation naturelle n’est jamais privilégiée lors d’une nouvelle construction.

Pour garantir un bon fonctionnement d’une évacuation naturelle, celle-ci doit consister en un conduit vertical débouchant correctement en toiture. Si cette condition, parfois difficile à mettre en œuvre, ne peut être remplie, l’évacuation naturelle doit être abandonnée.

Comme pour la ventilation simple flux (extraction mécanique) :

L’air neuf n’est pas filtré et les grilles d’amenée d’air peuvent laisser filtrer les bruits extérieurs, ce qui peut être délicat en site urbain ou fortement pollué.
Les grilles d’ouvertures peuvent engendrer un inconfort, par exemple en plein hiver, sauf si la grille d’ouverture est placée à une hauteur supérieure à 1,80 m par rapport au sol.

Les ouvertures entre locaux, favorisent le passage de bruits pouvant être très gênants. Un traitement acoustique des grilles doit alors être prévu. Mais en pratique, la présence d’absorbeur acoustique dans une ouverture augmente son épaisseur et sous-entend généralement que la grille doit être placée dans l’épaisseur du mur (et non dans le vitrage ou dans la porte).

Enfin, les ouvertures dans les façades ne sont pas toujours du goût des architectes !

Régulation

Il est plus qu’utile d’adapter le fonctionnement de la ventilation en fonction des besoins (en période d’occupation, la nuit, week-end). Il existe plusieurs possibilités de réguler la ventilation naturelle : bouches réglables, grilles hygroréglables, grilles commandées électriquement, bras mécaniques pour l’ouverture des fenêtres… par exemple en fonction d’un horaire ou d’une sonde CO₂.

Une ventilation naturelle par ouverture manuelle des fenêtres est également fortement conditionnée par le comportement des occupants et leur conscience du niveau de pollution du local. Il peut donc être utile d’utiliser un appareil avertisseur basé sur la concentration en CO₂ par exemple pour conscientiser l’usager sur la qualité de son air.

Découvrez cet exemple de prise en compte de la ventilation naturelle : le centre administratif de Powergen à Westwood.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Estimer le surdimensionnement d’une chaudière

Indice : le temps de fonctionnement annuel

Un indice de surdimensionnement d’une installation est le temps de fonctionnement annuel des chaudières.

On considère souvent qu’une installation correctement dimensionnée doit fonctionner durant 1/3 de la saison de chauffe. Cela signifie que sur les 5 800 … 6 500 heures que dure la saison de chauffe, le brûleur fonctionne à pleine puissance durant 1 500 … 2 000 heures. En dessous de ce chiffre, on considère que l’installation est surdimensionnée d’un facteur :

Facteur de surdimensionnement de la production =
(1 500 … 2 000 [h/an]) / Durée de fonctionnement réelle [h/an]

La valeur « 1 500 … 2 000 h » n’est qu’un ordre de grandeur. En effet, le temps de fonctionnement du brûleur dépend non seulement du surdimensionnement du brûleur, mais aussi du mode d’occupation du bâtiment et de gestion du chauffage (importance des périodes de mise au ralenti), ou encore de la présence d’une production d’eau chaude sanitaire combinée.

On peut connaître le temps de fonctionnement équivalent de l’installation à pleine puissance à partir de la consommation annuelle en combustible.

Sachant que 1 m³ de gaz et 1 litre de fuel équivalent à environ 10 kWh :

Temps de fonctionnement du brûleur [h] =
Consommation [m³/an ou l/an] x 10 [kWh/m³ ou l] / Puissance installation [kW]

La puissance de l’installation dont il est question ici est la puissance maximale de l’installation, c’est-à-dire la puissance maximale du brûleur. Plusieurs cas peuvent se présenter :

Cas 1 : une chaudière au fuel

La puissance du brûleur fuel dépend du calibre du gicleur [gal/h ou kg/h] et de la pression de la pompe [bars] qui définissent le débit de combustible. Ces valeurs sont reprises sur la fiche d’entretien annuel des chaudières. En fonction du type de gicleur (calibré suivant la norme européenne ou suivant la norme américaine), on détermine le débit de fuel suivant une des formules :

où :

q_fuel= débit de fuel
q_gicleur= calibre du gicleur (repris dans la fiche d’entretien)
p = pression de la pompe fuel (reprise dans la fiche d’entretien)

P_brûleur [kW] = q_fuel [litres/h] x 10 [kWh/litre]

Cas 2 : une chaudière au gaz

Dans le cas d’une chaudière gaz à brûleur atmosphérique, le débit de gaz ne peut être réglé. Les renseignements sont donc directement repris sur la plaque signalétique de la chaudière :

soit directement sous forme d’une puissance (« charge calorifique » ou « puissance brute ») en [kW],

soit sous forme d’un débit de gaz en [m³/h] qu’il faut multiplier par 10 [kWh/m³] pour obtenir la puissance en [kW].

Dans le cas d’une chaudière gaz à brûleur pulsé, il faut relever le compteur gaz pendant la durée de fonctionnement du brûleur et diviser le volume de gaz mesuré par la durée de fonctionnement du brûleur en heure :

Puissance brûleur gaz [kW] =
Consommation gaz [m³] / Temps marche brûleur [h] x 10 [kWh/m³]

Si le temps de fonctionnement du brûleur est trop court pour permettre la mesure, une mesure cumulée sur plusieurs périodes de fonctionnement conviendra.

Cas 3 : Plusieurs chaudières ou brûleurs à 2 allures

Dans le cas d’un brûleur 2 allures, le calcul sera fait sur base de la deuxième allure, c’est-à-dire avec la puissance maximale.

Dans le cas d’une chaufferie composée de plusieurs chaudières, on somme la puissance de chaque chaudière.

Attention, dans le cas d’une puissance totale répartie en plusieurs allures de brûleur et/ou plusieurs chaudières, les conclusions que l’on peut tirer du calcul du nombre d’heures de fonctionnement peuvent varier en fonction du type de régulation appliquée.

Exemple.

Un bâtiment de bureaux consomme 25 000 litres de fuel par an. La régulation est estimée comme performante (ralenti nocturne, guère de surchauffes, …). La chaufferie comprend une chaudière de 400 kW dont un extrait de la fiche d’entretien est repris ici :

Selon cette dernière, la puissance du brûleur est de :

10 [kWh/litre] x 5 [gal/h] x 3,78 [litres/gal] x (19 [bars] / 7 [bars]) ^1/2= 311 [kW]

Le temps de fonctionnement du brûleur à cette puissance est de :

25 000 [litres/an] x 10 [kWh/litre] / 311 [kW] = 804 [heures/an]

On peut donc soupçonner en première analyse que la chaudière a une puissance 2 fois trop élevée.

La puissance spécifique en fonction du degré d’isolation du bâtiment

On peut vérifier le dimensionnement d’une installation de production de chaleur en utilisant le tableau suivant :

Puissance de l’installation de chauffage en [W/m³ chauffé]
V/S	Niveau d’isolation globale du bâtiment K
V/S	K55	K65	K70	K150
0,5	38,3	44,8	48	70,1
1	22,7	26	27,6	49,1
1,5	19,9	22,3	23,4	42,1
2	18,6	20,7	21,8	38,6
3	17,4	19,8	20,9	35,1
4	16,2	17	17,4	33,3

Ici, il ne s’agit pas de calculer précisément le niveau K du bâtiment (cela reviendrait à calculer les déperditions du bâtiment) mais plutôt de choisir un ordre de grandeur sur base des exemples suivants :

K55 = le niveau d’isolation obligatoire en Région wallonne pour tout bâtiment assimilé à du logement construit depuis 1996.
K65 = le niveau d’isolation obligatoire en Région wallonne pour tout immeuble de bureaux ou école construits depuis 1996.
K70 = le niveau d’isolation obligatoire en Région wallonne pour tout bâtiment assimilé à du logement construit entre 1984 et 1996.
K150 = le niveau d’isolation d’un ancien bâtiment non isolé et complètement « passoire ».

V/S = le rapport entre le volume chauffé [m³] et la surface déperditive du bâtiment [m²] (surface des parois entourant le volume chauffé : murs extérieurs, murs en contact avec des locaux non chauffés, plancher inférieur, plafond ou toiture).

Ce tableau a été établi pour un taux de renouvellement d’air du bâtiment de 0,7 vol/h, une température extérieure de base de – 8°C et une température intérieure de consigne de 20 °C.

Calculs

Pour adapter ce tableau à votre propre situation. Le dimensionnement d’une chaudière doit se faire selon la norme décrite ci-dessous.

Exemple.

Bâtiment d’école de 15 x 40 m au sol. Les façades sont composées de simples vitrages et de panneaux légers contenant 4 cm d’isolant. Les murs pignons ne sont pas isolés. Le plancher du rez-de-chaussée repose sur le sol et le plafond du premier étage est en contact avec des combles non occupés en non isolés.

Le volume chauffé « V » est de :

40 [m] x 15 [m] x 5,6 [m] = 3 360 [m³]

La surface déperditive du bâtiment « S » est de :

sol = 15 [m] x 40 [m] (sol) + 15 [m] x 40 [m] (plafond) + 40 [m] x 5,6 [m] x 2 (façades) + 15 [m] x 5,6 [m] x 2 (pignons) = 1 816 [m]

V/S = 1,9

Étant donné le type de bâtiment non isolé, on peut grossièrement estimer le niveau d’isolation globale à : K150

Si l’installation de chauffage a été correctement dimensionnée, la puissance installée doit être voisine de :

38,6 [W/m³], soit 38,6 [W/m³] x 3 360 [m³] = 130 [kW]

Remarquons que l’on est loin des 60 W/m³ utilisés par certains chauffagistes qui ne prennent pas la peine de dimensionner la chaudière suivant la norme !

Le dimensionnement suivant la norme NBN B62-003

Les méthodes ci-dessus ne peuvent être utilisées pour dimensionner réellement une installation. Elles ne peuvent servir qu’à donner un ordre de grandeur de la puissance à installer.

Le dimensionnement d’une nouvelle chaudière doit se faire en calculant les déperditions du bâtiment suivant les normes NBN EN 12831 (2003) et NBN B62 – 003. Pour obtenir un outil pour dimensionner votre chaudière suivant la norme, cliquez ici !

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Remplacer les optiques existantes par des optiques performantes

Le principe

Grâce au développement d’optiques à miroir, le rendement lumineux des luminaires est actuellement passé de 40 % à plus de 70 %.

Pour des bâtiments de grande taille et équipé d’un système d’éclairage reproductible, on pourrait conserver les armatures et y incorporer un dispositif comprenant une optique à miroir, des ventelles paraboliques et un ballast électronique. On parle ici de « retrofit ». Le dispositif est préassemblé et il suffit de le raccorder dans le boîtier existant. Cette opération ne demande pas de modification des plafonds, ni de la commande, ni parfois de démontage des luminaires. Elle peut donc se faire rapidement, sans interruption significative des activités. Dans les cas idéaux, un travail de 5 minutes est nécessaire par luminaire.

Avant / après …

Économie d’énergie

Le seul remplacement des optiques ne diminue pas les consommations (puissance électrique installée inchangée) mais améliore le confort visuel (suppression de l’éblouissement, …). L’amélioration du rendement des luminaires doit donc être accompagnée de la diminution de la puissance totale des lampes (suppression de lampes, diminution de la puissance des lampes).

Lorsque l’on supprime des lampes dans un luminaire, il faut prévoir un dispositif (morceaux de tôle, panneaux semblables au faux plafond, …) pour refermer l’espace laissé libre par la nouvelle optique plus petite. Cette situation survient également si on diminue la puissance des lampes, puisque les nouvelles lampes auront des dimensions moindres.

L’inconvénient de cette rénovation est le maintien de l’emplacement des luminaires, qui peut ne pas être optimum ou ne plus convenir à une nouvelle occupation des locaux.

Cas particulier : les tubes nus

Lorsque le local est équipé de réglettes nues, il est simplement possible d’obtenir des niveaux d’éclairement corrects en plaçant au dessus des lampes des réflecteurs de type miroir. Ceci est nettement moins onéreux qu’une rénovation complète de l’installation.

Dans tous les cas, le gestionnaire du ou des bâtiments devra faire appel à des professionnels comme un bureau d’étude spécialisé en éclairage ou un constructeur sachant que le remplacement du « cœur » du luminaire sans toucher à la distribution des alimentations ne permet pas de réduire les consommations électriques inhérentes à la mauvaise gestion des luminaires ; on citera principalement le bon zonage et la régulation du flux lumineux en fonction de l’apport d’éclairage naturel dans les locaux avec baies vitrées.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Repérer l’origine des consommations de chauffage

Repérer l'origine des consommations de chauffage

Évaluer l’origine des consommations par défaut

Quelques ordres de grandeur

D’après l’AICVF (Association française des Ingénieurs en Climatique, Ventilation et Froid), les chiffres suivants sont rencontrés :

Pourcentage de la consommation énergétique totale du bâtiment [%]
–	Chauffage et climatisation	Eau chaude sanitaire	Cuisson	Éclairage	Autres
Bureaux	60	8	1	14	17
École	81	6	4	6	3
Établissements de soins	65	11	5	10	9
Hôtels et restaurants	48	13	25	7	7

Parmi ces besoins de chauffage, la ventilation (= chauffage de l’air neuf hygiénique) représente de 20 à 30 % des consommations d’un ancien bâtiment, mais dans un bâtiment bien isolé d’aujourd’hui, elle peut représenter 50 % des besoins totaux de chaleur.

Pour un nouvel immeuble de bureaux climatisé

Sur base des conclusions de l’analyse, voici le bilan énergétique d’un local de bureau aujourd’hui annuel simplifié pour un local type de bureau (non optimisé) :

7 à 10 litres de fuel/m² (ou 7 à 10 m³ de gaz), soit 70 à 100 kWh/m² et 120 kWh électriques au m².
Un coût global d’exploitation de 12,5 €/m².an, pour un coût global d’investissement de l’ordre de 125 €/m² pour l’HVAC.
Dans un immeuble construit aujourd’hui, l’énergie représente donc 125 € par an et par occupant.

En très grosse approximation, on peut retenir que le coût de l’énergie dans un bâtiment se répartit en :

20 % pour le chauffage des locaux et de l’air neuf hygiénique,
20 % pour le refroidissement des locaux,
20 % pour l’éclairage,
20 % pour la bureautique,
20 % pour les auxiliaires (pompes et ventilateurs) et équipements électriques divers.

Les équipements électriques modifient fortement le bilan : tous les PC du bâtiment, sur base de 150 Watts chacun, représentent un fameux radiateur ! La consommation de la chaudière diminue… mais la facture électrique augmente.

Simuler grossièrement la consommation d’un bâtiment particulier

Calculs

Vous pouvez accéder à un petit programme sur Excel, conçu pour simuler de façon fort approximative le chauffage d’un bâtiment.

Il s’applique particulièrement aux bâtiments de type bureaux ou écoles, anciens et non climatisés.

Sur base de caractéristiques propres au bâtiment (type de mur, type de châssis, …), il estime la consommation énergétique annuelle (en kWh/an) par grand poste consommateur (murs, toiture, …) et pour l’entièreté du bâtiment.

En y modifiant certaines données du bâtiment, il est possible d’estimer l’impact d’une amélioration.

Par exemple : que peut-on gagner en remplaçant les vitrages ? Il suffit de modifier le coefficient « U » (encore appelé « k ») de la paroi pour en apprécier l’impact sur la consommation finale.

Bien sûr, c’est une approche approximative ! Par exemple, ce remplacement du vitrage va diminuer quelque peu les pertes par infiltration d’air (coefficient ß) et diminuer également le rendement de la chaudière (qui sera plus surdimensionnée qu’avant). Mais dans la pratique, on a besoin d’ordres de grandeur pour agir, pas du dernier pour cent !

Si vous souhaitez voir un exemple de résultat que l’on peut atteindre par ce petit logiciel, cliquez ici !

Si vous souhaitez calculer le coefficient U d’une paroi particulière, cliquez ici !

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Remplacer la ou les chaudières

Surdimensionnement des installations

La plupart des installations existantes de chauffage sont surdimensionnées tant au niveau de la production que de la distribution et de l’émission. Remplacer l’entièreté ou une partie de la production pour raison de sécurité d’approvisionnement (chaudière(s) en fin de vie) ou pour raison énergétique, environnementale et économique ne peut s’envisager que si une réévaluation de la puissance de production est réalisée. En rénovation, il est aberrant de choisir la puissance de la nouvelle chaudière :

en reprenant aveuglément la puissance de la chaudière existante,
ou en sommant la puissance des radiateurs existants,
ou en appliquant une proportionnelle au volume du bâtiment, du type 60 W/m³.

Ces différentes règles sont pourtant couramment utilisées par les installateurs. Elles conduisent à des surdimensionnements inadmissibles pour des nouvelles installations. En effet :

les radiateurs sont presque toujours surdimensionnés,
c’est la surface déperditive du bâtiment qui définit les besoins de chaleur, et pas uniquement le volume chauffé,
60 W/m³ est une puissance nettement supérieure à la réalité,
par expérience, on a pu constater que les anciennes chaudières sont presque toujours surdimensionnées,
les bâtiments anciens ont souvent fait l’objet d’améliorations énergétiques (doubles vitrages, isolation de toiture, …), ce qui diminue leurs besoins par rapport à l’installation d’origine ;
les chaudières actuelles ont de nettement meilleurs rendements ;
…

Donc, dans le cadre d’une rénovation, la plupart des installateurs ou des bureaux d’études devraient se baser sur les paramètres suivants pour évaluer la puissance de la ou des nouvelles chaudières :

Consommations énergétiques annuelles par rapport à la puissance de chauffe installée. En partant du principe que la puissance du brûleur est adaptée à celle de la chaudière, le rapport suivant donne une idée du surdimensionnement de l’installation de chauffage : Consommation annuelle (kWh) / Puissance installée (kW). Une valeur de 1500 heures est une valeur couramment rencontrée ;
Une rapide évaluation du niveau de déperdition du bâtiment selon la méthode de calcul issue de la norme NBN EN 12831 : 2003 (Systèmes de chauffage dans les bâtiments : « Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base » (remplace partiellement NBN B 62-003)) ;
Le relevé du nombre de radiateurs et l’évaluation de leur puissance peut donner une indication du surdimensionnement en recoupant la puissance obtenue par rapport à la puissance obtenue par le calcul selon la norme NBN EN 12831 : 2003.

Il y a lieu toutefois de relativiser ce surdimensionnement, car les chaudières à condensation modernes ont très peu de pertes à l’arrêt, et surtout disposent d’une très grande plage de modulation, ce qui leur permet de fonctionner à régime variable en fonction de la demande, et ce qui leur confère donc un meilleur rendement que si elles sont amenées à fonctionner sans cesse à pleine charge !

Économie réalisable

Il est difficile, voire impossible de prévoir la fin de la vie d’une chaudière. Mieux vaut programmer son remplacement par souci d’économie d’énergie ou dans le cadre du programme d’investissement lié à la maintenance du bâtiment.

L’intérêt énergétique du remplacement complet d’une chaudière (si elle est seule) ou de l’ensemble des chaudières dépend de la situation de départ et des améliorations que l’on a déjà pu pratiquer.

Pour illustrer cela, reprenons un exemple que l’on peut adapter à sa propre situation grâce aux programmes ci-dessous

Calculs	sur base du climat moyen de Uccle.
Calculs	sur base du climat moyen de St Hubert.

Exemple : dans un immeuble de bureaux

> Situation de départ :

2 chaudières de 600 kW de 1978, soit 1 200 kW installés pour un besoin réel maximal de 600 kW
fonctionnement en parallèle des chaudières
pertes à l’arrêt des chaudières : 2 % (0,5 % vers l’ambiance, 1,5 % par balayage)
rendement de combustion : 86,6 %
rendement saisonnier de production calculé : 79 %
consommation annuelle : 155 000 litres de fuel par an

> Situation projetée :

2 chaudières de 360 kW avec brûleur 2 allures
fonctionnement en cascade des chaudières
pertes à l’arrêt des chaudières : 0,2 %
rendement de combustion : 94 % en 1ère allure et 92 % en deuxième
rendement saisonnier de production calculé : 93 %
consommation annuelle : 155 000 [litres/an] x 79 [%] / 93 [%] = 132 000 [litres/an]
gain énergétique : 23 000 [litres/an] (soit 15 %)
gain financier (à 0,8 €/litre en 2012) : 18 400 [€/an]

Si par rapport à la situation de départ, on pratique des améliorations partielles de l’installation, le gain énergétique relatif dû au remplacement de la chaudière elle-même diminue. Voici l’évolution du rendement saisonnier avec les différentes améliorations que l’on peut imaginer :

Évolution du rendement saisonnier de l’installation et gains successifs que l’on peut espérer en améliorant les chaudières existantes et finalement en les remplaçant. On estime que le placement d’un nouveau brûleur supprimera les pertes par balayage et portera le rendement utile de l’installation à 88 %.

Rénovation plus globale

Le remplacement des chaudières est une opération importante. Idéalement, elle doit être l’occasion de repenser l’entièreté de l’installation de production et l’installation de régulation. Par exemple, il n’est pas cohérent de remplacer la chaudière existante par la même chaudière en plus moderne, mais en conservant le même surdimensionnement ou la même régulation sommaire.

Exemple 2

Réagir en situation d’urgence

Dans une école, une chaudière rend l’âme. C’est la panique !

En urgence, un devis est demandé au chauffagiste habituel. Celui-ci, sentant vraisemblablement la bonne affaire, propose une chaudière qui bizarrement est plus puissante que la précédente, alors qu’il est fort à parier que l’ancienne installation était déjà elle-même fortement surdimensionnée.

La régulation n’est évidemment pas modifiée et la nouvelle chaudière sera à nouveau maintenue sur son aquastat sans autre régulation.

Ce genre de situation est courante et montre l’importance d’étudier le remplacement des chaudières avant leur détérioration complète : redimensionnement, révision de la régulation, choix du type de la nouvelle chaudière, …

Ce plan de rénovation étant prêt, on peut répondre rapidement à une situation d’urgence, tout en optimalisant le choix de la nouvelle installation.

Comparer des devis

Un responsable technique demande, à 3 installateurs, un devis pour le remplacement de sa chaudière.

Il reçoit en retour 3 prix tout à fait différents avec une simple mention : « placement d’une chaudière de X kW, avec son brûleur et sa régulation ».

Comment choisir ? Faut-il prendre le moins cher ? D’où viennent les différences ? Tiens, le « X kW » est différent dans chaque devis ?

En fait, les 3 propositions ne sont pas comparables. Certains chauffagistes comptent remplacer l’existant par une installation ayant exactement les mêmes fonctionnalités. D’autres proposent une installation dont la puissance est judicieusement revue à la baisse et dont la régulation répond aux standards de performance actuels.

Il est évident que cette dernière solution est de loin préférable si on veut optimaliser l’économie d’énergie réalisable.

À partir du moment où plusieurs centaines de milliers d’ € sont budgétisés pour remplacer des chaudières, autant optimaliser la dépense en réétudiant l’installation dans sa globalité, certaines adaptations étant même une obligation. Cela sous-entend :

Concevoir

le choix du combustible (gaz ou fuel),
le choix des nouvelles chaudières (intérêt de placer une chaudière à condensation, …),
le redimensionnement des chaudières,
la régulation des chaudières et aussi la régulation des circuits de distribution (et la coordination de celles-ci entre elles),
l’adaptation de la cheminée,
la mise en conformité de la chaufferie,
….

Il est également important d’examiner l’état du réseau hydraulique au moment du remplacement. En effet, il arrive que des chaudières neuves montées sur d’anciennes installations subissent au cours des premiers mois de fonctionnement, un embouage important, pouvant provoquer une détérioration irrémédiable. Dans le même ordre d’idée, la qualité de l’eau aura aussi toute son importance.

Évaluer

Évaluer les causes de rupture d’une chaudière.

Les analyses faites sur ces boues montrent que celles-ci sont dues au décollement et au déplacement, lors du remplissage, des boues qui se sont accumulées au fil des ans dans les circuits.

Au minimum, il faut rincer l’installation avant mise en route pour éliminer les résidus (soudure, graisse, filasse, sable, …) issus de la réalisation. De plus, si l’installation présente des traces importantes de corrosion interne, il est important de procéder à un désembouage complet : un système de désembouage (séparateur de boue) doit permettre de capter les boues avant leur entrée dans la chaudière. En complément, l’emploi de réactifs visant à disperser les boues et à faciliter leur capture peut s’avérer intéressant.

Remplacer une chaudière percée

Attention, la rupture d’une chaudière provient rarement d’un défaut de fabrication, mais plutôt d’une mauvaise exploitation :

condensations ou choc thermique dues à une régulation inadaptée,
défaut d’irrigation par embouage,
défaut d’irrigation par mauvaise conception du circuit de distribution,
…

Il est donc impératif d’éliminer la cause de rupture avant de procéder au remplacement, sous peine de voir la nouvelle chaudière subir, rapidement, les mêmes dommages que la précédente.

Évaluer

Pour en savoir plus sur les causes de rupture d’une chaudière.

Remplacer une chaudière d’un ensemble de chaudières de puissance moyenne

À l’heure actuelle, lorsqu’une chaudière traditionnelle dans un ensemble de chaudières doit être remplacée quelle qu’en soit la raison, on privilégiera une chaudière à condensation. D’une part, la technologie des chaudières à condensation est au point par rapport à tous les problèmes de corrosion liée à l’agressivité des condensats dans l’échangeur de la chaudière, d’autre part, le prix a sensiblement diminué.

D’un point de vue énergétique, on ne présente plus l’intérêt de la chaudière à condensation. L’objectif du remplacement d’une chaudière classique par une chaudière à condensation est donc bien de privilégier le fonctionnement de cette dernière pendant un maximum de temps. Dans cette configuration, la chaudière classique n’a plus qu’un rôle d’appoint en période froide lorsque la puissance de la chaudière à condensation n’est plus suffisante ou de « backup ».

Le remplacement d’une chaudière classique par une chaudière à condensation ne se fait pas en un coup de baguette magique ! Il est nécessaire la plupart du temps :

D’adapter l’hydraulique de l’installation tant au niveau de la production que de la distribution ;
De prévoir une régulation capable de concilier le fonctionnement de l’ensemble des chaudières.

Revoir la puissance de chaudière à la baisse

Comme développé ci-avant le surdimensionnement des anciennes chaudières est un fait avéré. Indépendamment du surdimensionnement « naturel » de la plupart des installations de chauffage, le projet de rénovation d’une partie de la chaufferie implique une réévaluation des besoins thermiques du bâtiment. En effet, différentes mesures de réduction des besoins ont pu être prises comme :

L’isolation partielle ou totale de l’enveloppe du bâtiment (remplacement des simples vitrages par des vitrages à basse émissivité isolation de la toiture, des murs, …) ;
Des actions URE sur des équipements comme la ventilation hygiénique par exemple.

Cette réévaluation peut être réalisée :

De manière simple, mais avec une bonne approximation, comme le calcul statique des déperditions (calcul du U*S*ΔT) ;
De manière plus sophistiquée, mais plus précise au moyen d’une simulation thermique dynamique déterminant les besoins de chaleur heure par heure tout au long de l’année.

Dans les deux cas, il est conseillé de faire appel à un bureau d’étude spécialisé en technique spéciale.

Si la rénovation se réalise sur des chaudières de faible puissance, faire appel à un bureau d’étude se justifie difficilement au niveau financier. Il n’empêche, c’est dans votre intérêt de sensibiliser l’installateur par rapport à ce surdimensionnement.

Une règle d’or : signalez-lui toutes les améliorations qui ont été réalisées sur l’enveloppe du bâtiment au cours des années ! C’est vous qui connaissez le mieux le bâtiment !

L’exemple ci-dessous montre qu’énergétiquement et financièrement parlant, le remplacement d’une chaudière classique à brûleur pulsé par une chaudière à condensation à brûleur modulant est intéressant.

Exemple 3 : dans un immeuble de bureaux, on décide de remplacer une des deux chaudières de 600 kW par une chaudière gaz à condensation en intégrant la notion de surdimensionnement :

> Situation de départ :

2 chaudières à brûleur à air pulsé (2 allures) de 600 kW de 1983, soit 1 200 kW installés pour un besoin réel maximal de 600 kW
fonctionnement en parallèle des chaudières
pertes à l’arrêt des chaudières : 0.2 %
rendement de combustion : 94 % en 1ère allure et 92 % en deuxième
rendement saisonnier de production calculé : 92.3 %
consommation annuelle : 155 000 litres de fuel par an

> Situation projetée :

1 chaudière existante est conservée
1 chaudière à condensation de 360 kW avec brûleur modulant
fonctionnement en cascade des chaudières
pertes à l’arrêt des chaudières : 0,2 %
rendement de combustion de la chaudière conservée : 94 % en 1ère allure et 92 % en deuxième
rendement de combustion de la chaudière à condensation : 108 % à 60 % de taux de charge et 106 % à 100 % de taux de charge
rendement saisonnier de production calculé : 105.6 %
consommation annuelle : 155 000 [litres/an] x 92.3 [%] / 105.6 [%] = 135 478 [litres/an]
gain énergétique : 19 521 [litres/an] (soit 15 %)
gain financier (à 0,8 €/litre en 2012) : 15 619 [€/an]

Adapter l’hydraulique de l’installation

Cas de chaufferie avec ECS préparée séparément

L’insertion d’une chaudière à condensation dans un ensemble composé de plusieurs chaudières de technologie ancienne risque immanquablement de perturber le fonctionnement des autres chaudières et des circuits secondaires.

À moins de remplacer à l’identique (déconseillé), ce n’est que trop rarement du « plug and go » ! Hydrauliquement parlant, il faut donc être très prudent et, en règle générale, faire appel à un bureau d’étude spécialisé.

Quel que soit le cas envisagé, l’objectif de l’adaptation du circuit hydraulique sera toujours le même : ramener de l’eau la plus froide possible au niveau de la chaudière à condensation !

Indépendamment de l’hydraulique, il est obligatoire, pour arriver à optimiser l’installation, de passer à une régulation de température de sortie chaudière GLISSANTE et variable en fonction de la demande et/ou de la température extérieure ! Il n’y a plus de limite inférieure puisque la chaudière est à condensation. La distribution de chaleur à température plus modérée améliore également les pertes de distribution !

De nombreuses installations existantes sont équipées :

soit d’un bouclage à l’extrémité du collecteur entre le départ et le retour (boucle A-B) ;
soit d’une bouteille casse-pression.

Collecteur bouclé et bouteille casse-pression.

Dans le cas d’un bouclage, celui-ci permet un retour chaud au niveau des chaudières. Ce bouclage est indispensable :

pour assurer la non-condensation des chaudières classiques ;
pour éviter les pompages des vannes-mélangeuses des circuits secondaires.

Lorsqu’on envisage de remplacer une des chaudières classiques par une chaudière à condensation, il est indispensable :

de maintenir une température de retour au-dessus de la température de condensation dans la chaudière existante ;
de continuer à garantir un équilibre hydraulique entre les circuits primaires et secondaires d’une part et, d’autre part, les circuits secondaires entre eux ;
de favoriser un retour froid au niveau de la chaudière à condensation.

Bref, on peut parler d’un casse-tête … belge ! Mais comme nous sommes les champions du compromis, il existe des solutions capables de répondre aux différentes exigences tout en garantissant le respect des exigences de fonctionnement de chaque équipement.

Dans ce qui suit, une méthode de modification de l’installation est proposée. Ce n’est certes pas la seule, mais elle permet de rassembler pratiquement tous les impératifs liés au fonctionnement conjoint d’une association de chaudières de générations différentes avec un circuit hydraulique existant. On notera toutefois qu’il est toujours nécessaire de vérifier l’implémentation hydraulique chez le fabricant.

Étape 1 : enlèvement du bouclage

Le bouclage n’est pas favorable au retour froid vers la chaudière à condensation. Par contre, le fait de vouloir le supprimer comme dans un collecteur ouvert risque de perturber l’équilibre hydraulique entre le circuit primaire et les circuits secondaires,

Bouclage enlevé.

Étape 2 : placement d’une bouteille casse-pression

Le placement d’une bouteille casse-pression évite les perturbations hydrauliques, mais ne garantit pas, quelle que soit la demande des circuits secondaires :

Un retour chaud pour l’ancienne chaudière ;
Un retour froid pour favoriser la condensation de la nouvelle chaudière ;
Un débit contrôlé dans chaque chaudière, dû au fait que le débit de la pompe primaire est fixe.

Placement d’une bouteille casse-pression : variante 1 et 2.

Étape 3 : individualisation des débits des chaudières

Le remplacement de la pompe primaire unique par une pompe individuelle à débit variable au niveau de chaque chaudière permet de les irriguer de manière totalement autonome vu que leur technologie est rarement la même (ancienne chaudière à grand volume d’eau ⇐⇒ nouvelle chaudière à faible volume d’eau). Le bouclage sur la chaudière existante permet d’assurer, quelle que soit la température de retour primaire à la sortie de la bouteille casse-pression la température minimale nécessaire à la non-condensation des fumées de combustion nécessaire à cette technologie de chaudière.

Individualisation des débits des pompes : variante 1 et 2

Cette configuration de l’hydraulique de la chaufferie est suffisante pour garantir la pérennité de l’installation, mais ne garantit toujours pas le contrôle de la température de retour à la sortie de la bouteille casse-pression.

Étape 4 : adaptation de la régulation

Une manière intéressante de garantir une température de retour froide à la sortie de la bouteille casse-pression est d’adapter en permanence les débits des pompes primaires de manière à respecter à tout moment la règle suivante : débit primaire Qp < débit secondaire Qs.

Lorsque le débit primaire < débit secondaire de la bouteille casse-pression, le retour côté primaire reste froid et garantit au niveau de la chaudière à condensation un retour froid. Cette disposition implique que la régulation de cascade des chaudières soit adaptée. Une manière d’y arriver est de contrôler la différence de température comme le propose la figure suivante : on régule le débit de la chaudière à condensation pour une maintenir une différence de température entre l’entrée côté primaire (Tp) et la sortie côté secondaire (Ts) de la bouteille casse-pression de l’ordre de 2°C. (Tp > Ts). Lorsque l’écart de température augmente, il faut augmenter le débit de la pompe de circulation de la chaudière, et inversement).

Adaptation de la régulation : variante 1 et 2.

Lorsque la demande de chaleur diminue, les vannes 3 voies ont tendance à se fermer et, par conséquent, le débit secondaire à diminuer, la température Ts augmente. Sans changer le débit de la pompe primaire de la chaudière à condensation, l’écart entre les températures Tp et Ts diminue. La régulation prévoira de diminuer le débit primaire de manière à respecter la loi selon laquelle le débit primaire < débit secondaire ;
À l’inverse, lorsque la demande de chaleur augmente, l’écart entre Tp et Ts augmente, nécessitant d’augmenter le débit de la pompe de la chaudière à condensation pour ramener cet écart à 2°C.

Cas où l’ECS est combinée avec le chauffage

Le remplacement d’une chaudière classique par une chaudière à condensation dans un ensemble de chaudières qui alimente à la fois des circuits statiques, des batteries chaudes de centrales de traitement d’air (CTA) et de l’ECS risquent de poser un problème si on n’y prend pas garde ! En réalité, tout est conditionné par le profil de besoin de chaleur :

> Une école, un immeuble de bureaux ont des consommations d’ECS généralement faibles et discontinues. L’adaptation de l’hydraulique peut être envisagée comme présenté ci-dessous. Pendant la production d’ECS, la chaudière à condensation ne travaillera pas dans des conditions optimales. Mais cette période est brève, ou la quantité de chaleur est faible.

Consommation faible d’ECS.

> Un hôpital, un hôtel, un magasin alimentaire, … ont un besoin d’ECS qui peut être important et relativement continu. Dans ce cas, l’exploitation optimale de la condensation de la chaudière devient difficile en considérant le schéma hydraulique envisagé jusqu’à maintenant. Une solution réside dans le choix d’une chaudière à condensation à un seul retour et à un surdimensionnement de l’échangeur de production ECS pour avoir des retour ECS les plus froids possible !! D’autre part, il y a lieu d’envisager dans ce cas de séparer la production ECS du chauffage !

Consommation faible d’ECS.

Adapter les régimes de température

Lors d’une rénovation de la chaufferie, le réglage des courbes de chauffe d’une installation de chauffage est naturellement dépendante de la performance énergétique de l’enveloppe du bâtiment :

> Sans changement de la performance de l’enveloppe, le besoin de chaleur reste le même et les régimes de température des circuits secondaires restent inchangés Le remplacement d’une chaudière classique par une chaudière à condensation risque d’être moins intéressant. Cependant, comme le montre le graphique suivant, pour un régime de température classique dans des bâtiments peu isolés de 90/70°C (100 % de charge) et sachant que, durant 75 % du temps de la saison de chauffe, les besoins en puissance de chauffage se situe en dessous de 60%, les températures de retour vers la production de chaleur sont sous 55°C ; ce qui implique qu’une nouvelle chaudière sur un tel circuit condense théoriquement pendant 75 % de la période de chauffe. Il est donc intéressant d’envisager la chaudière à condensation même sans ambition d’amélioration de la performance de l’enveloppe du bâtiment.

Courbe de chauffe : régime 90-70°C.

> En changeant la performance de l’enveloppe (remplacement des châssis vitrés, isolation des parois, placement d’un récupérateur de chaleur sur une ventilation hygiénique à double flux, …), le besoin de chaleur doit être revu à la baisse. Il n’est plus nécessaire de maintenir un régime de température de 90/70°C. Un régime de 80/60°C voire 70/50°C est plus approprié. En analysant le graphique ci-dessous, on constate que la plupart du temps la chaudière à condensation condense. Attention toutefois de ne pas trop réduire le régime de température sous peine de voir la chaudière traditionnelle condenser lorsqu’elle fournit un faible appoint à la chaudière à condensation. On « pourrait » observer ce phénomène lorsque les températures externes sont aux alentours des 0°C.

Courbe de chauffe : régime 90-70°C.

Adapter le conduit de cheminée

Vu que les températures de fumée à la sortie de la chaudière à condensation sont plus basses, le risque de condensation résiduelle dans la cheminée risque de la détériorer. Le coût du gainage du conduit de cheminée devra être pris en compte dans l’étude. Suivant la configuration de la chaufferie il peut être non négligeable.

Et les autres chaudières ?

Quand la décision est prise de remplacer une chaudière, il faut s’attendre à devoir investir dans le remplacement de la ou des autres chaudières composant l’ensemble. Si le remplacement de la première chaudière intervient suite :

À la vétusté de la chaudière, il est clair que la ou les autres chaudières risquent d’être dans le même état. Il s’ensuit qu’il sera nécessaire à terme de prévoir financièrement le remplacement de la ou des chaudières restantes.
À une étude énergétique et financière favorable, le remplacement de la ou des autres chaudières peut être envisagé de manière plus posée et sereine. On l’envisagera plutôt dans le cadre de l’utilisation rationnelle de l’énergie.

Traiter les condensats

En régime permanent, une chaudière gaz à condensation de 250 kW produit en moyenne environ 37.5 litres/h de condensats.

Ces condensats sont légèrement acides (H2O + CO₂). Le degré d’acidité est du même ordre de grandeur que celui de l’eau de pluie (pH : 3,8 .. 5,2). De plus l’acidité de ceux-ci est souvent compensée par le caractère plutôt basique des eaux d’entretien ménager. Ceci explique qu’il ne soit pas obligatoire de traiter les condensats avant leur évacuation à l’égout. Il sera fortement conseillé dans les grandes chaufferies de traiter quand même ces condensats en raison de leur importance relative par rapport au volume d’eau usée globalement traitée.

Dans le cas d’une chaufferie en toiture, il est recommandé de ne pas faire couler les condensats sur la toiture ou directement dans les gouttières (légère acidité, risque de gel et de bouchage des évacuations). Un conduit en matière synthétique raccordé directement à l’égout est indiqué.

Pour une chaudière à mazout à condensation, la neutralisation des condensats est obligatoire (ph 2,5, pratiquement de l’acide sulfurique…).

Remplacer une chaudière d’un ensemble de chaudières de grande puissance

Les chaudières à condensation de grande puissance (> 1 000 kW), à l’heure actuelle, ne sont pas courantes. Suivant les besoins, on envisagera des configurations différentes :

> On prévoit d’éliminer une des chaudières en fin de vie ! On remplacera avantageusement la chaudière existante par une chaudière HR équipée d’un condenseur externe. La chaudière existante restante pourrait être équipée d’un échangeur à condensation.

> On veut améliorer la performance énergétique de la chaufferie en tenant compte du bon état des chaudières existantes. Le simple placement d’un condenseur externe par chaudière sera très intéressant. Attention toutefois que l’on devra revoir le fonctionnement du brûleur (voire le remplacer) sachant que la résistance au passage des fumées augmente. Il est donc nécessaire, avant d’entreprendre ce genre d’adaptation, de se renseigner chez le fabricant.

Condenseur séparé.

Revoir la puissance de chaudière à la baisse

Le principe de diminution de la puissance de la chaudière HR est le même que celui appliqué pour la chaudière à condensation.

Dimensionner la puissance du condenseur séparé

Vu que le condenseur séparé se place à la sortie du conduit des fumées de la chaudière, il ne récupère que théoriquement 11 % de la chaleur de combustion (chaleur contenue dans la vapeur d’eau). Dès lors, le condenseur séparé sera dimensionné sur une base de l’ordre de 11 % de la puissance de la chaudière sur laquelle il est placé.

Adapter l’hydraulique de l’installation

Remplacement d’une seule chaudière HR équipée d’un condenseur

L’insertion d’une chaudière HR et de son condenseur externe dans un ensemble composé de plusieurs chaudières de technologie dépend de la technologie développée par le constructeur.

Le schéma ci-dessous donne un exemple de placement d’une chaudière de puissance importante de type HR avec un condenseur séparé :

Insertion d’une chaudière HR et d’un condenseur externe.

Pour ce type de chaudière à grand volume d’eau, la bouteille casse-pression est moins indispensable que dans le cas des chaudières à faible volume d’eau. Les pertes de charge y sont moins importantes et, par conséquent, les problèmes de déséquilibre hydraulique sont réduits. Une partie du débit de retour du collecteur de distribution est dévié vers le condenseur séparé (à raison de 10 % du débit total de retour). Afin d’éviter un retour froid au niveau de la chaudière HR, un « bypass » a été placé pour réchauffer le retour vers la chaudière avec une partie du débit de sortie de la chaudière.

Placement de condenseurs séparés sur les chaudières existantes

Dans l’optique de conserver les chaudières existantes (état correct lors de l’entretien annuel), l’adjonction d’un condenseur séparé sur chaque chaudière permettra de valoriser un maximum d’énergie avec comme objectif de s’approcher des 10 % théoriques d’énergie contenue dans la vapeur d’eau des fumées de combustion. Dans cette configuration, la chaudière existante devra être équipée d’un « bypass » lui assurant une température minimum de retour.

Insertion de 2 chaudières HR et leur condenseur externe.

Adapter les régimes de température

Le même principe que pour les chaudières de puissance moyenne peut être adopté, à savoir :

Lorsqu’on ne réduit pas les besoins thermiques du bâtiment, le régime de température (courbes de chauffe) reste inchangé. Tout comme la chaudière à condensation, on peut espérer que le condenseur séparé condensera 75 % du temps de la saison de chauffe lorsque le régime de température est 90/70 °C ;
En cas de réduction des besoins thermiques du bâtiment, on peut se permettre de revoir à la baisse le régime de température. On passera à un régime 80/60 °C pour des bâtiments de performance énergétique moyenne et 70/50 °C pour des bâtiments basse énergie.

Adapter le conduit de cheminée

Sur le même principe que les chaudières à condensation, à la sortie des condenseurs séparés, les températures de fumée sont plus basses. Le risque de condensation résiduelle dans la cheminée risque de la détériorer. Le coût du gainage du conduit de cheminée devra être pris en compte dans l’étude. Suivant la configuration de la chaufferie il peut être non négligeable.

Traiter les condensats

Tout comme les chaudières à condensations, les condensats du condenseur externe peuvent être évacués à l’égout.

Cependant, dans le cas de grosse unité de condensation, le traitement des condensats est conseillé.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’état mécanique du réseau de distribution

Évaluer l'état mécanique du réseau de distribution

Causes de corrosion

Dans des conditions normales d’exploitation, c’est en principe toujours la même eau qui circule dans une installation de chauffage. Il ne faut procéder à un remplissage d’appoint qu’une ou deux fois par année. Dans ce cas, la corrosion intérieure d’une installation est pratiquement négligeable et ne progresse que très lentement.

La principale cause de corrosion sérieuse réside dans un apport prolongé d’oxygène dans le réseau de conduites. Cet apport peut être provoqué par :

Des fuites et donc un remplissage d’appoint fréquent avec de l’eau neuve (contenant de l’oxygène « actif »).

Une dépression localisée dans le réseau, de sorte que de l’air est aspiré par des points inétanches (raccords, purgeurs, …). Il faut en chercher la cause dans un vase d’expansion mal placé ou sous-dimensionné.

Un vase d’expansion défectueux ou sous-dimensionné.

Un ancien vase d’expansion à l’air libre (vase ouvert).

Une autre cause de corrosion peut être la multiplication des types de métaux dans une même installation, comme le mélange de cuivre et d’acier.

Appoint d’eau : un ordre de grandeur

La situation peut être considérée comme anormale et dangereuse pour l’installation si la quantité d’eau ajoutée annuellement dépasse :

1 litre par kW installé

Pour établir ce ratio, il faut évidemment pouvoir chiffrer la quantité d’eau d’appoint, ce qui est quasi impossible sans un compteur d’eau sur l’alimentation de ville.

Contrôle du vase d’expansion

Vase d’expansion à pression variable et à pression constante.

Que se passe-t-il quand un vase d’expansion est trop petit, dégonflé ou encore avec une membrane devenue poreuse ?

Si la membrane se perce, l’eau va remplir l’entièreté du volume du vase d’expansion. A froid, la pression dans l’installation va chuter et le gestionnaire de l’installation aura tendance à remettre de l’eau. Un indice de détérioration du vase : même lorsque la pression est fortement descendue, elle remonte très rapidement dès que l’on ouvre l’arrivée d’eau de ville.

Quand cette eau va chauffer comme plus rien ne pourra reprendre le volume de dilatation de l’eau et, sous la montée en pression, les soupapes de sécurité vont s’ouvrir, rejetant de l’eau (des traces de calcaire et de corrosion au niveau de la soupape est un signe).

Quand l’eau va se refroidir, puisqu’il manque de l’eau, la pression dans l’installation apparaîtra de nouveau trop basse et le gestionnaire rajoutera de nouveau de l’eau. Et ainsi de suite, jusqu’à ce que l’entartrage et la corrosion liés à l’ajout perpétuel d’eau n’attaquent l’installation de façon irréversible.

Comment contrôler un vase d’expansion ?

Un vase d’expansion ne peut jamais être rempli d’eau. Si c’est la cas, l’eau ne dispose plus de volume pour se dilater.

> Contrôle 1 : Un vase doit sonner « creux » lorsqu’on le frappe du côté « air ».

Vase d’expansion à membrane ou à vessie.

> Contrôle 2 : si la pression statique de l’installation diminue et que très peu d’eau suffit pour augmenter brusquement la pression, il y de forte chance que la membrane du vase soit déchirée ou poreuse.

> Contrôle 3 : une pression de gonflage trop faible peut mettre en dépression certaines parties du réseau et provoquer des entrées d’air parasites. Or, il faut savoir qu’un vase d’expansion à pression variable, se dégonfle avec le temps (c’est comme un pneu de voiture). Il faut donc vérifier régulièrement sa pression de gonflage. Pour cela, il faut isoler le vase, le vidanger, vérifier sa pression à vide et le regonfler si nécessaire (un vase d’expansion dispose d’une pipette semblable à celles des roues de voiture).

La pression à respecter doit être égale à :

P_gon[bar] = (h [m] / 10) + 0,3 [bar],

* avec un minimum à respecter de 0,5 bar

où,

h est la différence de hauteur [m] entre le vase d’expansion considéré comme étant au point le plus bas de l’installation et le point le plus haut de l’installation.

> Contrôle 4 : le dimensionnement correct du vase d’expansion est primordial. Cela comprend le choix de son volume, mais également de sa pression de gonflage et de remplissage. Il peut donc être utile, en cas de doute de contrôler le dimensionnement du vase.
Cliquez ici, pour en savoir plus sur :

Concevoir

Le choix, l’emplacement et le dimensionnement correct du vase d’expansion.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Sensibiliser les utilisateurs

Placer des compteurs d’eau chaude

Une enquête en Suisse a montré que le placement de compteurs individuels dans un immeuble à appartements diminue la consommation d’eau chaude de 25 à 30 %. Alors, la même enquête en Belgique :… nous n’osons pas imaginer !

Si le réseau s’y prête, le placement de compteurs permet de responsabiliser les différents acteurs. Il est en effet très facile de budgétiser le coût correspondant aux m³ d’eau chaude puisés et de les facturer aux consommateurs.

Mesures	Pour plus d’infos sur la technique de mesure de l’eau.
Évaluer	Pour plus d’infos sur l’évaluation du coût de l’eau.

Sensibiliser à l’utilisation modérée de l’eau chaude

Décentraliser la facture énergétique vers les postes consommateurs

La réduction des consommations passe également par une responsabilisation
des usagers.

Sont-ils au courant du prix de l’eau ? (+/- 2,5 € du m³).

Et de l’eau chaude ? (+/- 5 € du m³;). Et que donc un bain revient environ à 0,6 € ?

Évaluer

Ces chiffres peuvent être adaptés à un bâtiment particulier (à augmenter si chauffage électrique, par exemple). Pour plus d’infos.

Une information au personnel sur les factures annuelles pour l’entreprise ou l’institution en chauffage, en eau chaude sanitaire, … sera la bienvenue.
Plus elle sera précise, plus elle touchera les acteurs (budget de la cuisine, de la blanchisserie, …).

Dans un home pour enfants près de Hannut, le directeur a proposé aux équipes éducatives de chaque « unité de vie » de gérer leur propre budget global de fonctionnement.

Notamment, un budget « linge » a été instauré, sur base d’un tarif auprès de la buanderie. Du jour au lendemain, le volume à nettoyer a baissé de moitié ! Les éducateurs préférant garder du budget pour faire des activités avec les enfants, bien sûr.

Le directeur a même surpris l’un ou l’autre éducatrice à ramener du linge à laver chez elles, pour diminuer encore ce poste…!

Bien sûr, il faut éviter une dérive et ne pas éviter de remplacer un drap souillé, par exemple. Mais auparavant, on remplaçait systématiquement tous les draps chaque jour.

Sensibiliser par des affiches visuelles, si possible humoristiques.

Des affichettes simples peuvent rappeler des gestes de tous les jours, sans pour autant nuire au confort des usagers.

Ainsi, dans un lieu d’hébergement, on pourrait rappeler dans les sanitaires :

d’éviter de laisser couler l’eau lorsqu’on se lave les dents,
d’éviter de laisser couler l’eau lorsqu’on se rase,
de se laver les mains avec l’eau froide en priorité,
de préférer la douche au bain,
…

« Du bon usage du bouchon »,
manuel en 3 tomes paru aux Éditions du Siphon.

Même si nous manquons d’affiches spécifiques à l’eau chaude sanitaire, consultez notre banque de données ou piquez schémas et photos dans le présent outil d’information : ils sont libres de droits, sauf si une mention contraire est apportée.

Sensibilisation

Pour plus d’info sur l’organisation d’une campagne de sensibilisation.

Sensibiliser à intervenir rapidement en cas de fuite

L’idée est ici d’organiser la chaîne d’intervention

L’utilisateur sait-il ce qu’il doit faire lorsqu’il constate qu’une chasse d’eau fuit, ou que le robinet d’eau chaude n’est plus étanche ?
Le personnel technique est-il lui-même sensibilisé à intervenir rapidement en cas de fuite ?

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isoler un mur creux par remplissage de la coulisse

Limites d’application

On évite l’isolation dans la coulisse dans les cas suivants :

Lorsque le niveau d’isolation thermique souhaité ne peut pas être atteint à cause de l’épaisseur insuffisante de la coulisse.
Lorsque la surface extérieure du mur est imperméable à la vapeur d’eau.
En effet, lorsqu’on isole dans la coulisse, l’eau présente dans le parement provenant des infiltrations des pluies et/ou de la condensation interstitielle, doit pouvoir être évacuée par le séchage du parement, qui, à cause de la présence de l’isolant, n’est plus possible que par la face extérieure.
Si le revêtement extérieur est une peinture, on peut enlever cette dernière, mais ceci n’est pas facile à réaliser.
Lorsque la maçonnerie de parement est gélive. Soit, elle présente des briques effritées et/ou des joints expulsés, soit le test d’un échantillon en laboratoire a montré qu’elle serait incapable de résister aux contraintes provoquées par le remplissage de la coulisse.
En effet, lorsqu’on place une isolation dans la coulisse, le mur de parement subit moins les influences de la température intérieure. Il sera plus froid en hiver et plus chaud en été. Le mur de parement subit des variations de température plus grandes et plus fréquentes; les contraintes thermiques sont plus importantes.

Lorsque la façade comporte des ponts thermiques importants ne pouvant être corrigés.
Lorsque la paroi intérieure n’est pas étanche à l’air (maçonnerie non enduite).
Lorsqu’il y a de la mousse sur la brique de façade.
Lorsque les barrières d’étanchéité sont absentes ou inefficaces.

Vérification et mesures préliminaires

> Avant d’entamer les travaux, un examen préalable de la coulisse doit être réalisé pour vérifier l’état et la qualité du mur creux. Cet examen est facilement réalisable, sans démontage du mur, au moyen d’un appareil spécialisé tel que l’endoscope.

Endoscope appareil permettant l’observation à distance à l’intérieur d’un corps creux par l’intermédiaire d’un trou de 10 à 12 mm de diamètre foré dans les joints de mortier.

On vérifie ainsi :

La possibilité de traiter les ponts thermiques au droit des linteaux, des retours de baies, des planchers, des pieds de mur, de la corniche, etc.
L’absence de gravats, de déchets et autres matériaux dans la coulisse.
La disposition correcte des crochets entre les deux parois du mur.
L’existence des membranes d’étanchéité correctement disposées.
La présence d’ouvertures de drainage de la coulisse disposées juste au-dessus des membranes d’étanchéité.

Détail au droit d’une fenêtre – Vue en plan

Correction d’un pont thermique.

Pénétration d’eau via les déchets de mortier ou morceau de brique calés entre les deux parois.

Pénétration d’eau via crochet d’ancrage mal positionné.

Détail à la base d’un mur

Mauvaise pause d’une membrane d’évacuation de l’eau au-dessus d’un linteau.

Correction avec démontage du parement et encastrement de la membrane dans la paroi intérieure.

> Les éventuels problèmes d’humidité ascensionnelle doivent d’abord être résolus; la faculté d’assèchement du mur étant amoindrie par le remplissage de la coulisse.

Choix du système d’isolation

Il existe différents moyens et matériaux isolants pour remplir la coulisse.

On choisit, en général, le système qui consiste à insuffler un isolant en vrac. La technique d’injection de mousse est actuellement peu pratiquée. Elle nécessite un contrôle précis du remplissage et de l’expansion de la mousse pour éviter une déformation du parement suite à la pression provoquée.

Le recours à un système d’isolation bénéficiant d’un agrément technique est vivement conseillé.

Le matériau isolant doit :

ne pas être capillaire ni hydrophile (il ne peut absorber ni retenir l’eau),
être suffisamment perméable à la vapeur d’eau,
avoir une consistance suffisante pour ne pas s’affaisser.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Quelle amélioration choisir pour la fenêtre ?

Conserver les châssis existants en les modifiant éventuellement, et intervenir sur le vitrage

Le châssis peut être conservé lorsqu’il est isolant (bois, PVC, polyuréthane, alu à coupure thermique), en bon état et adaptable, c’est à dire qu’il peut, après intervention éventuelle, être équipé d’un double vitrage performant ou d’un survitrage.

Améliorer	Pour remplacer un vitrage par un vitrage plus isolant.
Améliorer	Pour savoir comment placer un survitrage.

Au survitrage, on préférera le double vitrage plus performant. La pose d’un survitrage est une amélioration thermique médiocre (U_g total de la double vitre > 3 W/m²K) qui ne se justifie que par les caractéristiques architecturales du châssis (esthétique, courbes compliquées, petits vitrages, nombreuses subdivisions, profilés trop fins ou impossibles à modifier, etc.), par le souci de ne pas diminuer la surface transparente de la fenêtre dans le cas de très petites surfaces vitrées. En outre, le survitrage nécessite un entretien plus important, puisque le nombre de face est doublé, et de la condensation périodique entre la vitre et le survitrage est difficile à éviter.

Si le châssis n’est pas isolant (métallique sans coupure thermique, par exemple) en bon état et adaptable, c’est-à-dire qu’il peut également, après intervention éventuelle, être conservé à condition que l’occupant accepte une condensation superficielle sur la face intérieure du châssis à certaines périodes.

Si le châssis existant présente une mauvaise étanchéité à l’air et ou à l’eau, autour des ouvrants, et au raccord du châssis avec la maçonnerie, celle-ci peut être améliorée.

Améliorer

Pour savoir comment améliorer l’étanchéité à l’air et à l’eau des châssis.

Remplacer les châssis existants avec les vitrages

Dans certains cas, on ne pourra faire l’économie du remplacement du châssis.

> Lorsque le châssis n’est plus adapté.

Suite à une modification d’affectation, le mode d’ouverture peut ne plus correspondre avec la fonction du local.
Avant de remplacer le vitrage au sein d’un châssis, il faut s’interroger sur les possibilités d’ouverture, de ventilation, … qu’offre le châssis et si elles sont encore suffisantes et appropriées à l’activité. Si le type d’ouvrant n’est pas approprié, seul le remplacement du châssis est possible.

> Lorsque le châssis est en mauvais état.

(1) Les châssis en bois : La durée de vie d’un châssis en bois sera fonction du soin consacré à son entretien. Les attaques du bois par des champignons ou des insectes sont dues à une protection et/ou un entretien insuffisant. La présence de condensation interne peut également être la cause de la dégradation des châssis en bois. Si le dormant et les ouvrants du châssis s’avèrent trop abîmés, on remplacera tout le châssis. Si seul l’ouvrant est endommagé, il est possible de remplacer uniquement ce dernier. Si seule une partie d’un cadre est endommagé et lorsqu’il est possible de la remplacer sans causer d’autres dommages, on peut remplacer seulement une partie du châssis (montant, traverse). Il convient alors d’utiliser du bois de durabilité suffisante.

Techniques

Pour en savoir plus sur l’entretien des châssis en bois.

Améliorer	Pour connaître les possibilités d’amélioration de la condensation interne au châssis.
Concevoir	Pour réaliser le choix des châssis.
Améliorer	Pour connaître les techniques de remplacement d’un ouvrant.

(2) Les châssis en aluminium : La présence de corrosion est synonyme d’une mauvaise conception du châssis en aluminium. Aucune amélioration n’est envisageable.

(3) Les châssis en PVC : Ces châssis et principalement ceux de couleur foncée, sont sensibles aux ultraviolets. Des déformations du châssis dû au phénomène de dilatation thermique peuvent être la cause de fatigue et de fissuration au sein du châssis.

Remarque.
Pour tous les types de châssis, on vérifiera l’état et l’emplacement adéquat de pièces telles que les quincailleries, les cales et les feuillures.

> Lorsqu’un survitrage est insuffisant ou rejeté pour des raisons d’entretien, et que les feuillures ne sont pas adaptables au double vitrage.

Certains châssis ne permettent pas les modifications nécessaires pour pouvoir y incorporer un double vitrage (profils en bois trop faibles, profils en PVC ou Alu impossibles à modifier). Dans ce cas, seule la pose d’un survitrage est possible. Or l’efficacité isolante de celui-ci est nettement inférieure à celle d’un double vitrage performant. Si cette efficacité est jugée insuffisante, le châssis devra être remplacé. Ce sera également le cas lorsque l’on veut éviter de la condensation entre les vitres ou un entretien plus lourd.

> Lorsqu’un survitrage est insuffisant ou rejeté pour des raisons d’entretien, et que l’on ne désire pas diminuer la surface transparente.

La pose d’un double vitrage à la place d’un simple non seulement nécessite la modification des profils du châssis, mais diminue légèrement la surface vitrée. Si on refuse cette diminution de surface vitrée, seule la pose d’un survitrage est possible. Or l’efficacité isolante de celui-ci est nettement inférieure à celle d’un double vitrage performant. Si cette efficacité est jugée insuffisante, le châssis devra être remplacé. Ce sera également le cas lorsque l’on veut éviter de la condensation entre les vitres ou un entretien plus lourd.

> Lorsqu’on n’accepte pas de condensation sur un châssis en aluminium sans coupure thermique.

Un châssis en aluminium sans coupure thermique est particulièrement perméable à la chaleur et ses performances thermiques sont donc très médiocres. Son remplacement est donc fortement conseillé si le budget le permet.

De plus même muni d’un double vitrage, dans certaines conditions climatiques, la face intérieure d’un châssis en aluminium sans coupure thermique sera couverte de condensation. Si cette condensation n’est pas maîtrisée et provoque des dégâts en rive, ou qu’elle n’est simplement plus souhaitée, le châssis doit être remplacé.

Si le remplacement des châssis et des vitrages est inévitable, un choix approprié du types de vitrages et de châssis est à faire :

Concevoir

Pour réaliser le choix des vitrages.

Concevoir

Pour réaliser le choix des châssis.

Doubler les châssis existants

Doubler le châssis existant par un second châssis permet d’obtenir des performances thermiques et acoustiques très élevées. Elle est donc très efficace en matière d’utilisation rationnelle de l’énergie.

Cette technique coûte environ le même prix que le remplacement du châssis, mais elle n’est conseillée que lorsque le châssis existant est en bon état et que la modification d’aspect importante de la fenêtre est acceptée à l’intérieur ou à l’extérieur suivant l’endroit où a été placé le nouveau châssis.

Il ne faut pas, non plus, perdre de vue que cette option double la charge d’entretien des fenêtres.

Améliorer

Comment doubler un châssis.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir les luminaires – limiter l’éblouissement

Locaux sans ordinateur

Dans les locaux où il n’y a pas d’écran d’ordinateur, on cherchera principalement à limiter l’éblouissement direct des occupants.

Pour les luminaires ouverts traditionnels, les risques d’éblouissement sont réduits si le luminaire dispose de ventelles empêchant la vue directe des lampes à partir d’un certain angle de vision par rapport à la verticale (angle de défilement).

Luminaire a ventelles.

Recommandations
Angle de défilement maximum	60°
Rendement minimum	70 %

La norme NBN EN 12464-1 prévoit de limiter l’éblouissement direct par des ventelles en fonction de la luminance de la lampe :

Luminance de la lampe en kCd/m2	Angle maximum de défilement
20 à < 50	75°
50 à < 500	70°
>= 500	60°

Les luminaires basse luminance ne sont pas strictement nécessaires mais apportent un confort supplémentaire aux élèves. Leur prix est cependant supérieur par rapport aux simples luminaires avec ventelles blanches (les luminaires avec ventelles blanches ont souvent un très faible rendement).

Locaux avec ordinateurs

On peut éviter les réflexions parasites sur les écrans de deux manières différentes :

Avec des luminaires basse luminance

Le choix d’un luminaire dit « basse luminance » est la meilleure solution pour l’éclairage des locaux informatisés de surface relativement importante, quel que soit le type d’écran. Celui-ci ne doit pas être incliné de plus de 20° par rapport à la verticale (position courante de travail sur PC).

Pour prévenir tout risque de reflets dans les écrans quel que soit leur type, les normes recommandent pour un angle d’élévation de 65° des valeurs de luminance reprise dans le tableau ci-dessous et ce quel que soit le plan du luminaire considéré (C0, C30, …, C90) :

	Niveau limite de luminance moyenne des luminaires (cd/m²)
État de luminance élevé de l’écran	Écran à haute luminance L > 200 cd/m²	Écran à luminance moyenne L ≤ 200 cd/m²
Tâche de bureau classique	≤ 3 000	≤ 1 500
Besoin de détail	≤ 1 500	≤ 1 000
L’état de luminance élevé de l’écran (selon EN ISO 9241-302) décrit la luminance maximale de la partie blanche de l’écran, valeur fournie par le fabricant.

Cependant, la protection contre l’éblouissement se fait au détriment du rendement du luminaire (plus on dispose de ventelles devant la lampe pour limiter l’éblouissement, plus importantes seront les pertes).

Les constructeurs proposent différents types de luminaires « basse luminance » avec des angles d’élévation inférieurs à 65°. Dans ce cas, il est important de garantir le maintien d’un rendement acceptable. Pour ce faire, Laborelec (le laboratoire belge de l’industrie électrique) a établi un tableau synthétique donnant, pour différents angles d’élévation, un rendement minimum à respecter.

Type de travail sur ordinateur	Recommandation EN 12464-1 Angle d’élévation	Luminance < 200 cd/m² pour des angles g
		Recommandation Laborelec par rapport à la DIN 5035
		Angle d’élévation	rendement minimum
	Dans tous les plans	Dans les plans longitudinaux (C90), transversaux (C0) et diagonaux (C30 et C60)
Usage limité	65°	65°	65 %
Usage important mais non fatigant		60°	65 %
Usage intensif et fatigant		50°	55 %

En observant le tableau ci-dessus, on se rend compte que la DIN 5035 est plus précise et contraignante que la norme EN 12464-1. À l’heure actuelle, certains constructeurs proposent des luminaires dont les caractéristiques techniques tiennent compte des deux normes.

Exemple.

Ce luminaire basse luminance répond à la norme EN 12464-1. La luminance du luminaire est inférieure à 200 Cd/m² pour un angle de défilement > 65° et ce dans toutes les directions. Son rendement, avec 1 lampes T8 de 58 W est de 76 %. De plus, il est DIN 60.

Remarque.

Comme on l’a vu, la norme EN 12464-1 précise que pour un angle d’élévation de 65°, on considère tous les plans du luminaire; autrement dit, quel que soit la position du bureau et par conséquent l’angle de vue, les 200 Cd/m² ne peuvent pas être dépassés; ce qui n’était pas le cas dans les anciennes normes NBN L 13 – 006, IN 5035 (partie 7), CIBSE LG3 (1989) qui ne privilégiaient que certains plans. On en conclut, dans ce cas, que la EN 12464-1 est plus restrictive.

Le libre choix des luminaires équipés de lampes T5 ou T8 est laissé à l’auteur de projet. Toutefois on rappellera que pour comparer ces deux technologies il faut :

Vérifier que les constructeurs donnent des valeurs de rendement qui puissent être comparées (pour une même température ambiante),

Vérifier le prix.

Se rendre bien compte que les sources LED et les lampes T5 ont une luminance plus élevée que les lampes T8 donc risque d’éblouissement.

Avec des luminaires « lumière douce » ou à plexi performant

Écran à affichage positif… et … Écran à affichage négatif.

Les luminaires « lumière douce » ont une luminance nettement supérieure à 200 cd/m² pour des angles d’élévation > 65°.

Ils ne peuvent donc pas être utilisés en présence d’ordinateurs, sauf dans le cas très restreint d’écrans plats à affichage positif (caractères sombres sur fond clair) et bon traitement antireflet.

En effet, la norme européenne ISO 9241 admet qu’une luminance moyenne des luminaires de 1 000 cd/m² (avec des pointes de moins de 1 500 cd/m²) ne provoquera pas de réflexion gênante sur les écrans. Ceci s’explique par la réduction du contraste entre ce type d’écran et les réflexions qui peuvent y apparaître (attention, le contraste entre le fond d’écran et le texte diminue aussi, ce qui est un inconvénient !).

Les luminaires « lumière douce » respectent ce critère soit directement, soit moyennant une adaptation qui limite leur luminance moyenne (par exemple pour les lampes fluocompactes).

L’avantage de ce type de luminaire apparaît lorsqu’on utilise des ordinateurs portables. (En effet les recommandations Laborelec s’appliquent pour des écrans inclinés de 15° à 20° par rapport à la verticale). Dans le cas d’ordinateurs portables, l’utilisateur incline plus fortement son écran. Il risque alors d’apercevoir des reflets même si les luminaires sont à basse luminance. Un luminaire « lumière douce » ayant une luminance moyenne dans toutes les directions, même verticale, peut alors se justifier. Il existe des luminaires à plexi performant avec les mêmes avantages que la « lumière douce ».

Cas particulier : les bureaux individuels

Les recommandations ci-dessus s’appliquent pour la majorité des bureaux. Cependant, dans un petit bureau (bureau individuel), on peut placer le luminaire et/ou les postes de travail de manière telle qu’il n’y ait jamais de réflexion. L’angle sous lequel l’écran voit le luminaire reste alors toujours inférieur à 50 – 60°.

On peut alors toujours choisir un luminaire qui n’est pas basse luminance, par exemple à ventelles planes et diffusantes ou à plexi. Ces luminaires ont un prix inférieur par rapport aux luminaires identiques équipés de ventelles paraboliques. Ces derniers apportent cependant un « plus » au standing du local et donc contribuent au confort psychologique des occupants.

Exemple : bureau avant et après

Avant : 2 vieux luminaires 2 x 36 W BM avec du bruit et éclairage trop faible.

Après : 2 luminaires 1 x 35 W T5 BE-DIM avec un niveau d’éclairement x 1,5, une économie d’énergie > 50 %, < 2,5 W/m²/100 lux et confort visuel élevé !

Cas particulier : les circulations

Les couloirs de bureaux, d’école, …

Les circulations ne présentent aucune exigence en termes de basse luminance. Tout au plus faut-il éviter un éblouissement trop important en choisissant des luminaires comportant un système de défilement. Des luminaires ouverts à ventelles planes sont donc tout à fait indiqués (angle de défilement minimum de 75°).

Les couloirs d’hôpital, de maison de repos

Les couloirs d’hôpitaux et des maisons de repos nécessitent une attention particulière sachant que l’éblouissement dû au luminaire peut être important pour les patients alités. C’est la raison pour laquelle les luminaires à basse luminance sont intéressants.

Flexibilité du local

Dans certains locaux, le type de travail et/ou la disposition des postes de travail peuvent varier dans le temps. Dans ce cas, l’éclairage général ne peut privilégier aucune zone ni direction dans le local. Si tel était le cas, leur adaptation à une nouvelle situation doit se faire avec un minimum de manipulations.

Voici différents types de luminaires pouvant répondre à ces exigences :

des luminaires à distribution de lumière identique dans toutes les directions,

un éclairage à deux composantes : éclairage général moyen (direct ou indirect) associé à des luminaires individuels mobiles,

si, à terme, le local risque d’être équipé d’ordinateurs, on peut préventivement envisager des luminaires à basse luminance,

si des bureaux individuels risquent d’être regroupés en bureaux paysagers, il est préférable de les équiper de luminaires basse luminance.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’étanchéité à l’air

Importance d’une bonne étanchéité

Le confort

Une mauvaise étanchété à l’air des bâtiments engendre des courants d’air et provoque une sensation d‘inconfort.

Exemple : courants d’air au niveau des joints de fenêtre et de porte.

Un cas typique conduisant à l’établissement d’un courant d’air est celui d’un plateau de bureaux paysager où des fenêtres donnent sur deux façades d’orientations différentes : suite à l’effet du vent, une façade est en surpression et l’autre en dépression, entraînant un courant d’air transversal. Cet effet de courant d’air se fait d’autant plus ressentir que les radiateurs placés devant les fenêtres ne couvrent pas toute la largeur de celles-ci et ne compensent pas l’infiltration d’air froid.

Le même phénomène se présente lorsqu’il y a des portes donnant sur l’extérieur et non protégées par un sas.

De plus, le manque d’étanchéité à l’air engendre un affaiblissement de l’isolation acoustique, ce qui pose surtout problème dans les villes.

Les économies d’énergie / la puissance de chauffe

Les économies d’énergie

En hiver, l’air chaud s’échappe par les fuites d’air d’un bâtiment trop peu étanche, l’air froid s’y engouffre. Un taux de ventilation réel de 0,5 renouvellement/h pour un bâtiment de dimension 60 m x 10 m x 12 m, soit 7 200 m³ va entraîner une consommation hivernale de :

(0,5 x 7 200) [m³/h] x 5 800 [h] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°) / 1 000

= 64 000 [kWh/an]

où,

5 800 est le nombre d’heures de la saison de chauffe
0,34 Wh/m³xK est la capacité thermique de l’air.
15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »
6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique

Soit un équivalent de +/- 4 000 € par an , si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,625 €/litre.

L’impact de l’inétanchéité à l’air d’un bâtiment est d’autant plus important que celui-ci est récent et donc bien isolé. En effet, la part des pertes dues à la ventilation dans le total des déperditions y est beaucoup plus importante.

La puissance de chauffe

Le dimensionnement de l’installation de chauffage se fait sur base des pertes de chaleur par transmission (par les murs, les fenêtres, la toiture, …) et des pertes de chaleur par ventilation. Si l’étanchéité du bâtiment est très mauvaise, les pertes de chaleur par ventilation seront plus importantes que celles dont on aura tenu compte dans les calculs menant au dimensionnement de la chaudière (la norme NBN 62-003 prévoit un taux de renouvellement horaire de l’air de 1), la chaudière sera sous-dimensionnée par rapport aux besoins réels et, par temps très froid, on n’arrivera pas à chauffer convenablement.

Exemple.

Le CSTC a été appelé dans une école où il s’était avéré impossible de chauffer les locaux au-delà de 10 à 13 °C durant les moments froids et venteux de l’hiver 1984-1985, malgré une installation de chauffage correctement dimensionnée. Il a mesuré une étanchéité n₅₀ de 30/h, ce qui correspond à un taux de ventilation réel saisonnier moyen de 1,5/h… Les parois étaient réalisées en blocs de béton poreux, laissés apparents (sans plafonnage). Et par temps venteux, l’air extérieur traversait la paroi…

Mais ce cas est très rarement rencontré.

Le mauvais fonctionnement du système de ventilation

Le système de ventilation ne fonctionnera correctement que si le bâtiment est relativement étanche à l’air.

Dans son article « La ventilation et l’infiltration dans les bâtiments : la situation en Belgique » (1986), le CSTC précise qu’un système de ventilation mécanique ne peut fonctionner correctement que pour un taux de renouvellement de l’air à 50 Pa (n₅₀) inférieur à 5/h.

Niveaux de référence

Étanchéité globale

En Wallonie, il n’existe pas de recommandations concernant l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment.

Par contre, la norme européenne EN 13779 recommande un taux de renouvellement d’air maximum à 50 Pa (n50) :

de 1/h pour les bâtiments hauts (> 3 étages);
de 2/h pour les bâtiments bas.

On peut également se référer à la norme NBN D 50-001 qui recommande :

n₅₀ < 3/h si ventilation mécanique,
n₅₀ < 1/h si récupérateur de chaleur.

À titre de comparaison, la région de Bruxelles-Capitale imposera en 2018 un niveau d’étanchéité à l’air n₅₀ < 0.6/h pour toute construction neuve, et n₅₀ < 0.72/h pour les rénovations assimilées à de la construction neuve.

Étanchéité des fenêtres

En Belgique, les bâtiments des services publics doivent satisfaire aux exigences d’étanchéité suivantes :

Hauteur du bâtiment (h en [m])	η₅₀ [m³/h.m]
h < 10	< 3,8
10 < h < 18	< 1,9
h > 18	< 1,3

Source : STS 52 Menuiserie extérieure en bois : fenêtres, portes-fenêtres, façades légères – Bruxelles – 2005.

Ces exigences sont relativement sévères par rapport aux autres pays (seuls les pays scandinaves ont des exigences plus sévères).

La figure ci-dessous donne un aperçu des valeurs d’étanchéité à l’air des menuiseries imposées par un certain nombre de pays occidentaux.

Aperçu des exigences d’étanchéité à l’air des menuiseries dans différents pays occidentaux.

Comment évaluer sa situation ?

1° possibilité : faire procéder à une évaluation par une société spécialisée

On peut faire réaliser des essais de pressurisation du bâtiment pour mesurer l’étanchéité globale et localiser les fuites. Si cette technique fonctionne bien pour un bâtiment domestique, il semble difficile de l’appliquer pour un bâtiment tertiaire.
On peut procéder à une analyse par gaz traceur : une dose bien connue de gaz est dispersée dans une ambiance; une heure plus tard, on vient mesurer quelle est la teneur du gaz encore présente; si celle-ci est faible, c’est que le taux de ventilation est élevé.

2° possibilité : évaluer approximativement sa propre situation

Ci-dessous, nous vous proposons d’analyser votre bâtiment. Ces observations permettront de situer votre bâtiment par rapport à d’autres bâtiments (statistiques) dans lesquels des mesures de pressurisation ont été faites.

A. Observation de la situation

Observation des parties courantes

On vérifie que les murs, s’ils sont réalisés en matériaux poreux (maçonneries de briques, blocs de béton lourds ou légers, …) sont recouverts d’une couche étanche à l’air. Celle-ci peut être un plafonnage, des plaques de plâtres enrobées correctement rejointoyées, un pare-vapeur correctement placé. Une couche épaisse de peinture filmogène est également valable au niveau de l’étanchéité à l’air. Une couche isolante en matériau synthétique ou en verre cellulaire correctement posée rend également le mur étanche à l’air.
Remarques.

En cas de mur creux dont la maçonnerie intérieure est apparente, l’enduit étanche à l’air peut avoir été placé sur le mur intérieur du côté coulisse; dans ce cas, elle n’est pas visible à l’oeil.

Il arrive que les murs soient enduits jusqu’au faux plafond mais pas au-delà. Dans ce cas, si le faux plafond n’est lui-même pas étanche à l’air, on ressentira des fuites au niveau du faux plafond.

De la même façon, on vérifie que la toiture inclinée, si les locaux sous les combles sont utilisés, dispose d’une bonne étanchéité à l’air. C’est le cas si la finition intérieure est constituée d’un plafonnage, de plaques de plâtre enrobées correctement rejointoyées, de panneaux de fibres de bois liées au ciment, avec enduit. Cette étanchéité à l’air est également assurée avec un pare-vapeur correctement placé ou avec un isolant peu perméable à l’air (mousses synthétiques, verre cellulaire) si celui-ci est correctement posé. Au contraire, le plafond n’est pas rendu étanche par un lambris en planchettes de bois ou par des lamelles en aluminium avec joints ouverts. Il ne l’est pas non plus dès que la finition intérieure est perforée par des canalisations électriques ou pour toute autre raison.

Les toitures plates correctement réalisées (toitures chaudes ou toitures inversées) sont automatiquement étanches à l’air à cause de la présence du pare-vapeur et de la membrane d’étanchéité continue caractéristique des toitures plates. La toiture froide doit être proscrite car la ventilation de l’espace situé entre l’étanchéité et l’isolant augmente les risques de courants d’air néfastes.

Observation des raccords et percements

Les infiltrations d’air peuvent avoir lieu au niveau :

Des châssis de fenêtres :Remarque : on croit souvent que les pertes par les fenêtres représentent la majorité des pertes par infiltrations. Or, il apparaît que ces pertes n’en représentent en moyenne que 20 % bien que, dans certains cas (cas des menuiseries les moins étanches (n50 de 20 à 40 m³/hxm), elles s’élèvent jusqu’à 75 % de la totalité de ces pertes.

Des raccords entre les éléments de la construction (façade/toiture, façade/plancher au niveau de la plinthe, …).

Des percements (passage de conduites, portes, caisson de volet, boîtiers électriques, …).

Des raccords entre les menuiseries et les maçonneries.

Mauvais raccord entre le mur et la menuiserie.

Il convient donc de vérifier la jonction entre les différents éléments de construction, ou un percement dès que ce dernier touche la couche de la façade qui assure l’étanchéité à l’air.
Cette vérification se fait :

Soit à l’œil ou à la main.

Soit à l’aide d’une feuille de papier,par exemple, pour vérifier l’étanchéité à l’air entre l’ouvrant et le dormant d’un châssis, on y place une feuille de papier. Si cette feuille coincée ne se déchire pas lors de la tentative d’extraction, l’étanchéité n’y est sans doute pas terrible…!

Soit à l’aide d’une bougie que l’on place devant les joints des zones à risque.

Des tâches de poussière peuvent également servir d’indice d’une mauvaise étanchéité locale.

Enfin au niveau des fuites évidentes, une mesure plus précise peut être réalisée grâce à un anémomètre à fil chaud.

Au niveau du châssis même, on vérifie qu’il existe un joint entre l’ouvrant et le dormant du châssis. Ce joint d’étanchéité à l’air doit être en bon état et continu on vérifie en particulier sa continuité aux angles où il a tendance à se détacher plus vite. Il doit être dans un même plan sur tout le pourtour du châssis.

On vérifie aussi l’état du joint entre le cadre et le vitrage. Celui-ci ne peut êre fissuré ou décollé. Il ne peut avoir perdu sa souplesse.

B. Confrontation des observations aux statistiques

Certaines études statistiques ont été effectuées sur l’étanchéité de bâtiments existants.
Elles concernent :

l’étanchéité des menuiseries,
l’étanchéité des murs,
l’étanchéité de la toiture inclinée.

En vous basant sur ces études et sur les caractéristiques propres à votre bâtiment, il est possible d’en estimer par comparaison, l’étanchéité. Pour vérification, le résultat obtenu en additionnant les volumes d’air infiltré liés à ces différentes causes, peut être comparé à des observations statistiques :

d’étanchéité globale.

Étanchéité des menuiseries

Les anciennes menuiseries des immeubles existants ne répondent pas aux niveaux d’étanchéité recommandés. Nous n’avons pas trouvé de rapport de mesures faites en Belgique. Par contre, une étude menée aux Pays-Bas par Mr Van Gunst (1959) (1) et Mrs De Gids et Knoll (1981) (2) révèle notamment que :

La plupart des châssis construits avant 1959 ne satisfont pas aux normes néerlandaises modernes.

L’étanchéité des joints varie considérablement. M. De Gids a, en effet, mesuré des valeurs (à 50 Pa) allant de n₅₀ = 1,6 à 36 m³/h.m; M. Van Gunst obtient quant à lui des valeurs de n₅₀ situées entre 1,2 et 34 m³/h.m.

Les déperditions au droit des raccords entre la menuiserie et la maçonnerie ne sont pas négligeables; elles représentent, en moyenne, 40 % des pertes à travers l’ensemble des joints de la menuiserie.

(1) Van Gunst E. – Het raam in onze woning in verband met gezondheid en ekonomie. De Ingenieur, n° 4 en 11 – 1959.

(2) Knoll B. et De Gids W.F. – Luchtdoorlatendheid van 21 gevels met gevelelementen in drie seizoenen. Delft, IMG-TNO, rapport C 490, november 1981.

Les nouveaux châssis (depuis environ 1985), quant à eux, répondent pour la plupart aux exigences requises. Dans le cas contraire, la mauvaise étanchéité est, sauf exceptions, due à un placement peu soigné.

Étanchéité des murs

Des mesures d’étanchéité dans divers bâtiments ont montré que tous les types de murs, s’ils sont plafonnés, sont très étanches : taux de ventilation à 50 Pa(n₅₀) de moins de 1 m³/h.m². Par contre les murs creux en blocs de béton lourds non plafonnés donnent des taux de ventilation à 50 Pa (n₅₀) d’environ 10 m³/h.m².

Étanchéité de la toiture inclinée

Exemples.

Des mesures d’étanchéité ont été réalisées dans 2 écoles de construction récente, dans un immeuble de bureaux et dans une habitation individuelle dont la constitution de la toiture inclinée est donnée ci-dessous.

Finition intérieure (lambris de bois ou lamelle en aluminium avec joints non fermés).
Isolant.
Chevron.
Sous-toiture de type fibres ciment – cellulose.
Tuiles.

Celles-ci ont donné un taux de ventilation à 50 Pa(n₅₀) d’environ 100 m³/h.m².

On a ensuite rajouté une feuille en PVC entre l’isolant et le plafond d’une des classes. Suivant la qualité d’exécution, on a obtenu les résultats suivants lors de nouvelles mesures d’étanchéité.

Conception de la toiture	n_{50 (1/h)}
Pas de feuille de PVC entre l’isolant et le plafond	27
Une feuille de PVC (0,2 mm) entre l’isolant et le plafond, pas de bande adhésive sur les joints.	12
Une feuille de PVC (0,2 mm) entre l’isolant et le plafond, bande adhésive sur les joints.	5

Étanchéité globale

L’étanchéité de 45 écoles a été mesurée entre 1986 et 1987. Il est apparu que l’étanchéité des bâtiments varie très fortement : le taux de renouvellement d’air à 50 Pa (n₅₀) varie de 0,5/h à 40/h. Il n’y a pas que les bâtiments les plus anciens où l’étanchéité à l’air est faible. Plusieurs bâtiments récents mesurés étaient très peu étanches à l’air; la plupart du temps, cette mauvaise étanchéité était due à des fuites d’air au niveau de la toiture.

Taux de ventilation à 50 PA de bâtiments en fonction de l’année de construction.

À partir des mesures dont il est question ci-dessus mais également d’autres mesures, on peut dire, d’une façon plus générale, que l’étanchéité à l’air des bâtiments en Belgique varie grosso-modo de n₅₀= 1/h à n₅₀ = 30/h.

C. Évaluation des débits d’air par des ouvertures dans la façade (vitre cassée, porte ouverte, …)

Petite ouverture
À titre de repère, la vitesse de l’air s’²chappant d’une petite ouverture dans une façade (vitre brisée, fente sous une porte, fente de boîte aux lettres, …) est en moyenne de l’ordre de 1 m/s. Cette valeur est valable tant que la section d’ouverture ne dépasse pas 0,5 m². Mais pour la facilité mnémotechnique, on peut calculer la perte énergétique liée à un trou d’1 m² dans une enveloppe. Un débit de 1 m³/s (1m² x 1 m/s) s’échappera, ce qui va entraîner une consommation hivernale de :

1 [m³/s] x 3 600 [s/h] x 5 800 [h/saison chauffe] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°;) / 1 000

= 63 000 [kWh/an]

où :

15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »,
6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique,
0,34 Wh/m³.K est la capacité thermique de l’air.

Retenons donc un équivalent de +/- 4 000 € par an et par m² d’ouverture permanente, si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,625 €/litre.
Grande ouverture
Si l’ouverture est plus importante (ouverture permanente d’une porte d’entrée du bâtiment, par exemple), le phénomène est plus complexe. On constate que de l’air chaud va s’échapper en partie supérieure de la porte et que de l’air froid le remplacera en partie inférieure. Au centre l’écoulement d’air sera pratiquement nul (tourbillons).

On peut approcher le débit d’air par la loi empirique suivante :

Débit = C x Section x (g x Hauteur x DeltaT°/T° ext) exp (1/2)

les températures sont exprimées en Kelvin,
où le coefficient C est généralement pris égal à 0,15 … 0,2
et où « exp (1/2) » signifie qu’il faut prendre la racine carrée de la parenthèse.

Exemple : soit une porte de 1,8 sur 2 m de section, une température intérieure de 20°C et extérieure de 6°C, soit 279 K.

Débit = 0,15 x 3,6 x (9,81 x 2 x 14/279) exp (1/2) = 0,53 m³/s. Une vitesse moyenne de sortie d’air au travers de la porte est donc de 0,53/3,6 = 0,15 m/s.

Remarque : le rapport de conférence du CSTC, Ventilation and Air Quality in Belgian Buildings : a state of the art. / 9th AIVC Conference, Gent, Belgium, 12-15 september 1988 / par P. Wouters, ainsi que l’article La ventilation et l’infiltration dans les bâtiments : la situation en Belgique. / par P. Wouters ont été largement utilisés pour écrire ce chapitre.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Affiches de nos illustratrices – Série 1

Quatre affiches uniques

Les affiches ci-dessous (financées par la Région wallonne) peuvent être utilisées dans le cadre d’une campagne de sensibilisation que vous souhaiteriez réaliser dans votre bâtiment. Un plus grand format est accessible en cliquant sur les réductions ci-dessous. Il vous est possible de les imprimer directement sur votre imprimante. Cet usage est limité à une utilisation interne à votre établissement. En aucun cas, une exploitation commerciale ne peut en être faite.
Pour tout autre usage, il vous est demandé de contacter les concepteurs qui gardent un droit d’auteur sur leur création :

Valérie Huygens
rue Steenvelt, 30 – bte 8
1180 Uccle
02 376 71 28
0496 93 36 94

Bénédicte Beeckmans
Avenue de Broqueville, 264
Boite 4
1200 Bruxelles
02 770 23 30
0476 66 15 57
bbeeckmans@lilliputiens.be

Remarque : Si nécessaire, nous pouvons vous faire parvenir une copie à plus haute résolution.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir l’emplacement des luminaires dans les circulations

Dans les couloirs

Compromis

Le choix du nombre de luminaires, de la puissance par luminaire et de leur emplacement résultera d’un compromis entre

le respect d’une certaine uniformité,
l’investissement à consentir,
les facilités de câblage électrique et de réfection des plafonds.

Uniformité

Si pour des raisons d’économie d’énergie, on désire limiter l’éclairement moyen des couloirs à 200 (100 – école, halls) lux maximum, le nombre de luminaires à installer sera relativement faible par rapport à la surface à éclairer. Il en résultera un manque d’uniformité de l’éclairement et une succession dans les couloirs de zones claires et sombres. Ceci ne sera pas forcément gênant si le couloir n’est qu’un lieu de passage et non de « stationnement ». Inversement si on veut respecter une uniformité correcte (E_min / E_moy > 0,7), on augmentera le nombre de luminaires, vraisemblablement aussi la puissance installée et le niveau d’éclairement moyen puisque la gamme de puissance des lampes fluorescentes n’est pas infinie.

En fonction de la forme du couloir

Les couloirs étroits paraîtront plus larges et plus conviviaux si on favorise l’éclairage des murs par une composante indirecte.

Les couloirs longs paraîtront plus courts si on place les luminaires perpendiculairement par rapport à l’axe du regard. Comme la distribution lumineuse de la plupart des luminaires est plus large dans le sens transversal que dans le sens longitudinal, cette position permettra d’obtenir une uniformité correcte avec moins de luminaires.

Dans les escaliers

L’objectif principal (de base de l’éclairage des escaliers – halls) est d’assurer un contraste suffisant entre les marches pour éviter tout accident. Pour cela, il faut assurer l’éclairage des marches et maintenir dans l’ombre les contre-marches.

Exemple

La position A est correcte car elle éclaire obliquement les marches.
La position B est incorrecte, elle ne garantit pas un contraste suffisant entre les marches.
Dans les longs escaliers, la position A peut être complétée par un éclairage latéral des marches au départ d’appliques murales (position C).

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Déplacement des charges

Introduction

Contrairement à l’effacement énergétique, le déplacement des charges ou load shifting ne consiste pas à supprimer ou brider une charge, un processus ou une consommation en général mais à la postposer à un moment où l’énergie sera plus abondante et les prix plus avantageux.

C’est ce que nous faisons déjà avec notre machine à laver que nous lançons régulièrement la nuit pour profiter du tarif « nuit » de notre compteur bi-horaire.

Certains processus ne doivent avoir lieu qu’une fois par jour (chauffer le ballon d’eau chaude, lancer le lave-vaisselle ou une machine à laver, faire un back-up serveur, recharger son véhicule électrique, …) ou par semaine (cycle anti-légionnelle, …) et, dans cette fenêtre de temps, le moment auquel l’activité se produit n’a que peu d’importance pour l’occupant. Ces consommations pourront-alors être postposer de quelques heures ou quelques jours pour assurer un prix plus doux et contribuer à l’équilibre du réseau.

L’intégration des objets connectés et des technologies de la communication dans le bâtiment ou « smartbuilding » libère à cet égard un énorme potentiel en automatisant de manière plus conviviale tous ces processus.

Nouvelles installations

Dès la conception de l’installation, on peut envisager l’installation de systèmes d’accumulation d’énergie permettant de déplacer une partie de la consommation pendant les Heures Creuses.

Exemples.

L’utilisation de bâches-tampon ou de bacs à glace, accumulant l’énergie frigorifique, et permettant de réduire la puissance installée jusqu’à 50 %.

Les systèmes de rafraîchissement nocturne des locaux pendant les heures où la température est moins élevée, et principalement la nuit ou très tôt dans la matinée.

La forte inertie du bâtiment favorise également le déplacement de la consommation en heures creuses.

Les systèmes de production d’eau chaude sanitaire à accumulation.

Chauffage électrique des locaux à accumulation la nuit.

Installations existantes

Sur une installation existante, il est possible de :

1°

Planifier le fonctionnement des équipements en ayant à l’esprit la gestion énergétique.

On peut utiliser les horloges de commande ou programmer les automates si ils existent, de manière à déplacer le fonctionnement de certains équipements en dehors des heures critiques.

Exemples.

Effectuer la recharge des batteries électriques la nuit.
Programmer les essais sur les équipements la nuit ou les week-ends, et de toute manière en dehors des heures de pointe.

2°

Prendre des mesures organisationnelles de gestion du travail.

Exemples.

Décalage des horaires de fonctionnement de la buanderie par rapport à la cuisine.

Éviter le fonctionnement simultané d’équipements :
- lave-vaisselle/friteuse,
- chauffage/refroidissement.

Limiter les périodes de préchauffage :
- optimiseur sur les installations de chauffage,
- éteindre et allumer des équipements « just in time ».

Ces mesures organisationnelles doivent être appliquées avec rigueur, car un oubli durant 1/4 h sur le mois et le bénéfice pour le mois est perdu… !

3°

Sensibiliser le personnel

Si chacun est plus ou moins conscient du coût de l’énergie qu’il utilise, personne n’a conscience que le coût de sa tasse de café est fortement fonction de l’heure à laquelle le percolateur a été enclenché !

Expérience :

Dans un home du Brabant Wallon, l’équipe cuisine a été très participante à un programme de diminution de la pointe. Le diagramme de charge du bâtiment lui a été présenté et expliqué.

Réflexion d’une cuisinière à sa collègue : “regarde Louise, la pointe, ici, c’est lorsque tu fais les frites le mercredi !”.

Il a été décidé que friteuses et lave-vaisselle ne devaient plus fonctionner ensemble.

Et deux mois plus tard, les résultats de la réorganisation ont été présentés au personnel, factures à l’appui.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réparer l’étanchéité d’une toiture plate

Comment réagir en fonction des altérations de la membrane d’étanchéité ?

Il est essentiel de réagir rapidement lorsqu’une membrane d’étanchéité présente des signes de vétusté ou des désordres importants, afin d’éviter toute infiltration qui pourrait mettre en péril la stabilité du support ou l’efficacité de l’isolant.

Lorsque l’étanchéité bitumineuse existante est vétuste, mais ne pose pas de graves problèmes, elle peut être conservée comme sous-couche. Dans ce cas, après préparation de cette sous-couche, peut y être collée ou soudée une membrane de bitume polymère avec armature polyester de façon à reconstituer ainsi une étanchéité multicouche.

Évaluer

Pour évaluer l’état de la membrane d’étanchéité.

Le tableau ci-dessous indique en fonction des désordres constatés, les réactions nécessaires

Désordre	Réaction
Blessure. Plante isolée.	Réparation locale.
Déchirure isolée.	Suppression des tensions et réparation locale.
Végétation. Usure de la protection UV. Boursouflure isolée.	Entretien, régénération de la protection UV (gravier ou peinture) et réparations locales.
Algues. Mousse. Déchets, gravats.	Enlèvement, nettoyage, contrôle étanchéité (réparations locales éventuelles).
Déchirures généralisées. Boursouflures généralisées. Défauts des fixations mécaniques.	Remplacement de la membrane.
Membrane bitumineuse vétuste, mais sans grave problème.	Pose d’une nouvelle membrane sur la membrane existante de façon à constituer ainsi une étanchéité bitumineuse bicouche.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer la motivation au sein d’une institution

Les informations contenues dans « l’évaluation » permettent de comprendre la situation. Il est en effet capital, quand on n’est pas en mesure de résoudre un problème de manière spontanée, d’être capable de se poser des questions et de savoir à quelle théorie on peut emprunter des explications.

Sans ce passage par l’analyse, les êtres humains ont le plus souvent tendance à considérer que celui qui est en face d’eux est un sombre crétin, qu’il ne comprend rien à rien, qu’il est méchant ou idiot, trop politisé ou complètement illogique …

Ceci n’arrange évidemment pas très souvent les problèmes ; au contraire, cette façon de réagir entretient bien souvent une situation. La Rochefoucauld disait déjà : « Nous ne trouvons guère de gens de bon sens que ceux qui sont de notre avis ». Un frein énorme à la gestion des relations humaines est cette certitude, bien ancrée chez beaucoup d’entre nous, que nous sommes compétents et que, par conséquent, ce sont les autres qui doivent s’adapter.

Otto Weiss, quant à lui, disait : « Réfléchir est si fatigant que beaucoup préfèrent juger ».

Nous vous proposons des manières de réfléchir.

Exemple

Un utilisateur a des comportements incompréhensibles : il ouvre la fenêtre en laissant le radiateur ouvert au maximum.

Une première réaction du responsable énergie peut être de se dire : « il ne paie pas, donc il s’en fiche » et de développer à l’égard de cette personne beaucoup de colère ou de ressentiment.

Tant que vous en restez là dans votre conception du problème à résoudre, vous avez peu de pistes de solutions à votre disposition. Que peut-on faire, en effet, pour convaincre quelqu’un qui s’en fiche parce qu’il ne paie pas ? On ne peut quand même pas imaginer de faire payer le chauffage à tous les fonctionnaires …

La situation est donc désespérée.

On pourrait en effet se dire que l’utilisateur fonctionne avec des habitudes qu’il a prises au fil du temps, qu’il ne pense plus à ce qu’il fait et qu’il ne possède pas suffisamment d’informations pour changer des comportements qui, à lui au moins, ne posent pas de problème. Il restera alors à trouver comment informer et motiver les utilisateurs à changer leurs comportements en prenant en compte une meilleure utilisation de l’énergie. Même si c’est long et difficile, ce n’est quand même pas impossible.

Cette première piste vous aidera certes à augmenter vos compétences, encore faut-il que vous trouviez les moyens institutionnels et personnels de mettre ces compétences en application malgré les difficultés que vous rencontrerez en le faisant.

Il vous est proposé d’évaluer

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la couleur des parois et des plans de travail

Coefficients de réflexion recommandés

Que ce soit en éclairage direct ou indirect, il est toujours préférable de favoriser les parois de couleur claire.

Par défaut, on choisira les coefficients suivants :

Coefficients de réflexion par défaut
Plafond	0.7
Mur	0.5
Sols	0.3

Données

Pour connaitre les différents coefficients de réflexion en fonction du matériau ou de la couleur.

Influence de la couleur des différentes parois

Plafond

La couleur du plafond joue un rôle peu important sur l’éclairage artificiel direct. Son rôle devient primordial lorsqu’il s’agit de distribuer la lumière naturelle en profondeur dans le local. La valorisation maximum de cet éclairage naturel permet ainsi une diminution des consommations électriques.

En éclairage indirect, le plafond sert de diffuseur de la lumière. Il doit toujours avoir le coefficient de réflexion le plus élevé.

Dans tous les cas, un facteur de réflexion trop faible peut provoquer un trop grand contraste entre le plafond et les luminaires, d’où risque d’éblouissement.
Dans les bâtiments de soin, il doit de plus être mat pour éviter les taches lumineuses trop intenses qui risquent d’éblouir le patient couché.

Plafond très foncé.

Murs

La couleur des murs aura un rôle, au niveau de l’éclairement, d’autant plus important que les luminaires utilisés ont une distribution extensive.

Sol

Le plancher est rarement complètement libre et dégagé. Le mobilier représente souvent une surface importante. La couleur du sol aura donc peu d’influence sur la qualité de l’éclairage artificiel.

Couleur du plan de travail

La clarté des tables de travail constitue un élément favorable au confort visuel. La réduction du contraste entre le support papier et la table diminue les efforts d’accommodation de l’œil à chacun de ses déplacements.

De plus, il est conseillé d’utiliser des revêtements mats pour les parois du local et surtout pour les tables de travail pour limiter les luminances excessives et les risques d’éblouissement.

« Autour des baies vitrées »

Pour éviter l’éblouissement, il est souvent nécessaire de réduire la luminance des baies vitrées, excessive par rapport à celle de la tâche visuelle, en adoptant des systèmes appropriés.

Il existe plusieurs moyens pour diminuer cet éblouissement

préférer une grande fenêtre, moins éblouissante que plusieurs petites,
diminuer le contraste mur-huisserie grâce à un cadre clair,
voiler le ciel par une protection solaire ou un rideau,
diminuer le contraste mur-fenêtre en éclairant le mur contenant la fenêtre,
diminuer le contraste mur-fenêtre en augmentant la part indirecte de l’éclairage naturel (local très clair),
voiler en partie le ciel en assombrissant la fenêtre par un élément déflecteur,
voiler en partie le ciel en disposant à l’extérieur des éléments moins lumineux que le ciel (atrium, cour intérieure).

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Comprendre la libéralisation du marché du gaz et de l’électricité

Marché libéralisé ?

Auparavant, tout client raccordé au réseau de distribution d’électricité ou de gaz, n’avait pas d’autre choix que de se fournir en énergie auprès de son distributeur.

L’ouverture à la concurrence des marchés de l’électricité et du gaz naturel est un processus européen, qui est en cours de mise en œuvre en Wallonie.

Lorsqu’un client est éligible, il peut choisir librement son fournisseur d’énergie. Il est cependant toujours raccordé au réseau de son distributeur, appelé dorénavant Gestionnaire de Réseau de Distribution GRD.

Ce client a des contacts avec son gestionnaire de réseau pour ce qui concerne le raccordement au réseau, les installations de mesure de la consommation, le relevé des données de mesure, les pannes et coupures éventuelles, etc… Les relations entre les différentes parties sont, notamment, régies par les règlements techniques relatifs à la gestion des réseaux, règlements disponibles sur le site de la CWaPE ( www.cwape.be).

La nouvelle organisation, tant au niveau du marché du gaz que du marché de l’électricité, implique une séparation des métiers.

Schématiquement, les relations s’organisent comme suit :

La distribution est assurée par le Gestionnaire de Réseau de Distribution (GRD), qui :

gère le raccordement au réseau
veille à la continuité et à la qualité de l’approvisionnement (quel que soit le fournisseur)
est responsable des mesures et du comptage de l’énergie consommée.

Le tableau ci-dessous reprend les différents gestionnaires de réseau de distribution désignés en Région wallonne :

GASELWEST (c/o EANDIS)
ORES – Namur (ex IDEG)
ORES – Hainaut Electricité (ex IEH)
ORES – Hainaut Gaz (ex IGH)
ORES – Est (ex INTEREST)
ORES – Luxembourg (ex INTERLUX)
ORES – Verviers (ex INTERMOSANE)
ORES – Brabant wallon (ex SEDILEC)
ORES – Mouscron (ex SIMOGEL)
PBE (c/o INFRAX)
RESEAU D’ENERGIES DE WAVRE
RESA

Si vous souhaitez actualiser cette liste des gestionnaires de réseau de distribution d’électricité ou connaitre leurs coordonnées de contact, consultez le site de la CWaPE ( www.cwape.be).

La fourniture d’électricité ou de gaz est assurée par un fournisseur possédant une licence délivrée par le Ministre wallon de l’Énergie.

Seuls les fournisseurs possédant une licence sont autorisés à fournir de l’électricité et/ou du gaz en Wallonie.

Voici la liste des organismes qui ont obtenu une licence de fourniture d’électricité en Région wallonne :

ARCELORMITTAL ENERGY SCA **
ASPIRAVI ENERGY nv
AXPO FRANCE & BENELUX sa *
BELGIAN ECO ENERGY sa
BELPOWER INTERNATIONAL sa
BIOWANZE sa **
COCITER scrl
COMFORT ENERGY sa
DANSKE COMMODITIES A/S
DIRECT ENERGIE BELGIUM sa (marque POWEO)
E.ON BELGIUM sa *
EDF LUMINUS
ELECTRABEL sa *
ELECTRABEL CUSTOMER SOLUTIONS sa
ELEGANT sprl
ELEXYS sa
ENDESA ENERGIA sa *
ENECO BELGIË bv
ENERGIE 2030 Agence sa
ENERGIE DER NEDERLANDEN bv *
ENERGY CLUSTER sa
ENI GAS & POWER sa
ENI S.p.A.
ENOVOS LUXEMBOURG sa *
EOLY sa
ESSENT BELGIUM nv
GETEC ENERGIE AG
KLINKENBERG ENERGY sa
LAMPIRIS sa
OCTA+ ENERGIE sa
POWER ONLINE sa (marque MEGA)
POWERHOUSE bv *
RECYBOIS sa **
RENOGEN sa *
SCHOLT ENERGY CONTROL sa *
SEVA sa **
SOCIETE EUROPENNE DE GESTION DE L’ENERGIE sa **
SOLVAY ENERGY SERVICES SAS *
TOTAL GAS & POWER BELGIUM sa
TOTAL GAS & POWER LIMITED *
TREVION nv
VENTS D’HOUYET sca à finalité sociale
VERDESIS sa **
VLAAMS ENERGIEBEDRIJF nv
XYLOWATT sa **

* Activités commerciales orientées « grosses entreprises ».
** Fourniture d’électricité limitée à des clients déterminés à la société.

Si vous souhaitez actualiser cette liste des fournisseurs d’électricité ou de gaz en région wallonne ou connaitre leurs coordonnées de contact, consultez le site de la CWaPE ( www.cwape.be).

Qui est éligible ?

Depuis le 1^er janvier 2007, tous les consommateurs sont éligibles, ce qui signifie qu’ils peuvent choisir librement leur fournisseur d’électricité.

Faut-il faire une démarche pour être éligible ?

NON, si vous êtes un client électricité Haute-Tension ou assimilé ou si votre consommation annuelle de gaz est supérieure à 0,12 GWh, votre gestionnaire de réseau vous a déjà notifié que vous remplissiez les conditions d’éligibilité. Vous n’avez pas d’autre démarche à entreprendre pour être éligible. Vous êtes libre de choisir ou non votre fournisseur d’électricité et/ou de gaz.
OUI, si vous êtes un client professionnel (c’est-à-dire non domestique) non automatiquement éligible.
Vous ne pouvez devenir éligible que si vous possédez un compteur exclusivement destiné à enregistrer votre consommation d’électricité ou de gaz pour les besoins de votre activité professionnelle.
Tout client professionnel qui souhaite devenir éligible doit en faire la demande expresse en le notifiant, par recommandé avec accusé de réception, à son gestionnaire de réseau d’électricité ou de gaz.
Cette notification doit contenir les éléments suivants:

vos nom et prénom,
l’adresse complète du site de consommation pour lequel un compteur à usage exclusivement professionnel est installé,
une déclaration sur l’honneur attestant que la consommation visée est exclusivement destinée à l’usage professionnel,
le cas, échéant, les coordonnées du ou des fournisseurs que vous avez choisi(s).

En réponse à votre demande, le gestionnaire de réseau doit vous notifier votre code EAN, qui est un code qui définit de manière univoque votre point de raccordement. A partir du moment où ce code vous est notifié, vous devenez effectivement éligible.
Le délai endéans lequel le gestionnaire de réseau doit vous notifier le code EAN est de 30 jours à dater de l’accusé de réception de votre demande.
Si vous exercez votre activité professionnelle sur plusieurs sites, disposant d’un compteur spécifique chacun, il conviendra d’identifier dans votre demande tous les sites pour lesquels vous souhaitez devenir éligible.

L’éligibilité oblige-t-elle à choisir un fournisseur ?

En devenant éligible pour l’électricité et/ou le gaz, vous pouvez ou non exercer votre éligibilité, c’est-à-dire choisir librement votre fournisseur.

Il n’est pas nécessaire de prendre une décision hâtive.

Tant que vous n’exercez pas votre éligibilité

Vous ne choisissez donc pas de fournisseur. Votre gestionnaire de réseau vous en a désigné un d’office. Dans sa lettre vous notifiant que vous deveniez éligible, le gestionnaire de réseau a du vous indiquer notamment qui est votre fournisseur désigné et communiquer la liste des fournisseurs titulaires d’une licence de fourniture. Le fournisseur désigné applique ses tarifs propres, qui peuvent différer des tarifs antérieurs.

Moyennant préavis de 1 mois (à dater du premier jour du mois qui suit), vous pouvez à tout moment quitter ce régime pour exercer votre éligibilité. Si vous signez un contrat avec ce fournisseur désigné, vous serez considéré comme ayant exercé votre éligibilité.

Dès que vous exercez votre éligibilité

En exerçant votre éligibilité, vous décidez de conclure un contrat avec le fournisseur de votre choix. Dans ce cas, vous êtes lié avec votre fournisseur pour la durée prévue par le contrat et compte tenu des éventuelles clauses de résiliation anticipée.

À qui s’adresser en cas de problèmes ?

Votre fournisseur est votre interlocuteur privilégié pour toute question concernant votre fourniture en électricité ou en gaz.

En cas de panne résultant d’un problème technique sur le réseau ou en cas de fuite de gaz, contactez votre gestionnaire de réseau (GRD) dont le numéro de téléphone doit être indiqué sur la facture de votre fournisseur.

Si vous estimez être lésé dans vos droits, il vous est recommandé d’exposer votre position à votre fournisseur ou à votre gestionnaire de réseau selon le cas, afin de tenter d’aboutir à une solution à l’amiable au différend qui vous oppose.

Vous pouvez également saisir le service de médiation du Service Public Fédéral Économie, PME, Classes moyennes et Énergie ( www.mineco.fgov.be).

En ce qui concerne des litiges relatifs à l’accès aux réseaux de distribution et à l’application des règlements techniques relatifs à la gestion du réseau de transport local ainsi qu’à la gestion des réseaux de distribution d’électricité et de gaz, il est loisible aux parties de saisir le service de conciliation et d’arbitrage instauré auprès de la CWaPE. ( www.cwape.be).

Si le litige persiste, des voies de recours légales existent. Les cours et tribunaux sont compétents dans tous les cas.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique des équipements

1ère analyse : calculer la puissance installée

Une valeur de référence

Actuellement, un éclairage performant fournit un éclairement de 100 lux avec une puissance installée (y compris la puissance des auxiliaires éventuels) inférieure à :

1.5 à 2 W/m².100 lux pour les bureaux, écoles, ateliers,…
3.5 W/m².100 lux pour les commerces
0.5 W/m².10 lux en éclairage extérieur

Cette valeur dépend évidemment de la forme de la pièce et de la couleur des parois.

Ainsi, un éclairage correct fournit un éclairement de 400 lux (par exemple pour une classe) avec une puissance installée (y compris les auxiliaires éventuels) de : 7,5 … 10 W/m² au sol .

Il n’est pas rare de rencontrer dans les anciennes installations une puissance installée supérieure à 25 W/m², pour un niveau d’éclairement identique.

Calcul de la puissance spécifique

Calculs	Pour calculer la puissance électrique installée.
Données	Pour connaitre les valeurs d’éclairement requis par usage.

Note : la valeur de la puissance spécifique est à calculer sur toute la surface du local (sans déduction de la zone périphérique (la zone périphérique – souvent un pourtour de 0,5 m où se trouvent les armoires – peut être appliquée pour le calcul de niveau d’éclairement).

Si la valeur de la puissance spécifique est fortement supérieure aux valeurs ci-dessus, une rénovation de l’installation d’éclairage dans un but de rentabilité financière sera à envisager. A remarquer, cependant, que la rentabilité financière reste une notion aléatoire en fonction de la fonction des bâtiments.

Cette étude de rentabilité tiendra notamment compte du temps de fonctionnement des lampes. En première approximation, on considérera rentable un remplacement si les puissances installées sont :

proche du double des valeurs de référence pour des durées d’utilisation annuelle moyenne de 2 000 h/an ;
proche du quadruple pour des durées d’utilisation annuelle moyenne de 1 000 h/an.

2ème analyse : repérer les indices d’une installation peu performante

1er indice : des lampes peu performantes

Pour 1 Watt de puissance électrique, le flux lumineux délivré diffère en fonction du type de lampe.

Les anciennes lampes à incandescence ont ainsi un rendement lumineux (W/lumen) nettement inférieur aux lampes fluorescentes. (La présence d’un réflecteur interne diminue encore ce rendement).

Parmi les lampes fluorescentes, les tubes de 38 mm de diamètre (ancienne génération) ont un rendement de 50 % inférieur aux tubes de 26 mm ou de 16 mm (nouvelle génération). Les tubes fluorescents à allumage rapide, dits « rapid start », ont également un mauvais rendement. Ces derniers sont reconnaissables à la bande métallique se trouvant tout le long du tube.

Autrement dit, pour délivrer un même flux lumineux de 2 200 lm, il faudra un tube fluorescent (Ø 16 mm) de 21 W ou une lampe à incandescence de 150 W !!!!

Les lampes à faible efficacité lumineuse

La lampe à incandescence et la lampe halogène.

Lampes performantes

Les tubes fluorescents, les fluocompactes , l’Halogénure métallique et le Bulb LED.

Note : les fluocompactes et bulbs LED à auxiliaires intégrés (p.ex. socket E27) ont un rendement de +/- 50 lm/W et donc pas très élevé. (par rapport aux lampes fluorescentes et halogénures métalliques avec un rendement de +/- 100 m/W).

Données

Ppour connaitre les valeurs d’efficacité énergétique de différentes lampes.

Remarque pour l’éclairage extérieur

Les lampes fluorescentes, malgré leur efficacité lumineuse nominale importante, ne sont pas toujours adaptées à une utilisation extérieure :

Chute de l’efficacité avec la température extérieure (certaines lampes ne s’allument même plus sous une certaine température).

Difficulté de maîtrise du flux lumineux étant donné la taille des lampes.

Absorption de la lumière émise d’une lampe par l’autre dans les luminaires multilampes.

Elles ne seront utilisées que lorsque l’on désire créer des lignes lumineuses (ex : dans les tunnels, quais de gare, …), moyennant l’utilisation de luminaires spécialement étudiés.

On préférera dès lors les lampes au sodium basse pression et les halogénures métalliques. Actuellement, les luminaires LED envahissent nos espaces externes. Bonne ou mauvaise chose ? Effectivement, oui ! La lampe LED (ou luminaire LED) plus que sûrement une lampe d’avenir pour l’éclairage externe sachant que :

les niveaux d’éclairement exigés sont souvent plus bas pour les abords des bâtiments tertiaires et, par conséquent, le nombre de lumen nécessaire n’est pas trop élevé (ce qui convient bien aux sources LED actuelles) ;

les températures basses de nos campagnes donnent la possibilité au LED de pouvoir s’exprimer entièrement. En effet, les LED « raffolent » des températures basses pour donner leur plein flux lumineux.

2ème indice : des luminaires peu performants

Mauvais contrôle de la lumière

Le rendement d’un luminaire est mauvais lorsqu’une partie importante de la lumière émise par la lampe est absorbée par :

le plafond,
le réflecteur,
les ventelles,
le diffuseur.

Absence de réflecteur (tube nu)
pertes = 50 %.

Réflecteur peint (blanc…)
pertes = 50 %.

Diffuseur en micro-grille
pertes = 75 %.

Diffuseur prismatique
pertes = 60 %.

Diffuseur opalin
pertes = 70 %.

Luminaire indirect
pertes = 50 %.

Notons aussi que le luminaire perd en efficacité s’il est disposé ou dirigé hors de la zone à éclairer.

En éclairage extérieur, les luminaires considérés comme éblouissants, c’est-à-dire ne contrôlant pas la diffusion de la lumière, sont aussi ceux qui ont le plus mauvais rendement :

Absence de réflecteur, diffuseur opalin.

Lampes moins adaptées

Un même luminaire peut parfois être équipé de différents types de lampes. Or, le type de lampe peut parfois affecter le rendement du luminaire.

Par exemple pour certains types de luminaires, une lampe ovoïde, ayant une surface extérieure, plus importante et de surcroît mat, risque d’absorber une partie de la lumière qu’elle a émise.

3ème indice : des ballasts peu performants

Les ballasts traditionnels ou électromagnétiques (appelés aussi inductifs) ont une consommation équivalente à 20 % de la consommation de la lampe fluorescente. Cette consommation est de 14 % pour les ballasts électromagnétiques « faibles pertes ».

Quant aux ballasts électroniques, ils ont des faibles pertes (de l’ordre de 10 % de la puissance de la lampe) et même avec certaines lampes fluorescentes ils sont en mesure de diminuer la puissance de celles-ci en améliorant leur efficacité énergétique. Attention, l’utilisation de ballasts électroniques est cependant délicate dans les locaux équipés de matériels électroniques de mesure (laboratoire, hôpital,…).

Enfin, les ballasts gradables ou dimmables intégrés dans un système d’éclairage régulé tenant compte de l’apport de lumière naturelle peuvent contribuer à réduire encore leur perte de manière fictive. Les chiffres annoncés par certains constructeurs sont à considérer au cas par cas au niveau des systèmes et des types de lampes.

À noter aussi, comme le montre le graphe précédent, que les consommations du ballast ne sont pas nécessairement proportionnelles aux niveaux de dimming.

Ballasts électromagnétiques
faible perte et normal.

Ballast électronique.

Données	Plus d’infos sur la classification énergétique des ballasts.
Améliorer	Remplacer les lampes.
Améliorer	Remplacer les optiques.
Améliorer	Remplacer les ballasts.
Concevoir	Choisir un luminaire.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Gérer l’énergie électrique – mesures techniques

Décaler les consommations en heures creuses

Cette gestion consiste à minimiser les coûts de l’énergie en reportant en dehors des heures de pointe ou de préférence pendant les heures creuses toute consommation qui peut l’être sans créer de gêne.

Le décalage peut se faire par horloge, par délesteur/optimiseur ou par sensibilisation.

Gérer

Si vous voulez en savoir plus sur la sensibilisation des utilisateurs.

En cuisine collective, plusieurs postes peuvent être décalés dans le temps :

Le chauffage de l’eau peut se faire dans un chauffe-eau à accumulation.

Si l’organisation, la place disponible et le stock de vaisselle le permettent, le lavage de la vaisselle, peut aussi être décalé par rapport au service (= lavage différé).

Avec une liaison froide, la préparation (cuisson et refroidissement rapide) et donc la ventilation peuvent également être décalées.

Diminuer la pointe quart-horaire

La diminution de la pointe quart-horaire permet de diminuer la facture électrique.

Bien souvent le moment de la pointe quart-horaire du bâtiment correspond au fonctionnement de la cuisine. Ainsi l’action directe sur celle-ci est tout à fait efficace.

Exemple.

Dans un home pour enfants, la pointe globale, celle de la cuisine hors laverie, celle de la laverie et celle du bâtiment hors cuisine ont été mesurées séparément. On constate que le moment de la pointe globale correspond effectivement à celle de la cuisine et aussi à celle de la laverie.

La diminution de la pointe quart-horaire au niveau de la cuisine peut se faire par sensibilisation. Par exemple, une mesure continue de la pointe dans la cuisine avec visualisation de celle-ci par le personnel, peut motiver celui-ci à postposer l’allumage d’un appareil de quelques minutes si la pointe est déjà élevée.

Gérer

Si vous voulez en savoir plus sur la sensibilisation des utilisateurs.

Elle peut aussi se faire par délesteur/optimiseur. Dans certains cas, le délesteur constitue aussi une solution lorsque la puissance disponible n’est pas suffisante et que l’on ne veut pas investir dans un nouveau transformateur.

Que peut-on délester ?

Actuellement, les fabricants délestent tous les appareils de cuisson (sauf les fours à micro-ondes), les lave-vaisselle et les chambres froides.

Remarque : le délestage du lave-vaisselle ne peut éventuellement être intéressant que si le lavage est instantané.

Les temps de coupure admissibles dépendent du type d’appareil :

Un appareil à grande inertie peut être coupé plus longtemps qu’un appareil à moins grande inertie; un appareil « ouvert » qui fonctionne quasi en permanence à sa pleine puissance (ex. : une plaque de cuisson) ne peut être coupé aussi longtemps qu’un appareil fermé qui utilise sa puissance maximale pour la montée en température puis « séquentiellement » pour son maintien en température (exemple : la marmite).

Exemple de quelques temps de coupure proposés par un fabricant :

Le four : 3 minutes.
Une sauteuse en inox : 1 minute.
Les plaques de cuisson : 20 à 30 secondes.
La friteuse : 15 secondes.

Les résistances qui chauffent un liquide instantanément ne peuvent être délestées sous peine de ne plus respecter les températures de consigne. Par contre, une résistance qui chauffe une masse d’eau peut l’être. Le chauffage de l’eau prendra simplement un peu plus de temps. Ainsi un chauffe-eau à accumulation peut être délesté. Un chauffe-eau instantané ne peut l’être sans effet négatif.

Attention… !

Au niveau des différents équipements, les connexions sont parfois prévues par le fabricant.
Si elles ne le sont pas il est toujours possible de les réaliser a posteriori. Mais dans ce cas, il faut toujours veiller à ce que le délestage se fasse au bon endroit et ne perturbe pas le cycle de fonctionnement.

Exemple.

Un délestage a été réalisé sur une machine à café.

La machine était prévue pour prendre 10 litres d’eau à chaque préparation de café. Les 10 litres étaient ensuite chauffés par une résistance interne. Une fois la température de l’eau atteinte, celle-ci « passait » sur le café. Le café était ensuite maintenu chaud par une deuxième résistance de maintien en température.

La machine a été délestée après avoir pris 3 litres. Après délestage elle a repris 10 litres et l’eau a débordé. Cette machine ne possédait pas de connexion de délestage. Le délestage a été réalisé sur le programmateur alors qu’il aurait dû être réalisé sur la résistance de chauffage de l’eau.

Actuellement, la plupart des machines à café ne possèdent plus de réservoir. L’eau est prise au robinet et directement chauffé en passant dans une résistance. Ce type de machine ne peut pas être délesté car l’eau arriverait froide sur le café. Seul la résistance de maintien pourrait être délestée, mais sa puissance est tellement faible que cela n’en vaut pas la peine.

Le choix des appareils délestés doit donc être réalisé par une personne connaissant bien le cycle de fonctionnement des appareils.

Fonctions d’un délesteur pour cuisines collectives

Un délesteur pour cuisines collectives doit permettre des temps de coupure très courts (de l’ordre de la dizaine de secondes). Il doit également assurer un « dialogue » avec les équipements permettant d’imposer certaines contraintes techniques.
Exemples.

Un matériel de cuisson ne doit pas être délesté dans sa phase de montée en température.

Pour les matériels frigorifiques, il faut éviter les « court-cycles », c’est-à-dire que le temps d’arrêt ne peut durer moins d’un certain temps (quelques minutes) de manière à ce que le fluide frigorigène se repositionne correctement dans le circuit frigorifique.

Les contraintes ci-dessus sont, par exemple, respectées, par un délesteur qui permet :

De reconnaître le temps de montée en température. Le délesteur mesure le temps entre la mise en route d’un appareil et le premier arrêt commandé par le thermostat. Il sait qu’il ne doit jamais délester avant ce délai.

De déterminer des temps minimum de fonctionnement entre les arrêts. Ces temps sont introduits par l’utilisateur pour les différents équipements.

Outre ces caractéristiques spécifiques, un délesteur pour cuisines collectives doit présenter les mêmes possibilités qu’un autre délesteur, telles que la possibilité d’introduire des plages où certains appareils ne peuvent être délestés, des priorités, etc.

Remarque : en France, « la pointe quart-horaire » n’est pas d’un quart d’heure mais de dix minutes. Il existe des délesteurs spécifiques aux cuisines collectives fabriquées en France. Si votre choix se porte sur un délesteur français, il faut, bien sûr, veiller à ce que ce dernier s’adapte correctement à la pointe quart-horaire de votre région.

Influence d’un délesteur sur le résultat

S’il est évident que le délesteur/optimiseur de charge permet de réduire la facture de manière parfois considérable, celui-ci a également un impact sur les températures atteintes lors du processus de fonctionnement de chaque appareil. Cet impact, quoique relativement faible, peut être perçu négativement par le cuisinier ou le responsable hygiène.

Exemple : le délestage d’un appareil de cuisson.

Le délestage se fait au niveau de la résistance de chauffage. Il ne se fait jamais en période de montée en température. Il se fait toujours au moment où le thermostat commande une remise en route de la résistance. Le délesteur demande à la résistance de postposer son action de quelques secondes. La température va donc diminuer plus que si l’appareil n’était pas délesté. Après le relestage, la température va remonter jusqu’à la température exigée par le thermostat.

Résultat : s’il y a délestage, la température moyenne sera légèrement plus faible.

Remarque : pour compenser la baisse de la température moyenne, on pourrait songer à augmenter la température de consigne. Mais le délesteur ne peut pas exercer d’autres actions sur l’appareil de cuisson que l’arrêt ou la remise en route des résistances. En effet, son rôle n’est pas de réglementer la cuisson.

Exemple : le délestage d’un appareil frigorifique.

Les appareils frigorifiques sont raccordés à un module de délestage et non à un module d’optimisation. C’est-à-dire que le module déleste l’appareil sans « dialogue » avec celui-ci. Cependant le délesteur agit de manière à éviter les court-cycles c’est-à-dire que le temps d’arrêt respecte un temps minimum de manière à ce que le fluide frigorigène se repositionne correctement dans le circuit frigorifique.

Le délesteur agit directement sur le compresseur.

Résultat : s’il y a délestage, la température moyenne sera légèrement plus élevée que sans délestage. Ainsi, si la température de consigne est réglée juste au niveau de la température maximale réglementaire, il y a un risque de la dépasser en cas de délestage.

On pourrait songer à baisser la température de consigne par rapport aux températures réglementaires de manière à pouvoir délester sans risque. Dans ce cas, il risque d’y avoir plus de mise en glace et donc plus de dégivrages. Nous n’avons pas fait de mesures comparatives de consommations et de pointe quart-horaire mais il serait intéressant de les faire…!

Exemple : le délestage d’un lave-vaisselle à déplacement.

Le délestage d’un lave-vaisselle se fait comme celui d’un appareil de cuisson par un module d’optimisation au niveau des résistances

en tenant compte de la demande du thermostat.

Un délestage sur la résistance de la cuve de remplissage au moment du chauffage avant lavage va simplement allonger la durée de chauffage. Il ne va pas agir sur le niveau de température atteint en fin de chauffage de l’eau de remplissage.

Par contre, si le délesteur agit sur cette même résistance une fois le lavage commencé (la résistance sert alors à maintenir la température de l’eau de lavage), le délesteur va diminuer quelque peu la température par rapport à la consigne.

Enfin, il n’est pas recommandé de délester la résistance de rinçage sauf si cette résistance est sur-dimensionnée et que la consigne de température pour l’eau de rinçage est plus élevée que celle de la valeur recommandée (ce qui est bien sûr peu probable). En effet, une fois le lavage commencé, de l’eau de rinçage est demandée en continu. Cette eau est réchauffée dans un boiler de très petite capacité munie d’une grande puissance. Un délestage ne permettrait plus d’atteindre les températures demandées.

En conclusion, pour s’assurer que le délestage reste acceptable au niveau des processus de fonctionnement de chaque appareil, il est important de procéder à des réajustements après avoir réglé une première fois les différents paramètres sur le délesteur.

Exemples.

Sur une chambre froide, on fera des enregistrements de températures avant et après avoir installé le délesteur et on comparera ces températures aux températures réglementaires.

Après avoir raccordé un délesteur sur un four, un cuisinier se plaint d’un rôti trop peu cuit. Il faut alors réajuster les paramètres en diminuant, par exemple, le temps maximum de coupure ou en augmentant le temps minimum entre les coupures.

Rentabilité d’un délesteur

S’il est certain que le délestage permet de diminuer la facture électrique en diminuant la valeur de la pointe quart-horaire, il est plus difficile de quantifier le gain. Celui-ci dépend du nombre d’appareils raccordés et des différentes consignes.

Certains fabricants parlent d’un coefficient de foisonnement (rapport entre la puissance maximale appelée et la puissance installée) de 0,7 sans gestion de la charge qui passerait à 0,6 avec gestion de la charge. Le délestage permet, dans ce cas de diminuer la pointe quart-horaire de 15 %.

Pour d’autres fabricants :

Puissance de délestage =

(puissance non gérée x coefficient de foisonnement de la charge non gérée)
+
(puissance gérée x coefficient de foisonnement de la charge gérée x coefficient de foisonnement de délestage)

Avec un coefficient de foisonnement de délestage moyen de 0,65.

Remarque : c’est également à cette valeur qu’ils règlent la puissance maximale du délesteur.

La diminution de la pointe quart-horaire de la cuisine dépend, dans ce cas, de la proportion de la puissance totale gérée par le délesteur.

En outre, la présence d’un délesteur de charge entraîne généralement un abaissement de la consommation d’énergie vu que l’alimentation des appareils est coupée et qu’ils continuent à fonctionner par inertie. Cette diminution est d’environ 5 %.

Enfin, le délesteur peut avoir une fonction « horloge ».

La rentabilité d’un délesteur de charge est très variable, mais en pratique et selon les fabricants, des temps de retour compris entre 2 mois et 2 ans sont très courant

Exemple : La cuisine du centre commercial Migros à Lys.s

(source : Cuisine et électricité – Ravel).

Les courbes de charge ci-dessous montrent la somme des charges journalières des équipements de force, de chaleur et de froid.

Ces appareils se prêtent particulièrement bien à une gestion de puissance.

Courbe de charge sans délesteur de charge.

Le délesteur a permis de limiter la pointe à 55 kW.

L’économie réalisée par l’installation du délesteur de charge varie entre 2 500 et 3 375 €/an. L’installation a coûté 9 375 €. Le temps de retour est donc d’environ 3 ans (33 à 45 mois).

Exemple : Une cuisine professionnelle…

(source : Sicotronic).

Une cuisine professionnelle comprend 12 consommateurs moyens tels que sauteuses, marmites, fours « combinés », fourneaux, machines à laver la vaisselle et 3 consommateurs constants (ventilation et buffets chauds).

La consommation moyenne annuelle était de 225 000 kWh. La pointe quart-horaire moyenne était d’environ 150 kW. L’installation d’un délesteur a réduit la consommation d’énergie annuelle d’environ 5 %, soit une consommation « résiduelle » de l’ordre de 210 000 kWh. La pointe de puissance est réduite d’environ 35 % et devient inférieure à 100 kW.

La facture d’énergie est diminuée de plus ou moins 20 % et le temps de retour de l’investissement est inférieur à 2 ans.

Exemple : Une société de restauration collective ….

Depuis 1988, une société française de restauration collective, spécialiste de la restauration scolaire gère, parmi d’autres, une cuisine « tout électrique » à Brétigny-Sur-Orge dans le cadre d’un contrat de concession de 18 ans. Depuis, la production de la cuisine a fortement augmenté. La cuisine prépare aujourd’hui 4 000 repas/jour (1 300 pour ses besoins propres et 2 700 pour des clients extérieurs).

À partir de 1997, les matériels et, surtout, la puissance souscrite ne suffirent plus. Des disjonctions se produisaient en plein hiver, quand tous les appareils, y compris de chauffage, fonctionnaient à plein régime. Les repas allant ainsi en augmentant, les responsables de la cuisine ont décidé d’investir dans de nouveaux équipements. Mais la puissance disponible de 250 kW ne suffisait dès lors plus. Il devenait impératif d’investir dans un nouveau transformateur dont le coût dépassait les 37 500 € et de souscrire un tarif vert, plus onéreux qu’un tarif jaune auprès de la société de distribution d’électricité.

La société a alors décidé d’investir dans un délesteur. Le délesteur gère aujourd’hui la puissance électrique de 10 appareils : 3 fours combinés de 20 niveaux (deux au format GN 1/1 et un au format GN 1/1), 4 sauteuses dont une de 80 dm², un four de remise en température et 2 centrales de chauffage d’air neuf. La puissance totale de ces appareils dépasse 400 kW et la totalité de la puissance électrique installée sur la cuisine dépasse 650 kW. Or grâce au délesteur, la puissance appelée ne dépasse jamais 180 kW (coefficient de foisonnement de 0,3 !).

La société a ainsi gagné sur deux plans : elle a fait l’économie d’un transformateur et elle gagne sur la facture électrique.

La société a chiffré le coût énergétique d’un repas fabriqué dans une de leur cuisine équipée d’un optimiseur. Le coût moyen s’élève à 8 c€ (HTVA). (Dans de nombreuses cuisines, ce coût atteint encore les 16,5 c€).

Ce coût inclut les coûts de cuisson, de réfrigération, de conditionnement, de traitement de l’air, de l’éclairage, etc. Il ne comprend pas les frais de transport vers les restaurants satellites.

Si l’on ne peut investir tout de suite dans un délesteur (optimiseur)…

Dans le cas où l’on ne veut pas investir immédiatement dans un délesteur, on a toutefois intérêt à tirer un (des) câble(s) vers chaque appareil pouvant être délesté un jour. Cette mesure représente des frais très faibles lors de l’installation ou lors d’une rénovation, mais peut être coûteuse lors d’une réalisation a posteriori.

Installer des compteurs

Les dépenses d’énergie propres aux cuisines sont rarement connues. Bien souvent, il n’y a pas de comptage et encore moins de facturations spécifiques.

Afin d’optimiser la conduite des installations au niveau énergétique, on a intérêt à prévoir le placement de compteurs ou d’enregistreurs de charge dès la conception de la cuisine collective. Ils permettront aussi de diagnostiquer d’éventuels dysfonctionnements des installations.

Lorsqu’un délesteur associé à un logiciel de suivi des consommations est installé, celui-ci assure bien sûr cette fonction.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Comprendre la sensation de froid liée à la production

Sous-dimensionnement du générateur de chaleur

Cela est excessivement rare mais ça arrive !

En effet, il faut savoir que la plupart des installations de chauffage existantes sont surdimensionnées, même fortement surdimensionnées.

Évaluer

On peut vérifier le dimensionnement d’une chaudière en calculant le temps de fonctionnement annuel du brûleur et en comparant ce chiffre à un temps estimé correct en fonction du type de bâtiment. Cette estimation ne peut se faire qu’en connaissant la puissance du brûleur et la consommation annuelle de combustible. Pour approfondir cette méthode d’évaluation.

Encrassement de la chaudière

L’encrassement d’une chaudière diminue l’échange de chaleur entre les fumées et l’eau. Les fumées sont donc évacuées plus chaudes vers la cheminée (1 mm de suie dans la chaudière équivaut à une augmentation de 50°C de la température des fumées). Il en résulte :

une perte de rendement,
une perte de puissance de la chaudière.

En principe, l’encrassement étant un phénomène dynamique, l’inconfort qui y serait lié doit s’amplifier en attendant l’entretien des installations.

L’encrassement excessif des installations peut avoir comme cause :

des démarrages de brûleur trop fréquents liés à un surdimensionnement de l’installation ou un différentiel de régulateur trop faible,

l’encrassement de la chaufferie, le brûleur aspirant son air dans celle-ci. Nous avons, par exemple, rencontrés des brûleurs dont l’amenée d’air est partiellement obturée par les pluches issues de la buanderie voisine,

un manque de ventilation de la chaufferie, entraînant une mauvaise combustion,

un mauvais réglage de la combustion.

Évaluer	Pour en savoir plus sur les causes de démarrage trop fréquents du brûleur
Évaluer	Pour en savoir plus sur les causes d’une mauvaise combustion
Réglementations	Pour en savoir plus sur les exigences de ventilation des chaufferies

Cas particulier de la pompe à chaleur

Un défaut de puissance

Une pompe à chaleur sur l’air extérieur présente l’important défaut de produire d’autant moins de chaleur qu’il ne fait froid à l’extérieur… Or c’est précisément à ce moment que le bâtiment demande une forte puissance de chauffe.

Si cela apparaît fréquemment en période de très grands froids, ce problème ne peut se résoudre que par l’adjonction d’un appoint, appoint électrique direct (donc coûteux à l’exploitation) ou appoint thermique par une chaudière (en mode monovalent ou bivalent).

Concevoir

Pour en savoir plus sur la conception de l’appoint de la pompe à chaleure

Le problème du dégivrage

Si le froid apparaît plutôt pour des températures extérieures avoisinant les 5°C, on soupçonnera le phénomène de dégivrage :

le fluide frigorigène présente une température en dessous de 0°C
la vapeur d’eau contenue dans l’air ambiant condense et puis prend en glace, obstruant alors l’échangeur
le cycle est temporairement inversé pour faire fondre la glace
de l’air froid est pulsé dans les locaux.

À noter que ce phénomène est moins crucial en période de gel car l’air est plus sec et la glace apparaît sous forme de cristaux qui s’envolent avec l’air pulsé.

Si l’appareil est modulaire, une solution peut consister à décaler les périodes de dégivrage des différents modules de la PAC.

Améliorer

Pour en savoir plus sur l’amélioration du fonctionnement de la pompe à chaleur

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer les gains et la rentabilité du remplacement des châssis

Les gains se situent au niveau de :

La diminution de la facture énergétique

Le remplacement des fenêtres par des fenêtres plus performantes permet d’économiser beaucoup d’énergie.

Un calcul de rentabilité financière du remplacement d’un vitrage par un vitrage plus performant au niveau énergétique devrait, en principe, tenir compte de l’amélioration du coefficient de transmission thermique U (anciennement k), mais également de la diminution des facteurs solaire g(anciennement FS) et de transmission lumineuse TL ainsi que de l’amélioration de l’étanchéité à l’air de la menuiserie et de ses raccords.

Nous ne tiendrons compte, dans le calcul qui suit que de l’amélioration du coefficient de transmission thermique.

Exemple.

Soit un bâtiment de bureaux non climatisé datant de 1965 et situé à Uccle. La température intérieure est maintenue à 20°C en journée. Le bâtiment est équipé d’une installation de chauffage au mazout dont le rendement est évalué à 70 %. On dispose de châssis en bois simple vitrage. Les fenêtres ont des dimensions de 3 m 50 x 2 m. On les remplace par des châssis en bois à vitrage à haut rendement. On estime à 290 €/m² le prix de revient moyen des châssis haut rendement (matériel et placement, TVA comprise).

Calculs	Si vous voulez accéder aux détails des formules utilisées ci-dessous.
Évaluer	Pour calculer le coefficient de transmission thermique (U_w), à partir du coefficient de transmission thermique du châssis (U_f) et du vitrage (U_g).

Gain énergétique annuel :

Coefficient de transmission thermique (U) moyen pour l’ensemble de la fenêtre simple vitrage (dont 20% de châssis) :

U_fen = 0,7 U_VC+ 0,3 U_ch+ 3 U_l=
0,8 x 5,8 + 0,2 x 1,8 + 0 = 5,0 W/m²K.

Coefficient de transmission thermique (U) moyen pour l’ensemble de la fenêtre haut rendement :

U_fen = 0,7 U_VC+ 0,3 U_ch+ 3 U_l=
0,8 x 1,1 + 0,2 x 1,8 + 3 x 0,07 = 1,45 W/m²K.

δU = 3,55 W/m²K.

La température équivalente moyenne intérieure est de (20° – 3°(intermittence) – 3° (apports gratuits)) = 14°C.

La température équivalente extérieure est de 6,5°C.

La durée de la période de chauffe est de 242 jours, soit 5 800 heures.

Le gain énergétique annuel par m² de fenêtre remplacée est donc de :

(ΔU x S x Δ Tm) / η) x durée de chauffe =
3,55 x 1 x 7,5 x 5 800 / 0,7 = 220 600 Wh =
221 kWh, soit 22,1 litre de gasoil.

Exemple de rentabilité

Avec un prix du gasoil de 0,8 € par litre, l’économie financière annuelle par m² de fenêtre est de 17,7 €.

Le temps de retour de l’isolation est donc de (290 / 17,7) = 16 ans.

À noter que si le bâtiment est chauffé jour et nuit (hôpital, maison de repos) et que l’on considère une température moyenne intérieure de 21°C, l’économie monte à 33,8 litre de gasoil/m² et le temps de retour descend à 11 ans.

Si le bâtiment est situé en Ardennes, le temps de retour descend à 12 ans (bureau) ou 8 ans (hôpital).

Si l’institution (bureau d’une administration ou home) obtient la prime UREBA de 30 %, (ou une autre prime et déduction fiscale pour les bureaux privés), le prix du châssis descend à 203 €/m², et donc les temps de retour descendent à :

	Bureau	Home
Brabant	11 ans	7,5 ans
Ardennes	8,5 ans	5,5 ans

Si le chantier est important et qu’une négociation est possible, le prix peut encore descendre. Voici les résultats de statistiques établies sur 35 chantiers (source UREBA- prix HTVA) :

Ces évaluations n’intègrent pas l’économie éventuelle complémentaire liée à l’amélioration de l’étanchéité des châssis.

Calculs	Si vous voulez calculer vous-même la rentabilité du remplacement de vos fenêtres.
	Dans le programme de calcul ci-dessus, il vous sera demandé le coefficient de transmission thermique de la fenêtre (U) avant et après remplacement. Les valeurs nécessaires peuvent être calculées à partir des caractéristiques du vitrage et du châssis.
Évaluer	Il vous sera également demandé d’évaluer le rendement de votre installation de chauffage. Vous trouverez des indications concernant les valeurs à considérer pour une installation à eau chaude. Pour le chauffage électrique, le rendement est de 95 %.

En dehors du contexte d’un remplacement obligatoire, le remplacement d’un simple vitrage par un double, n’est pas très « rentable ». Cependant, vu l’évolution des coûts prévisibles de l’énergie dans les années futures et l’accroissement de confort engendré par un vitrage plus performant, une amélioration progressive paraît être un placement logique pour un gestionnaire de patrimoine.

L’amélioration du confort

Le remplacement des fenêtres va augmenter la température de surface côté intérieur des fenêtres, augmentant ainsi le confort thermique pour les occupants, et réduisant les risques de condensation de surface et donc les problèmes d’hygiène.

Vous pouvez évaluer la température de surface côté intérieure de la fenêtre à l’aide de la formule :

η_oi = η_i – (U x 0,125 x (η_i – η_e))

avec :

η_i : température intérieure (en °C),
η_e : température extérieure (en °C),
U : coefficient de transmission thermique de la fenêtre (en W/m²K),
η_oi : température de surface côté intérieur de la fenêtre (en °C).

Par exemple, s’il fait 0° à l’extérieur et 20°C à l’intérieur, la température du simple vitrage sera de 5,5°C. Elle passera à 17° avec un double vitrage isolant !

Remarque : le calcul de cette température ne tient pas compte du rayonnement direct du soleil sur la vitre. La formule n’est donc valable que lorsqu’il n’y a pas de soleil direct sur la fenêtre ou pour une orientation nord.

La protection du bâtiment

Le remplacement des vieux châssis par des châssis plus performants permet d’éviter la condensation superficielle sur ceux-ci. Celle-ci se forme sur les vitrages et les châssis peu performants. L’eau ainsi formée risque d’engendrer des tâches ou de la moississure sur les mastics et châssis, sur les tablettes et allèges, dues aux gouttelettes ruisselantes.

Néanmoins, ne perdons pas de vue qu’un vitrage peu performant constitue le lieu privilégié de la formation prioritaire de condensation. Lorsqu’il est remplacé par un vitrage plus performant, la condensation risque de se « déplacer » vers d’autres parois mal isolées (linteau ou retour de baie, par exemple). Or celles-ci risquent d’être plus sensibles aux moisissures (un papier peint constitue un terrain plus nourrissant qu’une vitre).

Ce phénomène se produira d’autant plus que l’ancien châssis constituait une « passoire » en matière d’étanchéité, assurant donc la ventilation du bâtiment. Une fois les châssis renouvelés, le bâtiment sera plus étanche et le taux d’humidité intérieur risque d’augmenter. La condensation sur les parois froides ne se produira pas si ces parois ne présentent pas de ponts thermiques ou si la ventilation est bien assurée.

Dans les vieux bâtiments, un remplacement des châssis doit donc être accompagné d’une réflexion sur la gestion de l’humidité par un système de ventilation (placement d’une hotte, d’un ventilateur d’extraction d’air, tout particulièrement à proximité de buanderies, de salles de douches, de cuisines collectives,…).

La diminution des rejets polluants

Du point de vue environnemental, le remplacement des vitrages réduit fortement les rejets de gaz polluants (CO₂, SO₂, NO_X, …)

Exemple.

Le remplacement des vitrages dont il est question dans

l’exemple ci-dessus (supposons une surface de vitrage de 100 m²), permet de diminuer les rejets annuels (chauffage au mazout) :

d’environ 221 kWh/m² x 100 m² x 0,264 kg CO₂/kWh = 5 834 kg de CO₂
d’environ 221 kWh/m² x 100 m² x 0,169 mg NO_x/kWh = 3,7 kg de NO_x

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le combustible : bois, gaz et fuel

Lors de la conception une nouvelle installation où du remplacement de chaudières, trois combustibles sont généralement mis en balance : le bois, le fuel et le gaz naturel. Différents arguments peuvent faire pencher le décideur vers l’une ou l’autre de ces solutions. En voici la synthèse :

L’efficacité énergétique

Si l’on devait classer les chaudières en fonction de leur efficacité énergétique, on obtiendrait le résultat suivant :

les chaudières à condensation au gaz ou au fioul,
les chaudières traditionnelles gaz ou fuel à brûleur pulsé, chaudières gaz à brûleur à prémélange modulant et les chaudières bois-énergie,
les chaudières gaz atmosphériques.

Les technologies des chaudières gaz à condensation permettent d’atteindre des rendements normalisés de 110 % du PCI. Les chaudières au mazout à condensation permettent d’atteindre un rendement de 106 % du PCI. Ces deux valeurs correspondent à 99 % du PCSet sont donc équivalentes. Si l’on considère que le rendement actuel normalisé des chaudières basse température oscille entre 93 et 96 %, qu’il s’agisse de fuel, de gaz ou de bois. Le gain réalisé en optant pour le gaz à condensation tourne autour des 15 %, une économie non négligeable.

Concevoir

Pour en savoir plus sur le choix d’une chaudière, cliquez ici !

L’impact environnemental

Chez l’utilisateur final et à technologie égale, la combustion du gaz produit 25 % de CO2 en moins que la combustion du fuel (pour une consommation énergétique équivalente). A lui seul, cet argument permet de recommander le gaz par rapport au mazout dans le cadre d’une politique de réduction de l’émission des gaz à effet de serre.

En ce qui concerne la biomasse, sa combustion a un impact neutre sur l’émission de CO₂. On peut s’en rendre compte en considérant le cycle de carbone. Néanmoins, cet argument n’est vrai que si le bois est issu d’une forêt gérée de manière durable ou si la biomasse est de type « agrocombustible » (pour en savoir plus, consultez notre page « bois-énergie »). Dans l’affirmative, on voit l’énorme potentiel que représente la biomasse pour réduire les émissions de CO₂. Même en considérant le cycle complet du bois, c’est-à-dire l’extraction, le conditionnement ainsi que le transport en plus de la combustion, on voit que l’émission de CO₂ pour une même production d’énergie est nettement inférieure aux autres vecteurs énergétiques.

Mais le CO2 n’est pas le seul impact à considérer. Si l’on regarde d’autres émissions, on constate que le gaz est le combustible le moins polluant chez l’utilisateur : émission de CO2, de SO2, de suies et de NOx moins élevée. Suivant le type d’émission auquel on s’intéresse, le mazout et le bois sont plus ou moins polluants. En termes d’émission de NOx, les deux vecteurs énergétiques se valent. En fait, le bois émet moins de SO₂ mais plus de particules fines (poussières).

Globalement, il faut noter une tendance progressive à exclure les combustions fossiles dans certains territoires. Pointons quelques exemples : l’Energieagenda des Pays-bas prévoit la déconnexion du réseau gaz de 170 000 maisons par an à partir de 2017, pour une disparition totale du chauffage gaz en 2050 ; le Pacte énergétique belge approuvé par le Fédéral et les trois Régions stipule l’interdiction de vente de chaudières mazout à partir de 2035 ; enfin, la Norvège interdit l’utilisation du fuel pour le chauffage dès 2020, pour tous les bâtiments.

L’investissement

On peut comparer les différents postes à financer pour les trois combustibles :

Poste de raccordement au gaz, citernes à mazout, … au-delà du prix existe la question d’encombrement.

Gaz	Fuel	Bois
Chaudière et brûleur.
Raccordement à la cheminée.
Tuyauterie d’alimentation du brûleur, filtre à gaz, robinet d’isolement.	Tuyauterie d’alimentation du brûleur, filtre à fuel, pompe à fuel.	Système de transport vers la chaudière.
Raccordement au réseau gaz (dont le coût est négociable).	Cuve à fuel (enterrée, en cave ou extérieure).	Pièce de stockage et système d’extraction.
Équipements de protection : détection des fuites de gaz, vannes électromagnétiques.		Clapet coupe-feu pour isoler la chaudière.
Si chaudière à condensation, évacuation des condensats.	Si chaudière à condensation, évacuation des condensats.	Décendrage et si chaudière à condensation, évacuation des condensats.

Le coût des chaudières gaz et mazout est semblable, quel que soit le système choisi. La différence de coût est en tout cas minime par rapport au coût global de l’installation. Les technologies à condensation sont plus chères que les chaudières traditionnelles, mais leur surcoût est rentabilisé par les économies d’énergie réalisées.
Les installations au bois sont significativement plus chères que leurs homologues gaz et fuel. Cette différence est essentiellement due au prix de la chaudière, d’une part, et au coût de l’installation de stockage et de transport (du stockage vers la chaudière). Dans certains cas, il faut même construire un nouveau bâtiment pour pouvoir réaliser ce stockage de combustible. En conclusion, l’investissement pour une installation au bois dépend fortement du contexte, mais de manière générale, on peut dire que l’on est dans un ordre de grandeur supérieur par rapport au gaz et au mazout.

Le volume de stockage

Le pouvoir calorifique des combustibles par unité de volume est fort différent. Pour obtenir le même contenu énergétique, le volume de combustible correspondant sera aussi différent. Par conséquent, cela aura une influence sur le volume de stockage et sur la fréquence d’approvisionnement. On peut retenir les ordres de grandeur suivants pour obtenir un contenu énergétique :

Un mètre cube de mazout équivaut approximativement à 3 *map de pellets, à 6 stères de bois et 12 map de plaquettes.

*map : Mètre cube Apparent de Plaquettes.

En conclusion, la viabilité d’un projet basé sur le bois-énergie dépend aussi du potentiel du site pour réaliser une installation de stockage : si la place est disponible ou si une pièce peut être réaménagée en zone de stockage. On voit que l’approche avec des plaquettes demande le plus de place.

Le coût du combustible

Les coûts de fourniture en combustible sont variables sur base saisonnière (augmentation de la demande en hiver) et en fonction de phénomènes globaux (géopolitiques notamment, qui influent sur le cours du pétrole). Sur le long terme, l’Observatoire des prix de l’APERE (http://www.apere.org/fr/observatoire-prix) permet d’identifier deux tendances :

Le fuel et le gaz ont des évolutions parallèles, mais décalées dans le temps. Le prix du mazout est plus volatil et son évolution précède celle du gaz : lorsque le mazout est plus cher, le prix du gaz a tendance à monter, et vice-versa. Ces dernières années, l’écart ne dépasse pas 1.5c€ par kWh (tarif particulier).
Le prix du bois est moins élevé que celui du fuel et de gaz, mais très sensible à sa forme : le prix des pellets est proche de celui des énergies fossiles, tandis que les plaquettes sont sensiblement moins chères (de l’ordre de 3 c€/kWh), soit presque moitié moins.

L’approvisionnement et le suivi des consommations

Le fuel ainsi que le bois sont disponibles sur tout le territoire, ce qui n’est actuellement pas le cas pour le gaz naturel.

Réseau de distribution du gaz naturel en Belgique (source : Tractebel).

Le gaz permet de ne pas se soucier de l’approvisionnement. De plus, par sa facturation mensuelle, en fonction d’un compteur volumétrique, le suivi régulier des consommations et la détection d’une dérive éventuelle sont nettement plus faciles avec le gaz.
Avec le fuel, il est pratiquement impossible de réaliser une comptabilité énergétique régulière si on ne prévoit pas un ou des compteurs fuel sur les brûleurs. Le suivi, par exemple mensuel, demande cependant le relevé des compteurs. Sans cela, seul un suivi annuel est possible, et encore faut-il une mesure précise des stocks en cuve au moment des livraisons.
Avec le bois, les grandes chaudières peuvent être équipées d’un système de comptage de la consommation. En outre, les silos textiles peuvent être équipés d’un système de pesage.

Consommation

Pour en savoir plus sur la comptabilité énergétique : cliquez ici !

Le contrôle

Réglementairement, les chaudières sont soumises à une obligation de contrôle. Les dispositions légales sont décrites dans l’Arrêté Royal du 29 janvier 2009 ainsi que sa modification du 18 juin 2009.
La fréquence minimale de ces entretiens dépend du type de combustible. On est sur une base annuelle pour les combustibles solides (bois) et liquides (fuel), pour une base trisannuelle pour les chaudières au gaz. Celles-ci sont en effet moins sujettes à l’encrassement.

Autres utilisations

Le gaz naturel peut avantageusement être utilisé pour d’autres usages comme les cuisines collectives, en remplacement de l’électricité ou du propane.

Cuisines collectives

Pour en savoir plus sur le choix du vecteur énergétique en cuisine collective : cliquez ici !

Synthèse des avantages et inconvénients

Critère	Pour le gaz	Pour le fuel	Pour le bois
Rendement	Élevé avec condensation	Élevé avec condensation
Approvisionnement	Réseau	Partout	Partout
Investissement			Plus élevé
Volume de stockage	Connexion au réseau		+ si pellets à +++ si plaquettes
Prix du combustible			Moins cher
Émission de CO₂	Inférieur de 25 % par rapport au mazout		Combustion neutre à certaines conditions
Émission de NOx	–	+	+
Émission de SO2	–	+	+
Émission de particules fines	–	+	++
Suivi des consommations	Facile	Par dispositif adhoc	Par dispositif adhoc

Le choix final dépend, pour chaque projet, du poids que le décideur donne à l’un ou l’autre des critères cités ici.

Exemple chiffré

Exemple :

Pour une question de facilité, on considère un bâtiment de type domestique. On suppose qu’il consomme actuellement 200 [GJ/an] ou 55 555 [kWh/an].

Les responsables de ce bâtiment désirent installer une nouvelle chaufferie. Se pose donc la question : « quel type de vecteur énergétique » ? Il est difficile d’évaluer les prix futurs de l’énergie. Suivant l’hypothèse que l’on choisit, les résultats sont significativement différents. Le lecteur est donc invité à réaliser l’exercice par lui-même sur base des prix qui lui sont applicables. À titre d’exemple, on utilisera ici une moyenne sur les cinq dernières années espérant conserver ainsi la tendance relative entre les différents vecteurs énergétiques.

Type de chaudière	Consommation future estimée	Gain par rapport au moins avantageux
Chaudière gaz à condensation (rendement saisonnier de 101 %).	55 555 [kWh/an] / 1,01 = 55 005 [kWh/an]	9 [%]
Chaudière gaz haut rendement (rendement saisonnier de 92 %).	55 555 [kWh/an] / 0,92 = 60 386 [kWh/an]	0 [%]
Chaudière fuel à condensation (rendement saisonnier de 97 %).	55 555 [kWh/an] / 0,97 = 57 273 [kWh/an]	5 [%]
Chaudière fuel haut rendement (rendement saisonnier de 92 %).	55 555 [kWh/an] / 0,92 = 60 386 [kWh/an]	0 [%]
Chaudière au bois haut rendement (rendement saisonnier de 92 %).	55 555 [kWh/an]/0,92 = 60 386 [kWh/an]	0 [%]

Type de chaudière	Facture future estimée (prix indicatif particulier 2018 (HTVA))	Gain par rapport au moins avantageux
Chaudière gaz à condensation.	55 005 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] = 3 850 [€/an]	9 [%]
Chaudière gaz haut rendement.	60 386 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] = 4 227 [€/an]	0 [%]
Chaudière fuel à condensation.	57 273 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] = 4 009 [€/an]	9 [%]
Chaudière fuel haut rendement.	60 386 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] = 4 227 [€/an]	0 [%]
Chaudière au bois haut rendement : pellets.	60 386 [kWh/an] x 5 [cents €/kWh] = 3 019 [€/an]	29 [%]
Chaudière au bois haut rendement : plaquettes.	60 386 [kWh/an] x 3 [cents €/kWh] = 1 812 [€/an]	57 [%]

Type de chaudière	Émission de CO₂ future estimée : basé uniquement sur la combustion	Gain par rapport au moins avantageux
Chaudière gaz à condensation.	55 005 [kWh/an] x 0,202 [kg CO₂/kWh] = 11 [tonnes CO2/an]	31 [%]
Chaudière gaz haut rendement.	60 386 [kWh/an] x 0,202 [kg CO2/kWh] = 12.2 [tonnes CO2/an]	23,2 [%]
Chaudière fuel à condensation.	57 273 [kWh/an] x 0,263 [kg CO2/kWh] = 15 [tonnes CO2/an]	5,5 [%]
Chaudière fuel haut rendement.	60 386 [kWh/an] x 0,263 [kg CO2/kWh] = 15.9 [tonnes CO2/an]	0 [%]
Chaudière au bois haut rendement : pellets.	60 386 [kWh/an] x 0 [kg CO2/kWh] = 0 [tonnes CO2/an]	100 [%]
Chaudière au bois haut rendement : plaquettes.	60 386 [kWh/an] x 0 [kg CO2/kWh] = 0 [tonnes CO2/an]	100 [%]

Type de chaudière	Émission de CO₂ future estimée : basé sur le cycle complet du combustible	Gain par rapport au moins avantageux
Chaudière gaz à condensation.	55 005 [kWh/an] x 0,235 [kg CO2/kWh] = 12.9 [tonnes CO2/an]	34,5 [%]
Chaudière gaz haut rendement.	60 386 [kWh/an] x 0,235 [kg CO2/kWh] = 14.2 [tonnes CO2/an]	27,9 [%]
Chaudière fuel à condensation.	57 273 [kWh/an] x 0,327 [kg CO2/kWh] = 18.7 [tonnes CO2/an]	5,1 [%]
Chaudière fuel haut rendement.	60 386 [kWh/an] x 0,327 [kg CO2/kWh] = 19.7 [tonnes CO2/an]	0 [%]
Chaudière au bois haut rendement : pellets.	60 386 [kWh/an] x 0.047 [kg CO2/kWh] = 2.8 [tonnes CO2/an]	85,7 [%]
Chaudière au bois haut rendement : plaquettes.	60 386 [kWh/an] x 0.022 [kg CO2/kWh] = 1.3 [tonnes CO2/an]	93,4 [%]

Cahier des charges

Vecteur énergétique.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer la motivation des collaborateurs

Ils ne font pas ce que je leur demande !… Pourquoi ?

Des collaborateurs ne feront pas ce que vous leur demandez parce que :

la tâche leur apparaît sans intérêt, ils ne savent pas très bien pourquoi on leur demande une tâche, ce que vous leur demandez leur apparaît impossible à réaliser par manque de temps par exemple … (voir « Ils sont si peu motivés. Pourquoi ?« );

d’autres objectifs leur paraissent plus importants (voir « Tout est bloqué. Pourquoi ?« );

ils ont développé un « pouvoir stratégique » tel qu’ils peuvent se permettre de ne pas faire ce qu’on leur demande (voir « Tout est bloqué. Pourquoi ?« );

vous n’avez pas auprès d’eux une crédibilité suffisante pour qu’ils fassent ce que vous leur demandez;

dans votre équipe, il ne règne pas une très bonne ambiance, le manque d’écoute est manifeste, la communication est mauvaise, il y a des tensions;

le travail en équipe est rare, les personnes se concertent peu pour leur travail;

les personnes n’ont pas été associées à la décision et ce que vous leur demandez leur apparaît comme « venant des hautes sphères » et beaucoup trop éloigné de la réalité quotidienne.

L’un ou l’autre de ces éléments font partie de votre quotidien ou peut-être même tous ensemble… Vous avez alors de grandes chances de ne pas vous faire entendre.

Plus les personnes sont associées tôt et en groupe aux décisions, plus la mise en œuvre de la décision est aisée.

C’est la règle à retenir. Elle est fort simple mais son application pose beaucoup de problèmes : la gestion participative fait rarement partie de la culture de nos organisations, le phénomène de manipulation est très souvent craint dans la gestion participative et de plus, elle est parfois mise en œuvre si maladroitement que beaucoup de personnes n’ont, jusqu’à présent, exploré que ses effets négatifs. Enfin, la gestion participative démotive aussi certaines personnes qui trouvent ce processus trop long par rapport aux bénéfices qu’elles pensent en retirer.

Gérer	Pour agir et gérer les conflits.
Gérer	Pour agir et déjouer les blocages institutionnels

Ils ne sont pas d’accord avec moi !… Pourquoi ?

Pour explorer cette question, il est utile de se rappeler qu’en matière de communication humaine, « LA CARTE N’EST PAS LE TERRITOIRE »

Pour expliquer cette phrase, nous allons prendre une image. Le territoire de la Belgique peut être REPRÉSENTÉ par beaucoup de cartes différentes : carte des routes, carte des cours d’eau, carte IGN, carte du relief… Toutes les cartes sont justes : la même réalité est représentée de plusieurs façons différentes sans qu’on puisse dire qu’une des cartes est meilleure qu’une autre EN SOI. Toutefois, chacune d’entre elles est plus appropriée pour atteindre un objectif particulier : se déplacer en voiture, en bateau, se balader dans la nature …

La communication humaine fonctionne à peu près de la même façon. Quand nous expliquons notre manière de voir les choses à quelqu’un, nous utilisons notre carte du monde qui nous permet (croyons-nous) d’atteindre un objectif. Notre interlocuteur n’a pas nécessairement la même carte et pas non plus le même objectif, il ne comprendra peut-être pas très bien ce que nous lui voulons. Il nous trouvera certainement très « illogique », voire même borné ! C’est un peu comme si on utilisait une carte IGN de la région de Chastres pour aller de Anvers à Arlon !

Si vous voulez comprendre la logique de quelqu’un d’autre, il faut avant tout se dire que cette logique en est une, même si ce n’est pas la vôtre et même si vous la condamnez.

Votre jugement de valeur ne retire pas le caractère logique au raisonnement ou au comportement de l’autre, même si votre propre raisonnement est également logique.

Gérer	Pour agir, faire entendre son avis et convaincre la hiérarchie.
Gérer	Pour agir en aidant au changement des comportements.

Ils disent qu’on a toujours fait ainsi !… Pourquoi ?

Nos comportements sont habituels, cela veut dire qu’ils se déroulent souvent automatiquement sans que nous ayons besoin de réfléchir (sauf quand nous les apprenons). Et nos habitudes sont résistantes au changement.

Exemple

manger avec des couverts est une (bonne !) habitude pour un adulte. Pour un enfant de deux ans, c’est un exploit et il lui faut toute une période d’adaptation pour apprendre à le faire. Une fois que l’habitude est prise de manger avec des couverts, on a bien de la peine souvent à manger avec les doigts dans ces pays où la bonne habitude est de manger dans le même plat avec tout le monde ! Et pourtant, d’un certain point de vue, c’est tellement plus simple de manger avec ses doigts.

Nos habitudes sont donc :
apprises :

les habitudes ne font pas partie de notre patrimoine génétique ! C’est une habitude de venir travailler en chemisier en hiver, mais ce n’est pas irréversible !

persistantes :

une fois installée, une habitude nous simplifie la vie, c’est en tous cas l’objectif que nous poursuivons en l’acquérant : quand nous faisons quelque chose par habitude, nous n’avons plus besoin de nous encombrer l’esprit avec l’élaboration de nouvelles procédures ou de nouveaux apprentissages. Parce qu’elles ont pour fonction de nous simplifier la vie, les habitudes sont résistantes aux changements.

générales :

une fois prise, l’habitude a tendance à se généraliser et à justifier notre point de vue. Quand on a eu trop chaud dans les bureaux pendant des années, on supporte mal les variations de température et on invoque l’habitude de la chaleur constante pour garantir sa santé et la qualité de son travail.

En fait, rien n’est plus efficace qu’une habitude ! Mais les gens ne montrent pas plus de mauvaise volonté pour l’URE que pour d’autres changements qui leur sont demandés. Ils sont enfermés dans ces habitudes qui ne changeront que si on leur laisse le temps d’en apprendre d’autres et si une information appropriée, bien organisée et crédible circule à propos de ce qu’il est important de changer, pourquoi il faut le faire et comment on peut y parvenir.

Gérer	Pour agir et gérer les conflits.
Gérer	Pour agir et organiser une campagne de sensibilisation.

Il est si difficile de collaborer entre services !… Pourquoi ?

On peut répondre à cette question de deux manières différentes et parfois complémentaires.

Il est clair que le « service économie d’énergie » et le « service travaux » peuvent avoir des points communs et bien des objectifs convergents. Il est évident aussi qu’ils sont effectivement interdépendants. Il est évident enfin que c’est plus efficace quand les deux se mettent à collaborer.
Mais quand deux services, à l’intérieur d’une même organisation, poursuivent des buts d’ordre différent (buts de mission et buts de système, voir « Tout est bloqué. Pourquoi ?« ), ils sont parfois en conflit.
Dans chaque institution, vous avez aussi un « esprit maison ». C’est ce qu’on appelle souvent « la culture de l’institution ». Ce concept de culture d’entreprise désigne le système de valeurs, de normes, des modes de penser, l’ensemble des règles que l’on observe sans trop pouvoir les dire. Plus ou moins partagé par les membres, il sous-tend les manières d’organiser le travail, d’envisager les collaborations, le rôle de la hiérarchie, de l’institution …

Comme la culture d’un peuple, la culture d’une institution est très résistante aux changements. Elle évolue très lentement, en fonction des circonstances extérieures et de l’évolution des mentalités à l’intérieur. Mais il faut aussi un acteur au moins qui porte ces changements. Les changements rapides ou importants surviennent le plus souvent après des bouleversements de l’organisation (reprise, fusion, décentralisation, réorientation …).

La prise en compte de cet aspect de la culture est cruciale pour réussir un projet URE.

Par exemple, beaucoup de projets généreux ou rentables n’ont pu dépasser le stade de la conception parce qu’ils ne prenaient pas en considération les lenteurs et pesanteurs des valeurs qui imprègnent toute organisation.

C’est souvent le manque d’interaction entre les personnes de différents services qui accentue les conflits. Dans ce cas, on confond souvent problème et personne et les deux obstacles évoqués ci-dessous paraissent insurmontables.

Gérer

Pour agir et déjouer les blocages institutionnels.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Mesurer l’étanchéité d’un bâtiment

La mesure de pressurisation – Taux de ventilation à 50 Pa

En Belgique, les règles pour obtenir un essai de pressurisation de qualité et conforme sont décrites par la STS-P 71-3 : Étanchéité à l’air des bâtiments, Essai de pressurisation qui est publiée par le SPF Économie, P.M.E., Classes moyennes et Énergie.

La mesure de pressurisation consiste à mesurer le débit d’air qui s’infiltre à travers les différentes ruptures d’étanchéité des parois du bâtiment (mauvaise jonction des isolants, prises électriques, jonction mur/menuiserie, …). Cette mesure est en passe de devenir essentiel, en effet les bâtiments sont de plus en plus efficaces énergétiquement et la part des coûts énergétiques due aux pertes par étanchéité à l’air des parois est proportionnellement plus importante.

Pour la mesure de pressurisation, on remplace une ou plusieurs des portes extérieures par un panneau comportant un ou plusieurs ventilateurs. On ouvre ensuite toutes les portes et fenêtres intérieures et on referme toutes les portes et fenêtres extérieurs.

Le local est alors mis en surpression ou dépression par injection ou aspiration de l’air dans le bâtiment.
En pratique, le débit du ventilateur (Q) est réglé de façon à établir une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de 50 Pa.

Le résultat d’une mesure de pressurisation est caractérisé par la valeur n50 :

n₅₀ = Q₅₀/V

avec,

n50 = le renouvellement d’air pour une différence de pression de 50 Pa (1/h),
Q₅₀ = le débit d’air (m³/h) insufflé par le ventilateur pour une différence de pression de 50 Pa,
V = le volume du bâtiment (m³).

Taux de ventilation saisonnier moyen

Étant donné qu’une différence de pressions de 50 Pa sur un élément de façade ne se produit que par vent très fort, la valeur n₅₀ n’a pas directement de signification pratique. Le taux de ventilation réel d’un bâtiment est une fonction complexe de l’étanchéité à l’air globale, de la localisation des fuites et des conditions climatiques (vitesse et direction du vent, écart de températures entre l’ambiance intérieure et extérieure, … ).
En fait, on peut admettre la règle approximative suivante : le taux de ventilation saisonnier moyen de base s’élève à environ 1/20 du taux de ventilation n₅₀ mesuré. Cette proportion peut varier entre 1/10 et 1/30 suivant le cas.

Autre mesure

Il existe une seconde méthode pour mesurer l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment : la méthode du gaz traceur. Cette mesure permet de déterminer le débit de ventilation dans les conditions climatiques régnant au moment de la mesure (vent, température).

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer les bénéfices d’une rénovation

Notion de rentabilité financière

Le sujet qui risque de fâcher plus d’une personne ! La notion de rentabilité financière est aléatoire en fonction de l’activité des occupants du bâtiment considéré et des coûts des consommations électriques qui sont très volatils. En effet, elle diverge selon que le bâtiment abrite un commerçant franchisé ou une administration par exemple :

Le commerçant va tabler sur son espérance de vie qui est de l’ordre de 2-3 ans (dur dur !). C’est du moins la manière de calculer d’un certain nombre de commerçants franchisés pour réaliser un investissement rentable dans l’énergie. Réflexion que l’on entend souvent : « Si le temps de retour simple sur investissement dans l’énergie n’est pas inférieur à 2-3 ans, je ne me lance pas dans l’aventure ! ». Le problème est que les investissements procurant une rentabilité de cet ordre sont assez rares dans le domaine de l’énergie, surtout aux prix pratiqués par les fournisseurs d’énergie. Bref, il faut surtout avoir la foi. De plus l’énergie n’est pas encore assez chère pour motiver les indécis !

L’administration communale, par exemple, va plutôt tabler sur une rentabilisation de l’investissement sur la durée de vie de l’équipement.

La rentabilité est donc vraiment une notion perçue de manière très différente par les acteurs du secteur tertiaire. Bien conscient que ce discours pourrait être pris comme une vision utopiste d’un « doux rêveur », il faut, malgré tout, privilégier les investissements qui offrent des rentabilités les plus courtes possible, d’accord, mais sans viser impérativement des valeurs extrêmes qui éliminent tout espoir d’investir dans l’énergie. Il faut, actuellement tenir compte aussi tant pour les commerces que pour les institutions non marchandes de la notion d’image verte qui devient importante en termes de marketing.

Diminution des consommations électriques

Calculs

Pour évaluer le budget maximum à allouer à une rénovation, tout en garantissant un temps de retour correct.

(Dans ce programme, il vous sera demandé d’insérer le prix que vous payez par kWh électrique consommé. Si vous ne le connaissez pas, vous pouvez l’estimer grâce aux informations reprises dans la théorie « coût moyen du kWh électrique économisé« ).

Amélioration du confort et de la sécurité

La rénovation peut avoir comme objectif l’amélioration du confort visuel de l’esthétique d’un lieu voire même de la sécurité des usagers.

Dans ces cas, le projet peut ne pas être énergétiquement rentable. Par exemple, en cas de niveaux d’éclairement actuel insuffisant (c’est souvent le cas dans des classes ou l’on retrouve régulièrement 200 lux au lieu de 400), il faudra alors essayer, grâce à des technologies performantes (nouvelles lampes, nouveaux optiques, …), d’atteindre ces objectifs sans consommation supplémentaire.

Diminution des frais d’entretien et de climatisation

Les frais d’entretien diminuent grâce à

Une diminution du nombre de lampes installées.
Une augmentation de la durée de vie des lampes.

Notons aussi que, l’utilisation de ballasts électroniques permet de doubler la durée de vie des lampes fluorescentes.

Pour les bâtiments climatisés, une dissipation de chaleur plus faible des luminaires permet des économies supplémentaires sur les frais de climatisation : on estime qu’une puissance excédentaire en éclairage de 1 kW entraîne, pour chaque heure d’utilisation, une surconsommation de :

1 kWh + 0,2 kWh + 0,4 kWh = 1,6 kWh

(lampe + ballast + climatisation = surconsommation électrique).

Diminution des rejets polluants

Du point de vue environnemental, le relighting réduit fortement les rejets de gaz polluants (CO₂, NO_x, …). lors de la production d’électricité.

Exemple.

Dans une classe de 7 m x 8 m dont le niveau d’éclairement est suffisant (temps d’occupation de 1 000 h/an), le remplacement de luminaires à diffuseur opalin par des luminaires haut rendement permet de diminuer les rejets annuels

de CO₂ de près de 129 kg,
de SO₂ de 0,3 kg,
de NOx de 1 kg

De plus, les nouvelles lampes à fluorescence contiennent 5 fois moins de mercure que les anciennes (3 mg au lieu de 15 mg).

Les lampes à fluorescence récentes contiennent 5 fois moins de mercure que les anciennes (3 mg au lieu de 15 mg).

Les LEDs sont quant à elles exemptes de mercure mais nécessitent l’utilisation de terres rares.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Repérer l’origine de la surchauffe

Prédisposition du bâtiment à la surchauffe ?

En théorie

L’ensemble des apports thermiques ne contribue pas instantanément à l’élévation de la température ambiante d’un local.

Ainsi, par exemple, le flux solaire, est d’abord absorbé par les matériaux constituant le local. Ensuite, au fur et à mesure de l’accumulation, la capacité d’absorption des matériaux diminue. Au début, la chaleur réellement cédée au local est donc nettement inférieure aux apports instantanés par ensoleillement. La chaleur cédée au local augmente ensuite progressivement pour devenir maximale au bout d’un certain temps. Lorsque l’ensoleillement a cessé, toute la chaleur emmagasinée par les parois est progressivement restituée.

Plus le bâtiment aura une grande inertie thermique, c’est-à-dire une structure lourde, plus le maximum d’apports réels dus au soleil sera faible, et plus il sera retardé par rapport au flux instantané traversant le vitrage.

Comparaison entre la chaleur instantanée due à l’ensoleillement et la chaleur réellement restituée au local, pour des bâtiments à forte et faible inertie.

Exemple.

puissance calorifique maximum effectivement transmise à un local par une journée ensoleillée de juillet (en W/m² – vitrage simple clair)

Orientation	Puissance instantanée maximum transmise au travers du vitrage	Puissance maximum restituée au local
Orientation		Bâtiment léger	Bâtiment moyen	Bâtiment lourd
est	515	391	298	273
sud	187	182	151	143
ouest	515	396	309	288

En pratique

Les bâtiments à faible inertie thermique, c’est-à-dire légers, seront donc beaucoup plus sensibles aux surchauffes.

Bâtiment à forte inertie thermique ?

Bâtiment à faible inertie thermique ?

Exemple.

murs épais,
bâtiment moyennement vitré,
murs intérieurs lourds.

Exemple.

structure métallique,
vitrages importants,
cloisons intérieures légères,
faux plafonds,
sol recouvert de moquette ,
isolation par l’intérieur.

Une surchauffe est rare dans ce type de bâtiment. Il y a de fortes chances que ce soit l’installation de chauffage et sa régulation qui soient responsables du problème. La solution est souvent aisée.

Ce type de bâtiment est très sensible aux apports de chaleur, internes (ex : les personnes) ou externes (ex : le soleil). Il y fait vite froid en hiver et vite chaud en été. Il faudra analyser de près les solutions et jouer sur plusieurs facteurs simultanément. Il n’y a pas de solution miracle !

Circonstances d’apparition de la surchauffe

Si la surchauffe apparaît surtout en été, il faut passer en revue tous les apports de chaleur possibles (internes ou externes), pour en circonscrire les principaux.

Calculs

Pour comparer le poids relatif des différents apports de chaleur dans un local, accédez au calcul du bilan thermique d’été.

Si la surchauffe apparaît surtout durant la saison de chauffe, on soupçonne d’abord l’installation de chauffage de ne pas fonctionner adéquatement, soit parce qu’elle est mal conçue, soit parce qu’elle est mal régulée, notamment en fonction des apports de chaleur gratuits.

Pour affiner les recherches, nous vous proposons de passer en revue les différentes sources de surchauffe possibles :

Le soleil au travers des vitrages

L’énergie solaire transmise aux locaux par l’intermédiaire des vitrages peut entraîner la surchauffe de l’air par effet de serre.
Même sans cela, avec une température ambiante acceptable, le confort thermique des occupants peut être détérioré par le rayonnement direct du soleil et le rayonnement chaud du vitrage ensoleillé.

Les facteurs favorisant les apports solaires sont :

La taille et l’orientation des fenêtres

Voici la puissance calorifique transmise au travers d’un double vitrage clair en juin, par ciel serein :

Des fenêtres de grande taille auront un impact important sur la surchauffe si elles sont orientées :

> à l’est : les apports solaires sont maximum en matinée, parfois avant l’arrivée des occupants.

> au sud : les apports solaires sont plus importants en hiver, car le soleil est bas sur l’horizon. Cependant les apports d’été seront plus durement ressentis car ils s’ajoutent à une température de l’air plus importante.

> à l’ouest : les apports sont maximum en fin d’après-midi. Ce cas est le plus critique, car les apports importants dus à la faible hauteur du soleil se cumulent à la chaleur emmagasinée durant toute la journée.

Le facteur solaire du vitrage

Tous les vitrages ne laissent pas passer la même quantité de rayonnement solaire. Cette caractéristique se traduit par le facteur solaire du vitrage (FS). Plus le facteur solaire est élevé, plus le rayonnement pouvant traverser le vitrage est important.

Exemple.

vitrage simple clair : FS = 0,86
vitrage double clair : FS =0,76
vitrage réfléchissant : FS =de 0,10 à 0,63

Le soleil au travers de la toiture ?

Le rayonnement solaire frappe la surface de la toiture. Celle-ci s’échauffe progressivement. La chaleur ainsi accumulée est alors réémise en partie à l’intérieur du bâtiment, en partie à l’extérieur.

Pour les locaux situés sous une toiture, l’échauffement de celle-ci sous l’action du soleil, peut entraîner un apport important de chaleur si

la toiture a une structure légère et donc peu d’inertie thermique,
la toiture n’est pas isolée,
la toiture est recouverte d’un revêtement de couleur sombre.

Exemples.

Gains solaires transmis au travers d’une toiture plate ensoleillée.

Types de matériaux	Coefficient U	Couleur sombre	Couleur claire	Déphasage
Polystyrène (PS) 10 cm	0.33 W/m²K	9 W/m²	6 W/m²	1.7 h
Tôle d’acier 2 mm	4.61 W/m²K	121 W/m²	79 W/m²	0.2 h
Tôle d’acier 2 mm + PS 8 cm	0.41 W/m²K	11 W/m²	7 W/m²	2.9 h
Bois 2 cm + PS 8 cm	0.35 W/m²K	9 W/m²	6 W/m²	6.2 h
Béton 20 cm	3.41 W/m²K	68 W/m²	46 W/m²	7.2 h
Béton 20 cm + PS 6 cm	0.5 W/m²K	10 W/m²	7 W/m²	7.8 h

Les occupants ?

Alors qu’une occupation normale des locaux (par exemple 1 personne pour 15 m² de bureau) n’entraînera pas des apports excessifs, une densité d’occupation plus importante comme par exemple celle d’une salle de conférence, de réunion, de cours,… contribuera de façon significative à l’augmentation de la température ambiante.

La quantité de chaleur évacuée est fonction de l’individu et de son activité.

Le tableau suivant représente les gains internes dus aux occupants. Les valeurs sont données pour un homme adulte de taille moyenne. Ces valeurs peuvent être revues à la baisse pour une femme (- 20 %) et un enfant (- 20 à – 40 %).

Température de confort en fonction de l’activité.

Apports en chaleur sensible dus aux occupants en W/personne
Type d’activité	Température du local
Type d’activité	17°C	19°C	21°C	23°C	25°C	27°C	29°C
Assis au repos – salles de spectacle	93	86	79	73	67	59	45
Assis travail léger ou debout au repos – locaux scolaires	102	94	86	78	70	60	46
Assis, travail modéré – travail de bureau	109	100	90	82	72	61	46
Debout, travail léger – travail de montage – magasin, banque	119	108	95	84	73	61	48
Travail modéré – vendeur actif – marche réduite	143	117	103	89	75	63	48
Travail actif – marche – supermarchés	142	126	111	96	81	65	51
Travail intense – serveur très actif – salles de gymnastique	172	153	137	119	104	87	72
Travail pénible – marche rapide – effort de poussée	208	189	172	153	138	119	100

Les équipements ?

L’accumulation des équipements tels que ordinateurs, imprimantes, photocopieuses, machines à café,….(allumés en permanence), monitoring en tout genre dans les salles d’examen des hôpitaux peut à elle seule imposer un refroidissement. On peut considérer qu’un bureau devient fortement équipé lorsque chaque occupant possède son ordinateur et son imprimante ou plusieurs appareils médicaux de monitoring.

Les puissances liées à ces apports internes « gratuits » sont en première approximation de :

20 W/m² si occupants + éclairage général.
30 W/m² si occupants + éclairage + un PC par personne.
40 W/m² si occupants + éclairage + un PC et une imprimante laser par personne.

Évaluer

Pour évaluer la qualité énergétique des équipements de bureau.

L’éclairage artificiel ?

Un éclairage surabondant peut contribuer fortement aux surchauffes :

Si la puissance d’éclairage installée est importante. Dans certains immeubles, les anciennes installations peuvent atteindre une puissance de 25-30 W/m². La valeur que l’on peut atteindre dans les installations performantes est de l’ordre de 1,5 W/m²/100 Lux (dans des bureaux, cela correspond à 12 W/m²).
Si l’éclairage artificiel reste en permanence allumé durant la journée.

Évaluer

Pour évaluer la qualité énergétique de l’éclairage.

La ventilation ?

Lorsque la température extérieure diurne est plus élevée que la température intérieure, la ventilation des locaux augmente la charge thermique à éliminer. Il faut donc se limiter dans ce cas à assurer une ventilation hygiénique, soit par exemple 30 m³/h/personne dans un bureau.

Évaluer

Pour évaluer la qualité de la ventilation.

Le chauffage ?

En période de chauffe, une installation de chauffage correcte doit dispenser sa chaleur en fonction des besoins réels.
Un excédent par rapport à ceux-ci peut conduire à une surchauffe plus ou moins grande :

soit parce que les besoins ont diminué par suite d’apports de chaleur gratuits ou d’un réchauffement du climat et que la fourniture de chaleur ne s’est pas adaptée,
soit parce que le réglage hydraulique de l’installation est déficient,
soit la technologie des émetteurs est inadéquate au type d’occupation des locaux.

Circonscrire les recherches

Pour circonscrire les recherches, il convient d’examiner les circonstances dans lesquelles les surchauffes apparaissent :

Circonstances d’apparition de la surchauffe		Pistes
Dans tous les locaux alors que ceux-ci ont des orientations et des occupations différentes.		Mauvaise régulation centrale du chauffage.
Dans un ou quelques locaux et souvent liée à un manque de chaleur dans d’autres locaux.		Mauvais équilibrage de la distribution.
Liée à un mauvaise répartition des températures dans le local.		Technologie des émetteurs inadéquate.
Liée à l’apparition du soleil ou à la réunion de nombreuses personnes.		Piste 1 : régulation inadéquate. Piste 2 : technologie des émetteurs inadéquate. Piste 3 : apports gratuits trop importants. Si les deux premières pistes s’avèrent erronées (ex : présence de vannes thermostatiques et chauffage peu inerte), il est possible que les apports gratuits de chaleur (soleil, occupants) soient tels que la surchauffe persiste. Il faudra donc s’attacher à les limiter. Dans cette situation, la surchauffe se retrouvera inévitablement aussi en été.
Après une modification de la disposition ou de la taille des locaux.		Mauvais dimensionnement des émetteurs.
Après une modification du réseau de distribution du chauffage (ajout ou retrait d’un circuit de radiateurs sur une installation existante).		Mauvais équilibrage de la distribution
Accompagnée d’une fluctuation de la température intérieure.		Piste 1 : technologie des émetteurs inadéquate. Piste 2 : mauvaise régulation locale du chauffage. Piste 3 : mauvais dimensionnement des émetteurs.

L’absence de régulation en fonction des apports gratuits

Pour maintenir la température d’un local dans des limites acceptables, il est important que la puissance de chauffe émise dans ce dernier diminue lorsque des apports de chaleur gratuits apparaissent (soleil, personnes).

Exemple.

Par exemple, un local de bureau de 30 m² nécessite une puissance de chauffe maximum (par -10°C de température extérieure) de 1 000 W.
Le local est orienté au sud. Ayant peu d’inertie thermique, les apports solaires au travers des vitrages (6 m²) peuvent atteindre au mois de janvier 350 W/m² de vitrage ou 2 100 W. Si aucune régulation locale ne stoppe la fourniture de chaleur à ce moment, une surchauffe importante est inévitable.

Vanne thermostatique, sonde extérieure et sonde d’ensoleillement.

La régulation la plus souvent utilisée dans ce cas est la vanne thermostatique. Son rôle est de diminuer le débit d’eau chaude alimentant les émetteurs, en fonction des apports de chaleur externes ou internes, pour maintenir une température constante dans le local. La simple présence de telles vannes sur les émetteurs n’est cependant pas une garantie de fonctionnement correct. En effet celui-ci dépend d’une coopération des occupants, ce qui n’est pas une certitude dans des lieux publics !

La présence d’autres équipements dans l’installation de chauffage seront des indices permettant d’écarter l’hypothèse d’une absence de régulation en fonction des apports gratuits. Ainsi le réseau de distribution de chauffage peut être dissocié en fonction de l’orientation et de l’occupation des locaux. Une façade soumise à l’ensoleillement peut être équipée de son propre circuit de chauffage commandé par sa propre sonde extérieure associé éventuellement à une sonde d’ensoleillement.

Mauvais réglage de la régulation centrale

Une installation de chauffage est dimensionnée pour garantir le confort des occupants pour une température extérieure voisine de -10°C. Cette température n’est en fait atteinte que très rarement durant la saison de chauffe. La température moyenne régnant durant celle-ci est plutôt proche de 5°C.

La régulation de l’installation a donc pour objectif de diminuer la puissance de chauffe pour que la fourniture de chaleur corresponde aux besoins réels. Cette régulation est souvent réalisée à un niveau central, en modifiant la température de l’eau distribuée

soit au niveau de la chaudière,
soit au niveau des circuits de distribution.

Variation de puissance d’un radiateur avec la variation de sa température d’eau.

Si la surchauffe se fait ressentir un peu partout dans le bâtiment, sans circonstance particulière (comme l’ensoleillement), on peut soupçonner que la température de l’eau qui alimente les émetteurs soit trop élevée, suite à :

une défectuosité de la sonde de température extérieure,
une courbe de chauffe trop élevée,
une erreur de programmation des horaires ou des températures de consigne.

Si l’installation de chauffage est en outre équipée d’une régulation locale, telle que vannes thermostatiques, l’effet d’une température d’eau trop élevée sera diminué.

Le déséquilibre de l’installation

Un réseau de distribution de chauffage est dit équilibré lorsque la perte de charge du circuit hydraulique conduisant à chaque émetteur est identique.

Réseau de distribution équilibré :
la résistance hydraulique de chaque branche est identique.

Un des circuits présentant une résistance hydraulique moindre aura tendance à court-circuiter une partie du débit, privant les autres circuits. Il est dès lors possible que le débit nécessaire ne soit pas atteint dans certains corps de chauffe, la température ambiante souhaitée n’est alors pas obtenue. Le réseau de distribution est hydrauliquement déséquilibré.

Réseau de distribution déséquilibré :
le premier radiateur court-circuite la majorité du débit.

La tendance souvent remarquée dans cette situation est d’augmenter la consigne de température (au niveau de la courbe de chauffe ou du thermostat d’ambiance) pour assurer le confort dans le local le plus froid. Il est résultera une surchauffe dans les locaux jusqu’alors correctement chauffés.

Pour repérer un déséquilibre, on peut sentir la répartition des températures dans les radiateurs : un radiateur chaud dans sa partie supérieure, mais froid dans sa partie inférieure présente un débit d’alimentation insuffisant (au contraire, une partie supérieure froide traduit une présence d’air à purger).

Détecter la mauvaise irrigation d’un radiateur.

Un déséquilibre hydraulique chronique dans une installation, par exemple dans une installation neuve, est le résultat d’une installation mal dimensionnée ou mal réglée lors de sa mise en route.

Par contre, un déséquilibre peut apparaître subitement, à la suite de :

l’embouage d’une partie de l’installation ou le blocage d’un élément par des boues,
l’extension des circuits par des piquages sur les circuits existants,
le placement de vannes thermostatiques sur une partie seulement de l’installation, ayant pour conséquence l’augmentation des pertes de charge dans une partie du circuit,
la modification de la régulation (exemple : le placement d’un optimiseur) qui peut entraîner des interférences entre les circuits et un mauvais fonctionnement des vannes mélangeuses lorsque l’installation ne possède pas de collecteur bouclé.

La technologie des émetteurs

Certains types d’émetteurs seront plus susceptibles de conduire à des surchauffes :

les émetteurs très peu inertes tels que les convecteurs dynamiques,
les émetteurs très inertes tels que le chauffage par le sol.

Émetteurs peu inertes

Les convecteurs très peu inertes chauffent l’ambiance uniquement par convection.

Chaque demande de chauffage (généralement commandée par une sonde d’ambiance) entraîne une montée en température très rapide de l’air ambiant.

Inversement, la chute de la température sera rapide dès la commande d’arrêt du thermostat.

Cette situation conduit à des fluctuations de température (alternance de périodes fort chaudes et fort froides) qui sont d’autant plus importantes que

La puissance de l’émetteur est surdimensionnée par rapport aux besoins réels.
Le différentiel du thermostat (différence de température commandant l’enclenchement et le déclenchement de l’appareil) est grand.

Émetteurs inertes

Les émetteurs très inertes, c’est-à-dire comportant une masse chaude très importante (dalle pour le chauffage par le sol, grand volume d’eau et fonte pour certains radiateurs), ne peuvent diminuer suffisamment rapidement leur puissance d’émission lorsque des apports gratuits importants apparaissent (ensoleillement, occupants).

Exemple : le chauffage par le sol. La chaleur y est véhiculée par de l’eau à une température de 40 à 50°C. Par la circulation de cette eau, c’est l’entièreté de la masse du sol (dalle de béton, carrelage) qui est portée à température et qui rayonne sa chaleur vers l’ambiance, avec une température moyenne de surface variant entre 24° C et 29°C. Lorsque le soleil apparaît dans le local, il est impossible de refroidir immédiatement cette masse. La température dans le local va donc augmenter. Heureusement, l’émission de chaleur s’arrêtera automatiquement lorsque la température de l’air ambiant aura atteint la température de surface du sol. Cependant la masse du sol étant déjà chaude, sa capacité d’absorber une partie du rayonnement solaire incident est fortement amoindrie. L’impact direct du soleil sur la température ambiante en sera donc plus important.

Le surdimensionnement des émetteurs

Lorsque l’installation de chauffage est régulée de façon centrale (par exemple en fonction de la température extérieure ou en fonction d’un thermostat d’ambiance situé dans un local témoin), un confort identique sera atteint dans tous les locaux si les émetteurs possèdent un degré de surdimensionnement semblable par rapport aux besoins.

Exemples. Les radiateurs d’un bâtiment ont été dimensionnés suivant la méthode erronée des cubages. Lorsque le confort est atteint dans les locaux en bout d’aile ayant deux ou trois murs extérieurs, les locaux centraux, ayant une paroi extérieure seront surchauffés. De même, un changement de répartition des locaux, par déplacement des cloisons, peut entraîner une surpuissance de chauffage dans certains et un manque de puissance dans d’autres.

De plus, des émetteurs trop puissants permettent une montée rapide en température de l’air ambiant. S’ils sont régulés en fonction des conditions intérieures (vannes thermostatiques, sonde d’ambiance), leur temps d’action est donc très court et les fluctuations importantes (d’autant plus s’ils sont peu inertes).

Découvrez cet exemple de bâtiment dont les problèmes de surchauffage ont été pris en compte : la Maison de Repos et de Soins du CPAS de Tournai.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Identifier une surchauffe liée à l’installation de chauffage

En période de chauffe, une installation de chauffage correcte doit dispenser sa chaleur en fonction des besoins réels. Par exemple, si des apports de chaleur gratuits se manifestent, la pleine puissance du chauffage n’est plus nécessaire. Il faut donc veiller à ce qu’elle soit réduite en conséquence.

Un excédent de puissance par rapport aux besoins conduit inévitablement à une surchauffe source d’inconfort mais aussi de surconsommation. Il est difficile de chiffrer cette dernière. Elle n’est en tous cas nullement négligeable. Pour s’en convaincre, on peut retenir l’ordre de grandeur suivant :

dans un local dont la température de consigne est de 20°C,

un degré de trop = 7 .. 8 % de surconsommation !

Il est donc important de combattre toute surchauffe et d’éliminer la régulation par ouverture des fenêtres courante dans les institutions tertiaires.

En période de chauffe, on peut rechercher les causes de surchauffe imputables directement ou indirectement à l’installation de chauffage au niveau :

Évaluer	La distribution.
Évaluer	Les corps de chauffe.
Évaluer	La régulation.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Envisager le financement par un tiers investisseur

Principe du tiers investisseur

A priori, un tiers investisseur réalise le projet de rénovation à la place du gestionnaire et lui promet de se faire rembourser via les économies générées. Après 5 ans (par exemple), l’investissement est remboursé et les nouvelles économies sont au bénéfice du gestionnaire.
Voici les modalités décrites par un tiers – investisseur du marché :

« Le tiers investisseur prend en charge la gestion technique, administrative et financière de toutes les phases d’un programme d’investissement.
Le tiers investisseur n’exerce aucune activité de fourniture de matériels, d’équipements, de biens consommables ou de main d’œuvre, ces activités sont obligatoirement sous-traitées par le tiers investisseur aux entreprises existantes du secteur. Sur base d’un cahier de charges, le tiers investisseur lance auprès des sous-traitants des appels d’offres afin de faire jouer les règles de la concurrence.
Dans un projet, le suivi des performances, la détermination des valeurs réalisées et, le cas échéant, l’identification des interventions correctrices relèvent de la responsabilité du tiers investisseur.
Le financement intégral du programme d’investissement est pris en charge par le tiers investisseur. Ce financement comprend :
- le coût des études et des services d’ingénierie nécessaires,
- les factures de tous les entrepreneurs et sous-traitants travaillant sur le projet,
- les frais relatifs au financement intercalaire,
- les honoraires du tiers investisseur ».

Avantages

Ce système est attractif !

Ainsi, si votre bâtiment est particulièrement consommateur d’énergie (avec une chaudière sur laquelle on viendrait cuire un œuf tellement son isolation est mauvaise, par exemple !), mais que vous ne disposez pas d’argent pour rénover, un investisseur extérieur fait les travaux pour vous, se paye grâce aux économies réalisées et « vous rend » votre installation 5 ans plus tard.

Voici ce qu’annonce un tiers investisseur du marché :

« Le remboursement du Coût Total de Réalisation du Projet (C.T.R.P.) augmenté des frais de financement s’effectue proportionnellement aux performances réalisées, avec la garantie d’un temps de remboursement maximum fixé. Ainsi, le Client cesse d’être débiteur des sommes correspondant aux performances réalisées dès le remboursement du programme et au plus tard à l’échéance de la durée maximale de remboursement prévue par contrat, même si le coût total du programme n’est pas intégralement remboursé.
Le budget du programme d’investissement, hors intérêts intercalaires, est arrêté à un montant maximum garanti par le tiers investisseur. Tout dépassement de ce budget est intégralement supporté par le tiers investisseur.
Le financement du programme d’investissement n’entraîne ni gage sur les équipements, ni aucune restriction quant au transfert de propriété de ceux-ci au Client. Le Client devient propriétaire des constructions, des installations ou des équipements au fur et à mesure de la mise en œuvre des matériaux et de leur incorporation au sol ou à l’ouvrage en construction ».

Organisation pratique

Voici les modalités décrites par un tiers investisseur du marché :

Le tiers investisseur assume le rôle de Maître de l’Ouvrage délégué, en ce compris la représentation et la défense des intérêts du Client dans les relations avec l’architecte et les entrepreneurs.
La gestion des achats, y compris les comparatifs des fournisseurs, les discussions des prix et le paiement des fournisseurs, relève de la responsabilité du tiers investisseur.
Les états d’avancement des travaux et l’évolution des frais engagés sont présentés régulièrement au Client.
L’étude économique et financière du projet est réalisée par le tiers investisseur.
Le montage financier et la mise à disposition des fonds. ce qui entraîne une grande vitesse de réaction et une souplesse dans l’approche des données.
La transparence totale des coûts et le travail à livre ouvert. À tout moment, le Client connaît le détail des frais engagés.
Le remboursement est liée à la performance et aux économies effectivement obtenues.
La fin des paiements est acquise par le Client dès qu’une des limites suivantes est atteinte :
- remboursement complet du Coût Total de Réalisation du Projet,
- fin de la durée maximale de remboursement prévue par le contrat.
Dans le deuxième cas, le solde éventuellement restant dû – si la performance était insuffisante – est à charge du tiers investisseur.
La possibilité est offerte au Client de rembourser à tout moment l’investissement ou le solde restant dû sans indemnité de remploi; ceci permet au Client d’économiser des frais financiers s’il possède les fonds nécessaires.
Le tiers investisseur offre à son Client les garanties d’un entrepreneur enregistré.

Inconvénients

Il n’y a pas de miracles !… Le tiers investisseur est une société qui doit vivre comme tout le monde et donc l’ensemble des services offerts doivent être remboursés, y compris les intérêts bancaires, y compris le risque lié à leurs engagements…

Tout le service de gestion proposé doit également être financé…

De plus, vu le prix actuel de l’énergie, l’idée que l’investissement va être remboursé sur quelques années d’économies d’énergie est difficile à vérifier dans la pratique… Aussi, le tiers investisseur propose un remboursement mensuel complémentaire. Prenons un exemple simple à euros constants :

L’investissement est de 375 000 € (intérêts inclus) et l’économie d’énergie prévue est de 50 000 €/an : un complément mensuel de l’ordre de 2000 €/mois sera demandé afin que tout soit remboursé en 5 ans (5 x 50 000 + 5 x 12 x 2000).

En pratique, le gestionnaire payera environ 6000 €/mois au tiers investisseur : 4000 € économisés sur l’énergie et 2000 € de « loyer ».

L’engagement du tiers investisseur porte sur l’évaluation du potentiel d’économie : il garantit que l’économie sera bien de 4000 €/mois, minimum. Sans quoi, il paye la différence.

Alors que se passe-t-il lorsque l’hiver est particulièrement froid ? L’économie d’énergie risque d’être réduite à peu de choses… Que rembourser ? Le tiers investisseur a prévu le coup et va estimer, par une règle de trois calculée sur base des degrés-jours du lieu ( = « du froid qu’il a fait »), ce qu’on aurait du consommer si on avait toujours l’ancienne installation ! Et il demandera de le payer sur base de la différence !

On le voit, il faut bien se mettre d’accord sur la manière d’évaluer les consommations (mesure de la consommation réelle et évaluation de la consommation ramenée à une année climatique moyenne). De même qu’il est utile de réfléchir à l’avance aux conséquences d’une modification des consommations prévisibles dans les prochaines années (augmentation du personnel, construction d’une annexe, achat d’équipements, …).
La phrase inscrite dans les « principes » du tiers investisseur prend à présent une autre signification :

« Dans un projet, le suivi des performances, la détermination des valeurs réalisées et, le cas échéant, l’identification des interventions correctrices, relèvent de la responsabilité du tiers investisseur ».

On comprend que pour le tiers investisseur la mission est délicate : il n’est pas gestionnaire du bâtiment et pourrait se voir injustement pénalisé si vous laissez vos fenêtres ouvertes…

Mais que l’arbre ne cache pas la forêt ! Si le contrat est clair et prévoit une évaluation précise et acceptée par chaque partie, chacun aura intérêt à réussir, ce qui est gage de réussite !

Un exemple

Nous avons suivi le cas d’un home pour enfants du Brabant Wallon où plusieurs bâtiments (répartis sur 7 ha) étaient alimentés par une boucle d’eau chaude enterrée. Selon nos estimations, 30 % de l’énergie étaient perdus par la longue boucle, mal isolée. De plus, des fuites étaient régulièrement réparées, à grands frais…

Le principe de la boucle était peu souple (besoins des bâtiments en chauffage très variables…). Et le coût de rénovation de la boucle semblait exorbitant. Le conseil d’administration aurait difficilement accepté un tel investissement…

Un tiers investisseur a dès lors proposé de construire 7 petites chaufferies (une par pavillon). L’investissement a été remboursé moitié par les économies (les 30 % se sont révélés exacts !), moitié par une indemnité mensuelle jugée acceptable par la direction. Celle-ci a par ailleurs apprécié que le tiers investisseur soit responsable du suivi technique du projet (réalisation du cahier des charges et suivi des travaux), comme garantie de bonne fin pour les deux partenaires !

Cinq ans plus tard, le home disposait d’une installation remise à neuf, et des économies énergétiques non négligeables. Sans compter la suppression de l’incertitude liée à une rupture éventuelle de la boucle en plein hiver… !

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Améliorer l’étanchéité à l’air

Impact de l’étanchéité à l’air

Toute infiltration d’air génère une consommation supplémentaire de chaleur en hiver, de froid en été. Elle peut être estimée en considérant qu’elle augmente la consommation liée au taux d’air neuf du bâtiment. En plus de son impact sur la consommation énergétique, l’étanchéité à l’air peut être responsable d’autres désagréments tels qu’une réduction de l’isolation acoustique, une détérioration des performances hygrothermiques des matériaux isolants ou encore l’apparition de courants d’air près des fuites.

Améliorer l’étanchéité au niveau des parties courantes des parois

Au niveau des parties courantes des parois délimitant le volume protégé, toute fissure doit être colmatée.
Les matériaux poreux utilisés en construction (briques, blocs de béton, laines minérales, …), s’ils ne sont pas enduits, sont perméables à l’air.
De plus, il arrive que les joints des maçonneries ne soient pas correctement réalisés : les joints verticaux sont partiellement remplis mais ce défaut est camouflé par rejointoyage augmentant encore la perméabilité de l’ensemble de la maçonnerie. À titre d’exemple, des mesures d’étanchéité sur des maisons en murs creux en blocs de béton non plafonnés sont donné des débits d’environ 0.5 m³/(h.m²).

Pour améliorer l’étanchéité à l’air de l’enveloppe, ces matériaux doivent être protégés d’une couche étanche à l’air : un enduit (cimentage ou plafonnage), des plaques de plâtres enrobées correctement rejointoyées. Une couche de peinture épaisse et filmogène peut aussi convenir. Une fois traités, les valeurs de débit à 50 Pa varient de 0 à 1.3 m³/(h.m²) en fonction du type et de la qualité de traitement, avec une moyenne de 0.3 m³/(h.m²) (moyenne sur 89 mesures faites par 8 auteurs différents)((Projet AirPath50 – Martin Prignon & Geoffrey Van Moeseke)).

Exemple.

Suite à une mesure de pressurisation sur un bâtiment en blocs non enduits et donc peu étanche, on a obtenu un n₅₀ = 10/heure. L’application d’une couche de peinture épaisse sur les blocs a réduit le n₅₀ à 1/heure.

Remarque : un pare-vapeur est plus ou moins étanche à la vapeur d’eau suivant sa nature, mais est également à l’air.

Améliorer l’étanchéité aux raccords des éléments de façade ou au niveau des percements

Les jonctions telles que les raccords entre les éléments de la construction (façade/toiture, façade/plancher au niveau de la plinthe, …) ou les percements (passage de conduite, baie vitrée, portes, caisson de volet, boîtiers électriques, …) sont toujours des points délicats. On doit vérifier la parfaite jonction du raccord entre les différents éléments de construction ou entre la paroi et le percement dès que ce dernier touche la ou les couche(s) de la façade qui assure l’étanchéité à l’air. Si cette jonction présente des espaces, il faut les colmater.

Améliorer l’étanchéité du raccord mur-châssis

Avec les châssis anciens, le joint entre le châssis et la maçonnerie était habituellement réalisé au moyen d’un mortier au ciment, souvent fendillé avec le temps et donc insuffisamment étanche.
On peut réfectionner ce joint. On procède en 4 étapes :

On dégage le joint existant (mortier ou mastic), y compris l’éventuel fond de joint.
On nettoie et on dégraisse les lèvres du joint.
On réalise un fond de joint (pour autant que l’espace vide soit suffisant), par exemple, en plaçant un préformé de bourrage à cellules fermées.
Dans le cas d’un mur plein, il est conseillé de créer une chambre de décompression entre le resserrage extérieur avec le gros œuvre et le resserrage intérieur.
L’injection de mousse de polyuréthane n’est pas conseillée car, de par son caractère expansif, peu provoquer des dégâts (arrachement, …).
On applique sur ce fond de joint un mastique élastique (exemple : mastic silicone) en veillant à assurer un bon contact entre les lèvres.

Améliorer l’étanchéité des châssis

Remarque : dans ce paragraphe, l’étanchéité à l’eau a été traitée en même temps que l’étanchéité à l’air ces deux-ci étant difficilement dissociables.

Une mauvaise étanchéité des châssis peut être due à :

Une classe de résistance à l’air et à l’eau du châssis insuffisante par rapport aux solicitations :

En effet, le STS définit des niveaux de performance d’étanchéité à l’eau (PE2, PE3, PE4, PEE ) et à l’air ( PA2, PA2B, PA3 ) des châssis à atteindre en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol.
S’il s’agit de châssis standards ces niveaux de performance sont signalés par l’agrément technique.

Hauteur par rapport au sol

Perméabilité à l’air

Étanchéité à l’eau

0 à 10 m

10 à 18 m

18 à 25 m

25 à 50 m

> 50 m

PA2B (1) (3)

PA2B (3)

PA3

PE2 (2)

PE3

PE4

PEE

(1) Si il n’y a pas d’exigence particulière du point de vue thermique et/ou acoustique, on se contentera d’un niveau PA2.
(2) Si le bâtiment a une exposition sévère (digue de mer), on prend un châssis de résistance PE3, et on le signale dans le cahier spécial des charges.
(3) Si on est en présence de locaux avec air conditionné, un niveau PA3 s’avèrera nécessaire.

Si les performances des menuiseries sont inadaptées à l’exposition et à la hauteur par rapport au sol, il n’est pas toujours possible d’y apporter les améliorations nécessaires (ajout d’une barrière d’étanchéité, modification du profil…).
Dans ce cas, seul un remplacement du châssis peut être envisagé.

Concevoir

Pour en savoir plus sur le choix des châssis.

Une mauvaise étanchéité entre dormant et ouvrant

Un mauvais fonctionnement de la double ou triple barrière d’étanchéité :
Remarque : des infiltrations d’eau et d’air sont inévitables malgré un bon dispositif d’étanchéité dans certains types d’ouvrants, au sein desquels l’interruption des joints d’étanchéité au droit des charnières est obligatoire.

Concevoir

Pour connaître les risques d’infiltration en fonction du type d’ouvrant.

Dans les anciens châssis, la forme des profilé ménageant une ou deux frappes constituait l’unique dispositif de joint entre dormant et ouvrant.
Dans ce cas et en cas de problème d’étanchéité, il est possible de réaliser un joint souple sur la frappe la plus intérieure de l’ouvrant, soit en mousse compressible, soit en mastic silicone épousant la forme des châssis.
Dans les châssis plus récents en bois, on peut ajouter également un tel type de joint sur la deuxième ou la troisième frappe.
Les fuites d’étanchéité peuvent être dues au vieillissement du préformé, dans ce cas, celui-ci doit être remplacé.
Remarque : lors de l’entretien des châssis en bois, le traitement du bois ne doit pas recouvrir le préformé, sinon ce dernier est rendu inefficace.
Il est indispensable de souder ou de recoller les joints d’étanchéité présentant une discontinuité dans les angles. En effet, la continuité du joint dans ces zones est particulièrement délicate : le joint peut facilement se défaire à cet endroit.
Dans tous les cas, il faut que le joint soit continu et reste dans un même plan sur tout le pourtour de l’ouvrant.

Un mauvais drainage

Le drainage de la chambre de décompression peut s’avérer insuffisant. Des conduits de drainages peuvent être rajoutés dans le dormant.
On veillera à réaliser des conduits d’inclinaison et de diamètres identiques à ceux existants. Normalement, les conduits seront situés près des angles et équidistants de +/- 50 cm.

Un mauvais réglage ou/et entretien des quincailleries.

Un bon réglage des quincailleries permet d’assurer un écrasement du préformé de -/+ 2 mm et garantit ainsi un bon fonctionnement de la barrière d’étanchéité.

Une déformation excessive du châssis lors de sa manipulation ou par la dilatation thermique.

Cette déformation engendre principalement un défaut d’étanchéité entre le dormant et l’ouvrant car ailleurs (c.-à-d.. entre la maçonnerie et le châssis et entre le châssis et la vitre), les joints sont extensibles.
On améliore la raideur du châssis en rapportant des profilés à la face intérieure ou extérieure.

Une mauvaise étanchéité entre le cadre et le vitrage

Dans les anciens châssis, un mastic durci et non élastique, posé généralement du côté extérieur, assurait la fixation du vitrage dans son cadre. Des petits clous assuraient la stabilité du vitrage en attendant la pose du mastic.
Les anciens mastics doivent être remplacés par des mastics souples après nettoyage et retraitement des châssis. On peut également d’abord rajouter des parecloses.
Pour les châssis récents en bois, on vérifie et éventuellement on remplace les joints, les parcloses, et l’emplacement des cales.
Pour les châssis PVC, aluminium ou polyuréthane, le joint autour des vitrages est généralement colmaté à l’aide d’un préformé d’étanchéité en néoprène, par exemple. Il doit être vérifié et remplacé s’il est abîmé.
Si on constate une insuffisance de drainage de la feuillure, on peut ajouter des conduits de drainage. L’opération est plus délicate que celle d’ajouter des conduits de drainage à la chambre de décompression car elle se fait dans l’ouvrant du châssis et toute erreur de disposition peut entraîner des infiltrations d’eau de rejet en aval de l’étanchéité à l’air du profilé.

Si le vitrage est remplacé, il faut prévoir un nouveau type de joint et vérifier la présence de drainage de la feuillure.

Une mauvaise étanchéité des assemblages

Les assemblages peuvent être rendus étanches par des injections de mastic fluide ou de colle.

Améliorer l’étanchéité au niveau des ouvertures

Les halls d’entrée sans sas

L’air conditionné en été et l’air chauffé en hiver s’échappent joyeusement… ! Le coût généré par cette fuite est variable en fonction de la durée d’ouverture.

À titre de repère, un trou permanent d’1 m² dans une enveloppe (vitre brisée, par exemple) génère un passage d’air à la vitesse moyenne de 1 m/s. Ce m³ qui s’échappe par seconde va entraîner une consommation hivernale de :

1 [m³/s] x 3 600 [s/h] x 5 800 [h/saison chauffe] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°) / 1 000 = 63 000 [kWh/an]

où :

15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »,
6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique,
0,34 Wh/m³xK est la capacité thermique de l’air.

Soit un équivalent de +/- 2 500 € par an et par m² d’ouverture permanente, si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,375 €/litre.

Une solution consiste à créer un sas avec doubles portes ouvrantes automatiques, ou avec porte tournante, thermiquement plus efficace mais plus contraignante à l’usage.

Solution minimale : le ferme-porte automatique.

Cas particulier des bâtiments climatisés

Ce problème est moins important dans les bâtiments conditionnés dès leur origine : des châssis étanches, voire fixes, auront été prévus.

De plus, les locaux sont souvent maintenus en surpression (débit de pulsion > débit d’extraction) : l’air extérieur ne peut pénétrer et les courants d’air sont exclus.

Quelques cas particuliers sont cependant à prendre en considération :

Les halls d’entrée sans sas

L’air conditionné (et donc coûteux…) s’échappe joyeusement ! Le coût généré par cette fuite est variable en fonction de la durée d’ouverture.

A titre de repère, un trou permanent d’1 m² dans une enveloppe (vitre brisée, par exemple) génère un passage d’air à la vitesse moyenne de 1 m/s. Ce m³ qui s’échappe par seconde va entraîner une consommation hivernale de :

1 [m³/s] x 3 600 [s/h] x 5 800 [h/saison chauffe] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°) / 1 000 = 63 000 [kWh/an]

où :

15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »,
6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique,
0,34 Wh/m³.K est la capacité thermique de l’air.

Soit un équivalent de +/- 2500 € par an et par m² d’ouverture permanente, si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,375 €/litre.

Une solution consiste à créer un sas avec doubles portes ouvrantes automatiques, ou avec porte tournante, thermiquement plus efficace mais plus contraignante à l’usage.

Les climatiseurs mobiles

Il arrive qu’un climatiseur de local soit installé dans l’urgence !
Pour évacuer la chaleur au condenseur, une solution peu onéreuse consiste faire passer soit le manchon d’air, soit les conduits de fluide frigorigène, par un coin de la fenêtre… qui de ce fait reste entrouverte !

En été, comme un serpent qui se mort la queue, la climatisation se fatigue à refroidir l’air chaud … dont elle a favorisé l’entrée !

Les bâtiments partiellement conditionnés

Un bloc opératoire d’un hôpital, une salle de conférence d’un immeuble de bureaux, … sont parfois des zones climatisées distinctement. L’étanchéité de cette zone par rapport au reste du bâtiment est nécessaire pour limiter les consommations.

Exemple.

Dans un centre hospitalier de Mouscron, seul le quartier opératoire était conditionné et mis en surpression. En pratique, cette surpression n’était pas atteinte puisque les couloirs communiquaient avec le restant de l’hôpital. Le responsable technique a fait placer des portes automatiques coulissantes (du type entrée de grand magasin) afin d’améliorer l’étanchéité de la zone et de diminuer les consommations.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Vanne thermostatique, série 1

Les affiches ci-dessous (financées par la Région wallonne) peuvent être utilisée dans le cadre d’une campagne de sensibilisation que vous souhaiteriez réaliser dans votre bâtiment. Un plus grand format est accessible en cliquant sur les réductions ci-dessous. Il vous est possible de les imprimer directement sur votre imprimante.

Cet usage est limité à une utilisation interne à votre établissement. En aucun cas, une exploitation commerciale ne peut en être faite.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique des corps de chauffe

Évaluer l'efficacité énergétique des corps de chauffe

Pertes directes vers l’extérieur

Lorsqu’un émetteur est disposé le long d’une paroi extérieure (radiateur ou convecteur placé en allège, plancher chauffant au dessus d’un local non chauffé ou du sol), les pertes de chaleur augmentent au travers de cette paroi.

Pour un radiateur

La température au dos d’un radiateur est nettement plus élevée que le long des autres parois. Si ce radiateur est disposé le long d’une paroi extérieure, cela augmente donc les pertes de chaleur.

Exemple.

On pourrait montrer que la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur a doublé localement par la présence du radiateur.

Sans radiateur, une allège composée d’un mur plein de 24 cm (ancienne construction) perd sur la saison de chauffe :

2,6 [W/m²K] x 1 [m²] x (15 [°C] – 6 [°C]) x 5 800 [h/an] / 0,7 = 193,8 [kWh/an]

où :

2,6 [W/m²K] = le coefficient de transmission thermique (U ou k) du mur de brique non isolé
15 [°C] = température moyenne intérieure durant la saison de chauffe
6 [°C] = température moyenne extérieure durant la saison de chauffe (région de Mons)
5 800 [h/an] = durée de la saison de chauffe (du 15 mai au 15 septembre)
0,7 = le rendement global de l’installation de chauffage existante

Avec la présence du radiateur, chaque m² d’allège au dos de celui-ci perdra le double d’énergie, soit :

387,6 [kWh/an] ou 39 [litres fuel ou m³ gaz / an]

Radiateur en alcôve.

Les pertes au dos des radiateurs sont renforcées si :

le radiateur est logé en alcôve et muni d’une grille de protection,
le radiateur est placé devant un vitrage (simple qui plus est).

Radiateur devant une allège vitrée.

Des études menées par le GREC (Groupe de recherche sur les émetteurs de Chaleur) en France ont montré que les pertes au dos des radiateurs placés sur une paroi extérieure varient en fonction du degré d’isolation de celle-ci, de 1,2 à 10 % de la chaleur émise.

Le même radiateur devant une allège en bois, après remplacement des châssis.

Pour un convecteur

Dans le cas d’un convecteur, les pertes en allège sont généralement moindres, du fait de l’absence de rayonnement vers la paroi (l’émission de chaleur se fait à 92 .. 96 % par convection).

Le GREC site des pourcentages de perte allant de 1 à 3 % de la chaleur émise.

Pour un plancher chauffant

Un chauffage par le sol émet sa chaleur tant par sa surface supérieure que sa surface inférieure.

Cette dernière doit donc être la plus isolée possible pour limiter les pertes vers le sol, vers les vides ventilés ou les caves.

On peut estimer que la perte de chaleur vers une cave, d’un chauffage par le sol est de l’ordre de .. 15 % .. avec une épaisseur d’isolant de 5 cm, de .. 9 % .. avec une épaisseur d’isolant de 10 cm.

Calculs	Pour estimer la perte d’un chauffage par le sol situé au-dessus d’une cave, en fonction du degré d’isolation.
Améliorer	Isoler les allèges derrière les radiateurs.

Pertes par stratification

Lorsque tout ou une partie de la chaleur est transmise par convection, c’est-à-dire par de l’air chaud, apparaît une stratification des température source de pertes.

En effet, l’air chaud montant, il stagnera en partie haute du local et pour obtenir une température de confort voulue dans la zone d’occupation, la température moyenne de l’air de l’ensemble du local sera plus élevé

Exemple.

Les radiateurs émettent 70 % de leur chaleur par convection, les convecteurs, 92 .. 96 % et les planchers chauffants, 20 .. 30 %.

On observe un gradient vertical de :

pour les radiateurs : 0°C/m (bâtiments très bien isolés) à 0,8°C/m (bâtiments anciens),
pour les convecteurs : 0,5°C/m (bâtiments très bien isolés) à 1,2°C/m (bâtiments anciens),
pour les planchers chauffants : 0°C/m (pour tout type de bâtiment).

Ce gradient n’a guère d’influence sur la consommation des locaux de taille courante (hauteur sous plafond de 2,5 .. 3 m). Il n’en va pas de même pour les locaux de plus grande hauteur.

Exemple de stratification des températures avec un chauffage par radiateur et un chauffage par convecteur (source : « Les émetteurs de chaleur » du Groupe de Recherche sur les Émetteurs de Chaleur de l’ADEME).

Dans ce cas, la stratification augmente la température moyenne de la pièce pour un même confort au niveau des occupants et augmente fortement la température sous le plafond et donc les pertes si celui-ci est en contact avec l’extérieur.

Améliorer

Diminuer la température de l’eau.

Pertes par augmentation de la température ambiante

Le confort thermique des occupants dépend non seulement de la température de l’air ambiant mais aussi de la température de surface des parois qui les entourent (le corps humain perd en partie sa chaleur par rayonnement vers les parois).

On peut estimer que la température réelle de confort est la moyenne entre la température des parois et la température de l’air.

Plus les parois ont une température de surface élevée, moins la température de l’air devra être élevée pour un même confort. Cela est favorable à la diminution des consommations.

En ce sens, les radiateurs et surtout les planchers chauffants sont énergétiquement avantageux, car présentant des surfaces chaudes importantes, ils permettent une température de consigne intérieure moindre, surtout dans des bâtiments mal isolés.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Déjouer les blocages institutionnels

Se centrer sur ses objectifs relatifs à l’URE et tenter d’obtenir les réponses de chaque service cloisonné. Jouer le rôle d’interface : faire passer une information d’un service vers l’autre.

Surtout, il faut rencontrer les différentes personnes et ne pas se décourager devant ce cloisonnement que l’on rencontre dans la plupart des organisations du pays.

Vos interlocuteurs sont tout aussi logiques que vous. Mais leur raisonnement n’est pas basé sur les mêmes critères que les vôtres.

Pour être plus performant dans la recherche des actions à mener et des arguments à utiliser, le responsable énergie peut utiliser un tableau d’analyse présenté ci-dessous, appelé « tableau d’analyse stratégique » et inspiré des thèses de M. CROZIER.

	Acteur 1	Acteur 2	…
Objectifs
Enjeux
Contraintes
Ressources
Comportements habituels

Le tableau doit être rempli en tenant compte de la vision de l’acteur repris en haut de colonne et pas de celui qui fait l’analyse.

Remplir ce tableau permet d’avoir une vue générale de la situation. On se rend souvent compte alors que les acteurs ont des vues très divergentes sur la même chose : c’est souvent une indication que le tableau est bien rempli. En effet, il s’agit ici de mettre à plat la réalité telle qu’un acteur plus ou moins objectif peut la percevoir et surtout pas telle qu’elle devrait être.

Les objectifs désignent les buts que l’acteur énonce facilement et qu’il poursuit dans la situation. Par exemple, les objectifs d’un responsable énergie dans un contexte de modification des installations peuvent être une régulation efficace, un fonctionnement homogène, augmenter le confort des utilisateurs, diminuer la facture énergétique, …

Les enjeux sont aussi des objectifs, mais qu’on énonce moins souvent. Ce sont les conséquences positives ou négatives de la situation présente ou projetée. Par exemple, si nous reprenons la situation déjà évoquée plus haut, les enjeux du responsable énergie peuvent être : se rendre crédible comme responsable énergie, avoir plus d’autonomie pour ses prochains projets URE, …

Les ressources désignent tout ce que l’acteur pense être à sa disposition pour atteindre les objectifs qu’il se fixe. Pour le responsable énergie, cela peut être sa formation, son expertise si elle est reconnue, des règlements (par exemple, les températures de consigne), les bonnes relations qu’il a avec un décideur ou avec les utilisateurs et donc toutes les informations qu’il possède grâce à eux.

Les contraintes, ce sont les obstacles que l’acteur perçoit à la réalisation de ses objectifs. Par exemple, le responsable énergie vivra souvent comme une contrainte le fait qu’il ne décide pas lui-même des projets URE à mettre en œuvre. S’il n’y a pas de règlement interdisant les chaufferettes ou que le responsable hiérarchique ne se préoccupe pas d’URE, il considérera cela aussi comme une contrainte.

Les comportements habituels enfin, ce sont les comportements prévisibles que les personnes pourront avoir dans la situation. Tel responsable énergie abdiquera facilement, tel autre sera très agressif et un autre encore se fera très persuasif et sera plus têtu …

En lisant en ligne les objectifs, on peut élaborer des objectifs fédérateurs, c’est-à-dire ceux qui vont permettre de se mettre d’accord plus facilement. On dit qu’un objectif est fédérateur quand il est acceptable par l’ensemble des personnes. Ainsi, un objectif fédérateur en matière d’URE peut souvent être « améliorer le confort des utilisateurs », mais il peut aussi porter sur un objectif plus environnemental ou l’acquisition de comportements éco-civiques.

En connaissant bien les enjeux des différents acteurs, on se donne plus de chances de trouver les arguments adéquats.

S’interroger sur les ressources et les contraintes telles qu’elles sont perçues par les acteurs, permet souvent d’avoir une vue bien plus réaliste de la situation. En effet, nous avons souvent tendance à penser que ce que nous voyons de la réalité est La Vérité. Mais les rapports de pouvoir ne sont pas vus de la même façon par tout le monde et là où certains verront des contraintes, d’autres verront des ressources.

Les comportements habituels nous renseignent sur ce que vont probablement faire les acteurs. Les comportements humains sont souvent peu prévisibles parce qu’ils sont contingents (à la fois libres et déterminés). Toutefois, savoir qu’un tel est assez souvent agressif nous permet de prendre un peu de recul quand on sera face à cette personne. Ce recul est indispensable pour parvenir à se centrer plus sur ses objectifs et moins sur ses émotions.

Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Eclairage artificiel

S’il fallait en quelques lignes préciser une installation performante d’aujourd’hui, on pourrait la décrire comme suit :

photo bureau éclairé.

Il s’agit une installation qui ne dépasse pas une puissance installée de 1,3 W/m²/100 lux, soit pour une situation classique de bureaux (où 500 lux sont requis sur la table de travail) 6,5 W/m².

Pour ce faire, l’éclairage direct est privilégié (avec éventuellement une petite composante indirect) tout comme l’usage de luminaires à bon rendement.

L’installation visera à apporter un niveau d’éclairement suffisant mais pas plus important que nécessaire.

Concevoir

Pour en savoir plus sur la conception d’une installation d’éclairage efficace.

L’éclairage de décoration est limité aux halls d’accueil et salles d’exposition. La lampe à vapeur d’halogénure métallique de faible puissance (35 à 150 W) est choisie. Sa lumière se laisse facilement focaliser. Si un flux lumineux élevé par unité est requis, elle permet une économie d’énergie de 70 % par rapport aux lampes halogènes.

Les tubes fluorescents sont équipés de ballasts électroniques dimmables, afin de pouvoir moduler l’intensité lumineuse des lampes en fonction des besoins. Une des techniques consiste à intégrer une petite cellule sensible sur le luminaire, cellule qui vérifie que les 500 lux ne sont pas dépassés en dessous de lui. Si le soleil brille, la lampe réduit son intensité lumineuse et donc sa consommation !

Une gestion d’ensemble est prévue, de telle sorte que les lampes ne s’allument qu’en cas de besoin : détecteur de présence dans un couloir ou dans une salle de réunion, sonde de luminosité en façade qui éteint tous les luminaires en façade si l’intensité dépasse un certain seuil, minuteur dans les sanitaires, etc …

Concevoir

Choix d’un mode de gestion de l’éclairage.

Découvrez cet exemple de limitation de la consommation d’éclairage réalisée à l’université de Montfort.

Category Archives: Stratégie en rénovation

De quoi s’agit-il ?

Mise en place

Retours d’expérience des membres du personnel

Enseignements

Conclusion : Chi va piano va sano e va lontano ?

Principe:

Palette de solutions

Efficacité énergétique

Parties du corps à viser

Retours d’expériences

Définition : Capacité thermique

Référence :

Différents niveaux d’analyse

Les matériaux

Les composants

Les éléments

Le bâtiment

Unité fonctionnelle (UF)

Pourquoi l’Unité Fonctionnelle est importante?

Une question de flux

L’ACV selon les normes ISO

Les différentes phases du cycle de vie (dans TOTEM)

Intégrer la circularité dans l’ACV

De quoi s’agit-il ?

Principes

Ressources

Vidéo

Objectif

Description de l’école

Etape 1 : Présenter le projet aux parents, enfants et animateurs

Etape 2 : Brainstorm

Etape 3 : S’équiper

Piste 1 : Avoir des moments pour se réchauffer ensemble en classe par le mouvement

Piste 2 : Avoir la liberté de bouger seul dans son coin

Piste 3 : avoir des collations ou repas chauds

Piste 4 : avoir de objets et vêtements chauds à dispositions

Piste 5 : Modifier l’agencement de la classe pour y trouver des coins confort

Piste 6 : Pouvoir garder en classe ses vêtements d’extérieur

Etape 4 : construire le dispositif de recherche

Etape 5 : l’expérience en P6B

Etape 6 : l’expérience en P6A

Etape 7 : Bilan énergétique

Répartition de l’énergie

Boucle 1 – répartition équitable

Boucle 2 – répartition au prorata

Boucle 1 – répartition équitable

Boucle 2

Boucle n

Avantages et inconvénients du partage d’énergie

Comment choisir le matériau?

Quels impacts?

Quel matériau pour quel impact?

Bilan environnemental total

Périmètre

Objectifs

Dans le cadre d’une approche “généraliste” :

Dans le cadre d’une approche “plus originale” :

Propositions

Remplacer la chaudière

Remplacer un châssis

Remplacer une paroi/cloison

Remplacer un radiateur

Remplacer des lampes

Talon de consommation ?

Génération 0 Watt

Repenser les systèmes

Bilan carbone

Pistes de réflexions

Bénéfices

École : rénovation énergétique d’une école primaire – les points clés à prendre en compte !

Introduction du webinaire : monitoring et analyse des données – quelles informations tirer suite au monitoring d’un bâtiment ?

Comment garantir le confort et la qualité de l’air dans les établissements scolaires ?

Webinaire Energie+ – mercredi 8 septembre 2021 de 8h45 à 10h00

Les différentes formes d’énergies

Pourquoi rénover zéro carbone ?

1) Réduire les impacts de la consommation d’énergie fossile

2) Réduire la dépendance économique de l’école

3) Eduquer à l’environnement

Introduction