Vingt-huit bâtiments exemplaires à basse consommationJean-Marie AlessAndrini - centre scientifique et technique du bâtiment MAi 2009

prÉb4tPROGRAMME DE RECHERCHEET D’EXPERIMENTATIONSUR L’ENERGIE DANS LE BÂTIMENT

ministère de l’écologie,de l’énergie,

du développement durableet de l’aménagement

du territoire

ministère du logement

ministère de l’économie,des finances et de l’emploi

ministère de l’enseignementsupérieur et de la recherche

DÉPARTEMENT ÉNERGIE SANTÉ ENVIRONNEMENTDivision Energie – Pôle Performance Energétique des bâtiments

ESE/DE/PEB-08. 156N

OCTOBRE 08

Note de synthèse du descriptif de bâtiments basse consommation

Jean-Marie Alessandrini

Ces dernières années les préoccupations environnementales ont incité de nombreux maîtres d’ouvrage à réaliser des bâtiments qui visent une très faible consommation énergétique. Une fois en fonctionnement ces bâtiments atteignent-ils les performances attendues ? Quelles sont les clés de la réussite ? A l’inverse quels sont les points d’achoppement ? D’une façon générale quels sont les enseignements à retenir ?

Pour apporter des éléments de réponse à ces questions nous avons réalisé un recensement d’opérations qui couvre le territoire métropolitain. 28 opérations, dans le résidentiel neuf et rénové ainsi que dans le secteur tertiaire, ont été sélectionnées sur la base des consommations d’énergie précisées dans la littérature ou déclarées par les maîtres d’ouvrage et leur représentant. Chacune a alors été visitée puis a fait l’objet d’une fiche descriptive avec un éclairage technique orienté sur la conception énergétique. Elles sont réparties sur le territoire métropolitain avec une forte présence en région Rhône-Alpes, pour laquelle on recense 13 opérations. Parmi les opérations retenues on relève une forte présence, dans le tertiaire, de maîtres d’ouvrage publics (7/11) et, dans le résidentiel existant, de bailleurs sociaux ou publics (5/6).

Nos principaux résultats sont présentés de façon à distinguer ce qui est remarquable de ce qui est à surveiller et d’identifier les voies de recherche.

LES POINTS REMARQUABLES

Influence des messages et des actions institutionnels : Dès lors que notre recensement s’est appuyé en partie sur les réseaux institutionnels (USH, programmes européens, recensement de CETE, base HQE, label, etc.), ce constat doit être nuancé. Néanmoins, il ressort que les postes de consommation concernés par la réglementation thermique font l’objet d’une recherche d’économie d’énergie systématique dans les projets. Pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, l’eau chaude sanitaire, l’éclairage et les auxiliaires de production, distribution et émission associés, les solutions mises en œuvre visent, d’une part, à limiter les besoins d’énergie, d’autre part, à réduire la consommation en recourant à des systèmes énergétiques économes.

Le résultat le plus spectaculaire est obtenu sur la consommation pour le chauffage qui approche le niveau d’un bâtiment BBC : Dans les logements visités, la consommation d’énergie pour le confort thermique est de l’ordre de grandeur attendu pour les logements

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BBC. Pour le chauffage, la consommation oscille de 8 à 60 kWhep/m²shon/an avec une moyenne à 35 kWhep/m²shon/an.

Les solutions techniques qui conduisent aux meilleures performances sur la consommation globale sont listées ci-dessous.

- Pour réduire la consommation d’énergie associée au chauffage les solutions les plus économes s’appuient sur une conception qui va chercher à :

• limiter les déperditions à l’aide d’une enveloppe étanche, fortement isolée et protégée par des espaces tampons des vents dominants, (entrée, garages) ou par des haies végétales. Les enveloppes les moins déperditives sont isolées avec des matériaux, naturels ou industriels, installés à l’extérieur ou sur ossature bois. Elles disposent d’épaisseurs d’isolants importantes sur toutes les surfaces, façades, pignons, plancher et toit. Les enveloppes les plus étanches sont obtenues par l’assemblage de composants d’enveloppe industrialisés : les défauts, généralement situés aux points sensibles, sont corrigés après contrôle sur site.

• bénéficier des apports solaires en adaptant la taille des fenêtres à l’orientation, petite au nord, grande au sud qui ouvrent parfois sur des espaces solarisés du type loggias fermées, vérandas ou serres. Certaines solutions proposent des parois « actives » qui associent l’isolation et la récupération des apports solaires. L’air chauffé par le rayonnement solaire est capté dans un espace solarisé, créé par des doubles fenêtres, puis soufflé dans la structure isolée par l’extérieur.

• Favoriser le recours aux énergies renouvelables et à un système énergétique à haut rendement. Les systèmes les plus courants sont la chaudière gaz à condensation et la pompe à chaleur. Le chauffage bois vient souvent en appoint d’un système électrique. Sur certaines opérations un plancher chauffant alimenté en eau chauffée à l’aide de capteurs solaires est installé en zone jour. De façon anecdotique un plancher rayonnant électrique est installé. L’isolation de l’enveloppe est alors très importante (20 cm de laine minérale entre ossature bois). Ce système est également présent dans des bâtiments d’enseignement à occupation très intermittente avec peu de besoins en chauffage dans le sud de la France.

• Adapter au mieux l’installation aux sollicitations thermiques. Une rénovation de l’enveloppe sera complétée par la séparation des circuits de chauffage de façon à distinguer les zones en fonction de leur besoins en chauffage suivant leur orientation ou leur usage. Dans deux opérations le système énergétique est différent, avec un plancher solaire direct dans la zone jour et un système gaz classique dans la zone nuit.

- Pour réduire la consommation d’énergie liée au renouvellement d’air pour l’hygiène, les solutions mises en œuvre visent à adapter les débits aux besoins (ventilation hygroréglable, arrêt en inoccupation dans le tertiaire) et à récupérer la chaleur, interne à l’aide d’un double flux, ou sur le sol avec un puits canadien. Dans quelques opérations, des alternatives très ambitieuses de ventilation naturelle (cheminée d’extraction, ouvrants spécifiques du type volet) ont été mises en place pour supprimer la consommation des ventilateurs.

- Pour réduire la consommation d’énergie liée à la production d’eau chaude sanitaire le recours au solaire thermique se généralise dans le résidentiel.

- Pour réduire la consommation d’énergie pour l’éclairage des locaux, en particulier dans le secteur de l’enseignement et des bureaux, une recherche quasi systématique de l’éclairement naturel intérieur a été recherchée. Dans le tertiaire, la présence de second jour, de sheds ou de puits de lumière est fréquente. Par ailleurs, l’accent a été mis sur la disposition des fenêtres et le choix des protections solaires en fonction des orientations.

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Le recours à des automatismes et à des lampes économes s’est également généralisé. Les puissances pour l’éclairage dans les bureaux se sont abaissées, dans le meilleur des cas, à 6 W/m². Le niveau de 500 lux, recommandé par les normes, est limité au poste de travail par combinaison d’un éclairage de fond et de lampes d’appoint.

- La grande majorité des bâtiments visités ont été conçus de façon à s’affranchir de la climatisation. La présence de protections solaires est quasi systématique. Celles-ci ont l’objet d’une sélection soignée, suivant l’orientation, et ne sont installées qu’en complément d’un important travail de conception. Dans les zones très exposées au sud, la mise en œuvre de doubles murs avec une lame d’air ventilée permet de réduire les apports solaires. Par ailleurs, on cherche à conserver l’inertie du bâtiment en conservant des dalles bétons, qui sont parfois coulées sur une structure bois. Le puits canadien s’est largement répandu et permet de bénéficier de l’inertie du sol en vue de rafraîchir l’air neuf. Une minorité d’immeubles de bureaux utilisent un système de climatisation. Ceux d’entre-eux qui consomment le moins ont recours à une pompe à chaleur réversible sur nappe phréatique.

Ces solutions sortent du commun et leur mise en œuvre nécessite une étroite collaboration entre les différents acteurs. La réalisation de ces projets est le résultat d’une volonté forte et d’un accompagnement technique. Dans chaque opération la maîtrise de l’énergie a été au cœur du projet dès sa phase de conception. La maîtrise d’ouvrage s’est faite assister dans ses choix par un bureau d’étude ou un « spécialiste » énergie (AMO HQE ou énergie). Les acteurs ont veillé à garder un équilibre ou un haut et même niveau de qualité dans tout le processus de construction et de fonctionnement du bâtiment (conception, réalisation, réception, exploitation) depuis la conception jusqu’au suivi des consommations avec des ajustements de l’installation suite à des écarts de fonctionnement constatés.

Les meilleures performances ont été obtenues après un travail technologique qui associe une démarche industrielle et la spécificité artisanale. La conception fait appel à la modélisation numérique pour anticiper les performances et optimiser les solutions retenues. Certains projets, de part la mise en place de techniques et process innovants, sont considéré comme des prototypes. Ils sont alors l’objet d’expérimentations et d’un suivi attentif. Par exemple, dans un des projets, 7 sondes ont été installées pour suivre le système de ventilation. La première année sert de test. De la même façon que la conception, qui combine approche numérique et expérimentale, la réalisation s’appuie sur l’industrialisation et l’adaptation lors de la mise en œuvre sur chantier des éléments de l’enveloppe et du système énergétique. Par exemple, l’industrialisation de certains composants de l’enveloppe permet d’améliorer l’étanchéité à l’air du bâtiment et permet de préserver l’isolant lors de la pose. Le savoir faire des acteurs de la construction, permet une plus grande efficacité de la phase chantier en adaptant les solutions généralistes à chaque situation (calfeutrement des coffres de volet roulant, des passages de gaine, pose des fenêtres et calepinage des briques). Les tests à la réception sont un moyen de capitalisation du savoir une fois les défauts identifiés et corrigés.

Il ressort un souci du détail qui devient un gage de qualité élevée de la conception et de la réalisation. Tous les composants du bâti et du système sont traités avec un niveau de qualité homogène lors de la phase conception et de la phase réalisation.

LES POINTS À SURVEILLER

La difficulté d’opérer un recensement exhaustif : le suivi des consommations n’est pas systématique et il est délicat d’avoir un retour sur les consommations effectives. Notre sélection a dû parfois être réalisée sur la base de calculs ou d’estimations. Les maîtres d’ouvrage du secteur diffus, du type auto constructeur ou réseaux alternatifs, sont difficiles à toucher dans la mesure où ils ne font pas partie des réseaux institutionnels et ne font pas de publicité. Les consommations les plus facilement accessibles sont généralement la consommation globale ou la consommation par fluide (électricité, gaz, eau, bois). Ces informations ne nous ont pas permis de réaliser notre sélection par rapport aux critères réglementaires ou des labels. Il est ainsi difficile de se rendre compte si le seuil de 50 kWhep/m²shon/an pour les usages réglementés est atteind dans le résidentiel.

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La consommation énergétique liée à l’activité et au nombre d’occupants devient majoritaire. Par exemple, dans le tertiaire la bureautique peut représenter plus de 50% de la consommation globale. Dans le résidentiel, les consommations d’eau chaude sanitaire sont peu connues, très hétérogènes et dépassent majoritairement 40 kWhep/m²/an. Celles-ci nous éloignent du seuil de 50 kWhep/m²shon/an exigé dans le label BBC pour les usages réglementés. En fait seuls les grands logements, supérieurs à 200 m² ou les logements dans lesquels les habitants limitent drastiquement leur consommation parviennent à un niveau proche des références BBC. Les efforts pour réduire la consommation portent surtout sur la production avec le recours au solaire thermique et moins sur les besoins. Il ressort qu’une consommation unitaire par m² représente mal les besoins d’eau chaude sanitaire associés au nombre d’occupant.

A partir de quel seuil une opération est-elle jugée performante dans l’existant suivant qu’il s’agit d’une réhabilitation totale ou d’une rénovation par postes ? Les résultats du recensement et la performance des bâtiments existants peuvent sembler limités. D’une part l’objectif de 10 opérations à visiter et à décrire n’a pas été atteint, d’autre part, la consommation d’énergie effective, lorsqu’elle est connue, est élevée. Ceci tient des critères retenus pour la sélection : la très haute performance énergétique, qui suppose d’agir sur la totalité du bâtiment du plan masse au suivi de l’installation via l’enveloppe et le système. Dès lors la frontière entre le neuf et ce type de rénovation de l’existant, qui suppose de ne conserver que la structure, est ténue. Parmi les opérations retenues un certain nombre de projets ont cherché à améliorer l’enveloppe mais n’ont que partiellement rénové le système de chauffage sans toucher aux autres postes (ECS, éclairage, auxiliaires, etc.). Il conviendrait de mieux définir ce que l’on appelle « rénovation » et d’inclure une dimension temporelle à l’indicateur de performance (A quel moment de la rénovation globale sommes-nous ?). Ces résultats en demi-teinte et ce constat conforte la nécessité d’agir sur la globalité des postes de consommations et sur la totalité du bâtiment si on veut atteindre la performance énergétique recherchée dans des délais très courts.

Si les consommations d’énergie pour le chauffage ont été fortement diminuées, dans bien des cas le confort thermique est jugé insuffisant en hiver par les occupants. Dans la plupart des opérations pour réduire les besoins de chauffage, l’action a porté aussi sur la régulation avec une température de consigne à 19°C en occupation, voire 18°C dans certaines maisons individuelles. En conséquence, si l’occupant peut changer la consigne il le fait, sinon il s’équipe, en particulier dans le tertiaire, avec des appareils électriques d’appoint. L’augmentation de la consommation d’énergie doit être vue ici comme un moindre mal car on s’expose à des risques électriques et/ou sanitaires suivant l’appareil d’appoint retenu. Ce constat est corroboré par les normes de confort pour lesquelles, à 19 °C avec une activité légère, y compris avec des vêtements d’hiver, le pourcentage d’insatisfaits des conditions thermiques est de l’ordre de 20%. Pour le confort d’été le retour d’expérience est insuffisant en particulier dans le tertiaire, l’été précédent n’ayant pas été chaud.

La recherche d’économie financière ne correspond pas toujours avec la logique de fonctionnement des systèmes et ne conduit pas forcément à l’optimum énergétique. A l’inverse il peut pousser à des fonctionnements en décalage par rapport à la logique de fonctionnement de certains appareils. C’est particulièrement vrai avec le chauffage électrique par plancher direct qui dispose d’une inertie de 2 à 4 heures. Il est utilisé comme un plancher à accumulation avec un fonctionnement de nuit pour bénéficier d’une énergie bon marché et arrêté le jour avec des relances occasionnelles. Son inertie est trop faible pour pouvoir fonctionner selon ce principe, il n’est pas sûr que l’optimum énergétique et économique soit atteint.

Sur les opérations visitées l’énergie électrique produite par panneaux photovoltaïques est systématiquement revendue sur le réseau. Elle ne contribue pas à la diminution des consommations énergétiques du bâtiment sur lequel elle est produite. Une approche limitée à l’échelle du bâtiment permet-elle d’apprécier le gain énergétique de ce système ?

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LES RECHERCHES

Un recensement exhaustif est-il possible et comment le réaliser : On a vu la difficulté à réaliser un recensement et à obtenir les informations nécessaires. Comment réaliser un recensement, le maintenir et toucher le diffus ? On relève également des difficultés pour connaître les consommations avec un niveau de précision pertinent qui reste à déterminer en fonction de ce que l’on souhaite en faire. Ce manque de retour rend difficile la connaissance de la consommation effective et ne permet pas de juger de la performance des solutions mises en œuvre. Des approches, qui restent à développer, associant le calcul et la mesure permettraient de quantifier à moindre coût l’apport des technologies mises en œuvre.

L’indicateur fait la performance mais permet-il de réduire effectivement les consommations et en conséquence répond-il aux objectifs nationaux ? Le recensement a conduit pour des usages identiques à des consommations énergétiques nettement différentes y compris après correction climatique. L’élément d’explication le plus probant vient des consommations liées à l’activité et d’une façon générale de celles qui dépendent de l’occupant. L’indicateur retenu exprimé en kWhep/m²/an, ne permet pas de rendre compte de cet aspect et ne permet pas de comparer objectivement les bâtiments entre eux. Dès lors, l’effet de levier d’une opération exemplaire est alors limité. En effet, comment comparer la consommation unitaire d’un bâtiment occupé environ 2500 heures par an avec 30m² par personne à celle d’un bâtiment du même usage avec une personne pour 20 m² et dont une partie des locaux est utilisée 8760 heures ? La valeur obtenue par l’indicateur n’est pas systématiquement synonyme de performance. En corollaire, comment s’assurer que les mesures prises, en vue d’atteindre l’objectif de 50 kWhep/m²/an, permettent de réduire la consommation énergétique globale des bâtiments si les caractéristiques intrinsèques à l’occupant ne sont pas intégrées ?

Mieux connaître les besoins pour agir et réduire les consommations associées à l’activité des occupants et l’eau chaude sanitaire. Dans les bâtiments visités, il ressort que la consommation liée à, d’une part, l’activité devient prédominante, d’autre part, l’eau chaude sanitaire n’a pu être réduite au niveau recherché. Les actions entreprises n’ont pas portées, ou de façon marginale, sur les besoins. Il s’agirait de mieux les cerner pour envisager de les réduire. On pourrait alors envisager de récupérer la chaleur dissipée par l’énergie consommée pour assurer d’autres besoins. Par exemple, l’énergie nécessaire pour ces activités est dissipée sous forme de chaleur dans l’ambiance. Dans quelles mesures contribue-t-elle au confort thermique des occupants et donc au chauffage effectif du bâtiment ? Pour répondre à cette question une approche spatiale et temporelle du confort thermique est nécessaire. La mise en place de cette démarche nécessite de caractériser sur un plan qualitatif, quantitatif, spatiale et temporelle les besoins d’énergie globaux du bâtiment.

Dans l’existant il s’agirait, d’une part, de capitaliser la connaissance du bâtiment et de son fonctionnement, d’autre part, d’anticiper les futures évolutions. On a vu que la consommation énergétique liée à l’activité devient prédominante. Or, le fait de bien la connaître permet d’envisager des pistes pour réduire sa consommation. De même, un système énergétique bien adapté au bâtiment et à son occupation permet de réduire les consommations. Les bâtiments existants offrent une opportunité intéressante dans la mesure où leur fonctionnement peut être connu. La mise à disposition de diagnostics pour mieux cerner l’occupation permettrait d’établir des scénarios d’occupation en vue de développer des stratégies de gestion à l’aide d’outils informatiques. De plus, dans le résidentiel la fréquence des interventions est de l’ordre de deux ans pour les travaux d’entretien et de 5 à 8 ans pour les grosses interventions. Deux voies sont alors possibles :

• Faire en sorte que les rénovations soient complètes. Il s’agirait de comprendre pourquoi les rénovations qui cherchent ouvertement la performance énergétique n’ont touché qu’une partie des postes et quels sont les facteurs qui ont limité l’intervention ?

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• Apporter une réponse technique d’amélioration de l’existant qui anticipe les évolutions à venir sur le bâtiment de façon à ce qu’elles n’entraînent pas de dégradation.

Une compréhension des phénomènes insuffisantes : A l’occasion des discussions avec les acteurs et à la lecture des solutions retenues, il s’avère que certains phénomènes nécessiteraient d’être vulgarisés. On retiendra, en particulier, le principe de l’inertie et les matériaux qui permettent d’en bénéficier. Le bois ne dispose pas de la masse nécessaire et procure une barrière thermique trop importante pour permettre d’accumuler la chaleur interne. De même, un plancher chauffant dans une dalle mince apporte un déphasage de quelques heures insuffisant pour garantir le confort sur la journée sans une relance. La consommation des auxiliaires de circulation, en particulier pour l’eau chaude sanitaire produite par énergie solaire, doit être l’objet d’un travail de quantification en fonction des besoins et de leur fréquence.

Trouver les solutions énergétiques optimales. Un certain nombre de solutions mises en œuvre met en jeu des phénomènes complexes et nécessiterait des études plus fines, en particulier, l’installation en série d’un puits canadien et d’un double flux avec récupération de chaleur sur l’air extrait. Le puits canadien récupère la chaleur du sol mais également potentiellement celle venant du bâtiment. Il fait alors double emploi avec le double flux. De plus l’air en sortie du puits est plus élevé et déprécie l’efficacité de l’échangeur. De même, la présence d’un gradateur et d’un détecteur de présence dans une circulation qui n’a pas besoin d’un éclairage important peut paraître disproportionnée. On relèvera également la difficulté à avoir des masques végétaux ou des toitures végétalisées. Néanmoins l’optimum énergétique ne peut être atteint au détriment de l’esthétique, du confort et des contraintes qui pèsent sur le bâti.

Ce retour surtout basé sur un éclairage énergétique des bâtiments nécessiterait d’être complété par une approche transverse. En particulier, le caractère reproductible des opérations nous a amenés à ne pas sélectionner, lorsqu’on avait le choix, les opérations qui s’écartaient trop (en taille et situation) des bâtiments types.

• Aussi, observe-t-on une certaine monotonie des formes des bâtiments retenus. Ce qui soulève la question de la compatibilité entre la performance énergétique et l’esthétique ? De façon plus concrète que penser de la présence des panneaux solaires ou des masques proches, ne nuisent-ils pas à l’harmonie extérieure du bâtiment ?

• L’approche des coûts nous laisse sur notre faim elle montre néanmoins des coûts qui restent dans le niveau actuel.

• Approche sécurité : Il s’agit de s’assurer de la cohérence des réglementations entre elles. Par ailleurs, nous attirons l’attention sur les risques associés à la mise en place de systèmes de chauffage d’appoint mal adaptés au bâtiment.

• Approche hygiène : La généralisation des espaces tampons et des puits canadiens par lesquels l’air transite soulève la question de la qualité de l’air. Sur la même thématique, l’absence de ventilation dans certains logements dans le diffus avec des cheminées à foyer ouvert expose les occupants à des risques sanitaires.

• Dans le tertiaire une approche globale du confort serait pertinente en particulier sur les questions de conforts thermique, acoustique et éclairage qui dépendent de la nature des revêtements intérieurs.

Description de bâtiments exemplaires à basse consommation

réalisés en France FICHE-BBC

Rapport Final

DÉPARTEMENT ÉNERGIE SANTÉ ENVIRONNEMENTDivision Energie – Pôle Performance Energétique des bâtiments

Description de bâtiments exemplaires à basse consommation réalisés en France

FICHE-BBC

Rapport Final

Jean-Marie Alessandrini

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Toute reproduction, même partielle, devra mentionner le CSTB et le ou les auteurs.

Il comporte pages

JMA / CJ

Client : PREBATResponsable : FIDELI Jean-PaulDécision n° : M07.14 SU0003643

NOVEMBRE 2008

ESE/DE/PEB-2008.185R

DIFFUSION CONFIDENTIELLE POUR LES FICHES

DIFFUSION LIBRE POUR LA SYNTHÈSE

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Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R

SOMMAIRE

1. OBJET..................................................................................................................32. LISTE DES OPÉRATIONS......................................................................................5

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Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R

1.OBJET

Ces dernières années les préoccupations environnementales ont incité de nombreux maîtres d’ouvrage à réaliser des bâtiments qui visent une très faible consommation énergétique. Une fois en fonctionnement ces bâtiments atteignent-ils les performances attendues ? Quelles sont les clés de la réussite ? A l’inverse quels sont les points d’achoppement ? D’une façon générale quels sont les enseignements à retenir ?

Pour apporter des éléments de réponse à ces questions nous avons réalisé un recensement d’opérations qui couvre le territoire métropolitain. Nous avons alors sélectionné 28 opérations qui ont fait l’objet d’une visite et d’une fiche descriptive. De l’analyse de ces fiches, nous avons bâti une synthèse qui présente les enseignements principaux.

Le présent rapport se compose :

- D’une synthèse à diffusion libre

- De vingt huit fiches à caractère confidentiel.

Le choix des opérations

Les 28 opérations retenues ont été sélectionnées parmi une liste d’une cinquantaine d’opérations recensées au cours du quatrième trimestre 2007 et une partie du premier trimestre 2008. Les opérations retenues devaient répondre aux conditions suivantes :

- Etre en fonctionnement et si possible disposer d’informations sur les consommations énergétiques effectives.

- Etre le plus performant possible au plan énergétique.

D’un point de vue général il fallait qu’elles soient réparties sur tout le territoire métropolitain et équitablement réparties en fonction de l’usage et de l’âge. Dès lors, nous disposons de la description de :

- 6 opérations de rénovation dans le secteur résidentiel

- 11 opérations neuves dans le secteur résidentiel

- 11 opérations dans le secteur tertiaire

Les acteurs

Le recensement a été réalisé en s’appuyant sur les travaux du CSTB, des CETE de Lyon, Nord Picardie, de l’Ouest, de l’Est, du Sud-ouest, Méditerranée et de M. Jean-Eric MESMAIN de l’agence Rhône Alpes énergie. Au CSTB ont particulièrement alimenté cette base messieurs Rodolphe DERCOURT, Daniel QUENARD, Kevyn JOHANNES et Claude FRANCOIS.

Chaque opération sélectionnée a fait l’objet d’une visite sur site et d’une fiche descriptive. Dans le détail les intervenants sont :

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Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R

Opération (département) Type de bâtiment Intervenant et organisme

Les Airelles construction (60) Résidentiel neuf

L’Hélianthème (59) Résidentiel neuf

La ferme du Mont saint Jean (59) Tertiaire

Olivier Lemaître CETE Nord-Picardie

Rénovations « basse énergie » au sein du quartier Franklin de Mulhouse (67)

Résidentiel rénové

Résidence d'Hellieule (88) Résidentiel neuf

Maisons bioclimatiques Alyos & Energie + (67 et 68) Résidentiel neuf

Louis Bourru CETE de L’Est

Maison Detot-Kavoukdjian (04) Résidentiel neuf

Groupe scolaire Ludovic Massé (66) Tertiaire

Maison à Saturargues (34) Résidentiel neuf

Réhabilitation du bâtiment D de la cité universitaire Vert-Bois (34)

Résidentiel rénové

Lycée Jean-Jaurès (34) Tertiaire

Dominique Poncet CETE Méditerranée

La Salvatierra (35) Résidentiel neuf

Hôtel de l’agglomération Rennes (35) TertiaireXavier Rouvière CETE de l’Ouest

Solaris (35) Résidentiel neuf Rémi Toledo CETE de l’Ouest

Maison à Béruges (86) Résidentiel neuf Fabrice Richiéri CETE du Sud-ouest

Lycée Sampaix (42) Tertiaire

Le Totem (38) TertiaireAlexandra Lebert

CSTB

Ineed (26) TertiaireAnne-Luce Zahm et

Jean-Marie Alessandrini CSTB

AGC (26) Tertiaire

Groupe Scolaire « Les Capucines » (21) Tertiaire

Pôle administratif de la Mairie aux Mureaux (78)

Tertiaire

Bâtiment EMGP 270 (93) Tertiaire

La Source à Chabeuil (26) Résidentiel rénové

Pierre Bougnol Tribu énergie

Champ du soleil (01) Résidentiel neuf

Groupe Henri Wallon (38) Résidentiel rénové

Le grand Tissage (38) Résidentiel neuf

Groupe Surieux (38) Résidentiel rénové

La Noue (93) Résidentiel rénové

Jean-Alain Meunier HTC

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Rapport d'étude n° ESE/DE/PEB - 2008.185R

2.LISTE DES OPÉRATIONS

Les Airelles construction

L’Hélianthème

La ferme du Mont saint Jean

Rénovations « basse énergie » au sein du quartier Franklin de Mulhouse

Résidence d'Hellieule

Maisons bioclimatiques Alyos & Energie+

Maison Detot-Kavoukdjian

Groupe scolaire Ludovic Massé

Maison à Saturargues

Réhabilitation du bâtiment D de la cité universitaire Vert-Bois

Lycée Jean-Jaurès

La Salvatierra

Hôtel de l’agglomération Rennes

Solaris

Maison à Béruges

Lycée Sampaix

Le Totem

Ineed

AGC

Groupe Scolaire « Les Capucines »

Pôle administratif de la Mairie aux Mureaux

Bâtiment EMGP 270

La Source à Chabeuil

Champ du soleil

Groupe Henri Wallon

Le grand Tissage

Groupe Surieux

La Noue

Siège Social de la SDH, Echirolles (38)

Maître d’ouvrage : SDH ; Maîtrise d’œuvre : Arcane (Architecte) ; Inddigo (AMO HQE®) ; Etamine (BET HQE®) ; Katene (BET Fluides)

Date de livraison Janvier 2007, emménagement en mars 2007Zone géographique Echirolles, Isère (38) < 300 m, zone urbaine, H1c, DJU trentenaire 2835Usage Construction d'un immeuble de bureaux pour accueillir le nouveau siège social de la

Société Dauphinoise pour l’Habitat (SDH), organisme de logement social. Taille R+3 sur deux niveaux de parking, 5 000 m² sdo, 5 207 m2 shon

Accueil, administration, bureaux, salles de réunion & 68 places de parkings enterrés.Occupation Locaux occupés par environ 160 personnes. Consommations énergétiques

Besoins de chauffage: objectif programme et estimation en conception 42 kWhef / m² SHON.an

Coût de la construction Coût travaux : 6,5M€HT (hors foncier, honoraires…), soit 1250 €/m²shon

Des bureaux spacieux et des systèmes techniques performants pour un confort des usagers optimal.

Une construction au service de l’adaptabilité des locaux et de la rapidité d’exécution : la trame régulière de la structure en aiguilles (béton coulé dans des poteaux en acier), qui supporte une isolation par l’extérieur, permet un découpage en bureaux (2 ou 3 motifs selon la taille souhaitée) modifiable au gré des besoins.

Des bureaux au confort individualisé : éclairage naturel travaillé (casquettes, brises soleil), protections solaires différenciées selon l’orientation thermostat individuels.

A l’écoute des usagers : Une enquête de satisfaction pour faire le bilan au bout d’un

an a été menée ; elle a permis de sonder le ressentis des usagers et d’apporter des mesures correctrices sur les points d’insatisfaction.

Une logique de « service rendu » : Très attentifs à l’attente des usagers, les systèmes se sont montrés plus énergivores que prévu cette première année de fonctionnement. Des mesures correctives ont été mises en place, les réglages sont en cours et les usagers réinterrogent leurs habitudes. Contact : Alain Migaud : Responsable du service achats. SDH a.migaud@sdh.fr

L’enveloppe : le bâtiment est isolé par l’extérieur (isolant traditionnel, 12 cm) et les menuiseries oscillo-battantes (double vitrage argon) sont bien au nu extérieur. Seulement, l’inertie voulue par les architectes et apportée par des dalles en béton armé est affaiblie par le choix de conserver des revêtements de sol traditionnels (moquettes ou de linoléum)?

Les protections solaires : Elles sont différenciées selon l’orientation de la façade : casquettes fixes ajournées au Sud, brises soleil orientables à l’Ouest et à l’Est, stores intérieurs occultant en complément au Nord et au Sud,... Les systèmes de chauffage et de ventilation : Les pompes à chaleur sur nappe phréatique alimentent, non seulement, les plafonds rayonnants chauffants/ rafraîchissants des bureaux, mais également les centrales de traitement d’air qui assurent le refroidissement et le chauffage des salles de réunions. Le chauffage urbain vient compléter le système en saison froide (par radiateurs et plafonds rayonnants) et la VMC est à double flux avec récupération de chaleur. La ventilation de l’atrium central est asservie aux conditions climatiques intérieures et extérieures (températures, vent, pluie…). Une climatisation a été installée pour les salles hébergeant les serveurs. Pour chacun des bureaux, une température de consigne est assignée et les usagers peuvent modifier celle-ci à l’aide d’un thermostat individuel avec une marge de +/- 2°C.

L’éclairage : L’éclairage naturel (ont été étudiés avec précision : la hauteur des fenêtres et des allèges, la nature des ouvrants, l’effet des protections solaires) a été enrichi avec un second jour grâce à des patios. L’éclairage artificiel est commandé dans les locaux à usage intermittent par des détecteurs de présence, qui sont couplés à des détecteurs de luminosité pour l’ensemble des circulations.

Les consommations : résultats mitigés en fin de première année :

Consommation d’électricité : estimées à 90 kWhep/m²SHON.an à (hors consommation du système informatique, des ascenseurs et des portes automatiques), les résultats ont été très décevants :263 kWhep/m²utile.an! Cette très forte dérive peut en partie s’expliquer par l’absence de sas d’entrée et à des travaux achevés en janvier. Une mission de suivi devrait être engagée afin d’aider à la mise en place d’actions correctives. Consommation de chauffage : Les besoins de chauffage étaient estimés à 42 kWhef/m² SHON. Cette première année de fonctionnement aura relevé quelques pistes d’améliorations possibles : réglages des températures de consigne plus fins et re-homogénéisation des ambiances, formation et support par les BE fluides et l’installateur du nouveau gestionnaire du système de GTC , mise en place d’une mission de suivi pour une gestion efficace du bâtiment.

Ressenti des usagers :Une enquête de satisfaction après un an d’utilisation du bâtiment, a été diffusée auprès des usagers afin de connaître leur ressenti en termes de confort et leur avis sur les différents choix d’éco-construction qui avaient été fait. 54% des usagers se sont plaint de problème de froid dans les locaux (le redémarrage du chauffage le matin a donc été modifié et anticipé) et de surchauffes en hiver dans les bureaux situés au sud (où la régulation ne tient pas suffisamment compte des apports solaires). Toutefois, le confort (thermique mais également visuel et acoustique) des espaces a été jugée généralement très bon ou bon excepté pour le confort thermique du hall d’entrée où des mesures correctrices ont depuis été mises en œuvre.

Lycée professionnel Carnot- Site SAMPAIX, Roanne (42)

Maître d’ouvrage : Conseil Régional Rhône Alpes, S.E.D.L, CETE Lyon ;Maîtrise d’œuvre : Tekhnê (Architecte) ; TRIBU (BET HQE)

Date de livraison 1ere tranche : janvier 2007 ; 2e tranche : courant 2008 Début du projet (concours) : 1999

Zone géographique Roanne, Loire (42), altitude : 280 m, zone urbaine, DJU trentenaire 2794Usage Restructuration lourde d’un lycée technique préparant 400 élèves aux métiers de

l’automobile et des transports. Des travaux variés : Bâtiments réhabilités (650m²), déconstruits (3000m²) ou bâtiments neufs (7631 m²). Pour une typologie diversifiée : Bâtiments d’enseignement, grands ateliers et logements (305 m²).

Taille R+1 pour les bâtiments d’enseignement, R pour les ateliers : SHON 9815m² ; SU 9282 m² Occupation 400 élèves additionnés du corps enseignant et du personnel administratif. Consommation énergétique

Les simulations thermiques en APD prévoyaient une consommation 59 kWhep/m²SHON/an. Il n’y a pas encore de retour sur les consommations de la première année de fonctionnement.

Coût de la construction 12, 6 M€ hors honoraires. 1521 € HT/m2 SU - 1221€ HT/m2 SHON

Des locaux d’enseignement lumineux privilégiant confort thermique et maîtrise de l’énergie.

Utilisation de l’inertie et enveloppes variées : Isolation par l’extérieur (isolant traditionnel, 15 cm) sur structure lourde en béton armé de 18 cm avec bardage bois, isolation répartie (16 cm), ossature bois, inertie des dalles en béton armé , dalle de couverture en impluvium isolée par l’extérieur …le projet a permis la mise en œuvre de techniques diverses.

Des systèmes passifs et actifs pour une maîtrise des consommations de chauffage et de ventilation : Une typologie variée, des usages et des occupations très différents ont conduit à une combinaison de systèmes performants : puits canadien, VMC double flux avec récupération de chaleur, chaudières au gaz à haut rendement, radiants au gaz, capteurs solaires thermiques …

Une esthétique et une phase de conception très travaillés. Les consommations de la 1ere année ne sont pas encore connues. Des réglages vont sûrement devoir être affinés. Les retours des usagers sur les locaux déjà en fonctionnement sont très positifs et seuls les

résultats de perméabilité à l’air du bâtiment semblent un peu décevants.

Contact : teckhne@teckhne-architectes.com

Les enveloppes : Une isolation par l’extérieur (15 cm de laine de verre) a été choisie pour les bâtiments d’enseignement avec un bardage bois pour les bâtiments existants. Le traitement des ponts thermique a été soigné et continu (avec un suivi de chantier attentif et une remise en cause du savoir-faire traditionnel). Ces locaux, à forte occupation, profitent de l’inertie des dalles en béton armé grâce au choix de faux-plafonds ouverts s’arrêtant à distance les parois verticales. Ce travail sur l’inertie (l’ensemble des calculs a été fait pièce par pièce) a été accompagné d’un travail sur l’acoustique (ayant par exemple pour objectif de compenser les pertes de surfaces absorbantes au plafond). Les baies sont toutes en menuiseries bois avec vitrage peu émissif (Uw= 1,9W/m²/K). Les ateliers sont à ossature bois avec de lourdes dalles en béton. Quant aux logements, une isolation répartie (brique de terre cuite alvéolées de 37, 5 cm) a été choisie et la réalisation soignée (joints minces, découpes précises). Le choix de menuiseries en bois non traité (mélèze en extérieur, eucalyptus en intérieur) a desservi la perméabilité à l’air du bâtiment.

Systèmes passifs et actifs de chauffage et de ventilation : Les ateliers sont rafraichis à l’aide d’un puits canadien. Un système de sur-ventilation nocturne a été mis en œuvre dans les locaux d'enseignement ainsi qu’une VMC double flux avec récupération de chaleur sur l’air extrait. Le chauffage est au gaz : deux chaudières haut rendement répondent aux besoins des locaux d’enseignement. Des radiants au gaz, plus adaptés, ont été installés pour les ateliers. Enfin les logements seront équipés de chaudières avec module hydraulique et capteurs solaires pour la production d'eau chaude sanitaire et de planchers solaires directs.

Eclairage naturel et éclairage artificiel: Un objectif de facteur de lumière du jour de 2.5% et une volonté d’éviter les apports solaires dans les classes ont induit plusieurs choix techniques dont la réalisation de grandes surfaces vitrées (31% de la Surface Utile Globale dont 35% orientation NNO), complétées -selon les locaux- par un 2ème jour sur patio ou l'installation de skydômes zénithaux en fond de classe. Les masques ont été limités par une hauteur de bâtiment bornée à R+1 et des distances minimales entre les bâtiments de 15m. L’orientation des locaux ainsi que leur hauteur et la couleur de leurs parois ont soigneusement été choisies et les baies sont équipées de protections solaires motorisées et différenciées selon l’orientation (lames verticales ou horizontales, stores en toile ou a lamelles). Les sources zénithales sont également équipées de tôles de protection perforée. Quant aux grands ateliers, l’éclairage naturel est permis grâce à une toiture en sheds orientés nord et des vitrages latéraux sous toiture. Enfin un éclairage artificiel très performant complète le confort visuel des usagers (2 circuits indépendants par classe, sources

lumineuses de type fluorescent 16mm haut rendement 90 lm/W; extinction par programmation et dérogation). Les mesures effectuées sur les bâtiments finis corroborent les estimations et les usagers s’avouent très satisfaits de l’éclairage des locaux.

Une Gestion Technique Centralisée gérant l’intermittence du chauffage et de la ventilation :Le système de ventilation est prévu pour permettre une gestion différenciée en fonction de l’usage des zones et avec des débits fonction des conditions saisonnières (sur ventilation de nuit en saison chaude soient 10 vol/h), des conditions ambiantes (sonde d'ambiance et mesure de la T° extérieure), de l’occupation des locaux (programmation journalière, hebdomadaire et des vacances scolaires avec détecteurs de présence). La GTC assure également la baisse des protections solaires en fin d’après-midi l’été ainsi que l’extinction de l’éclairage. Il s’avère qu’après cette première année d’utilisation, quelques réglages sont encore nécessaires notamment sur la régulation du chauffage et sur les débits d’air extraits (jugés insuffisants dans certaines pièces).

La maîtrise des usages : plusieurs réunions avec les usagers des bâtiments (personnel enseignant mais aussi élèves) se sont déroulées dans le but d’expliquer les choix techniques et architecturaux du projet et de rappeler le fonctionnement des bâtiments.

Le choix des matériaux avait différents objectifs : l’optimisation de l’utilisation des ressources naturelles (dalles terre cuite apparentes, béton brut de décoffrage, bois non traité et labellisé PEFC ou FSC), la limitation des émissions de polluants (linoléum) et la pérennité des composant sujets à de fortes et fréquentes sollicitations. Les usagers se sont dits surpris par ces matériaux bruts et cette esthétique originale d’aspect « non fini » du bâtiment.

Gestion de la biodiversité et des eaux pluviales: Les aménagements paysagers extérieurs de type "jardin", "prairie" et "zone humide" (nécessitant une gestion différenciées des espaces), le choix de plantations variées (nécessitant peu d’entretien et peu d’arrosage), la conservation des arbres existants ainsi que des toitures végétalisées (à la végétation encore timide) favorisent une large biodiversité. Concernant les eaux de pluie : en raison d’un faible débit de fuite imposé (la présence d’une ancienne carrière d’argile, transformée en décharge, oblige à limiter les pollutions par lixiviation), les eaux pluviales (toitures, espaces verts, voiries) sont collectées vers un dispositif de retenue situé au pied de dunes paysagères planté de plantes filtrantes. Le volume total des bassins est d'environ 600 m3. Par ailleurs, en vue de l’arrosage des espaces verts, deux cuves de 50 et 90 m3 servent également à la récupération d’eau de pluie.

Bâtiment de l’INEED à ALIXAN dans la Drome (26),Maîtrise d’ouvrage : La Chambre de Commerce et de l’Industrie de la Drôme, Architecte : D.DESSUS

Date de livraison Juillet 2006Zone géographique Sur le site de la gare TGV de Valence (26) en zone plutôt rurale. DJU 2007 : 1940Usage bâtiment tertiaire à usage de bureaux (880m² SU), d’enseignement (370m² SU) et

conférences exposition et réunions (690 m² SU) et un atelier bois (280 m² SU). Taille Trois niveaux, SHON de 3600m² soit 24 % de plus que la surface utile (2892 m²), ou

+ 38% sans l’atelier bois, occupation 110 personnes dont 40 stagiairesConsommation énergétique

Tout usage la consommation mesurée lors de la première année de fonctionnement est de 65 kWhep/m²SHON/an. (atelier bois exclu)

Coût de la construction 1100 € HT /m²shon coût des travaux HT (3 960 k€) hors foncier, hors mobilier, honoraires inclus.

Des solutions pour assurer la qualité d’usage, le confort et les économies d’énergie

Une enveloppe compacte, peu vitrée (15% de la surface utile) avec une isolation soignée (brique de 50 cm) pour limiter les déperditions. Une structure bois avec des dalles bétons pour un meilleur confort estival.

Un système de récupération de la chaleur interne et du sol (puits climatique) sur l’air neuf pour assurer hygiène et économie d’énergie. Chauffage central au gaz régulé à 19°C.

La maîtrise des usages : des occupants fortement impliqués un éclairage basse consommation avec des lampes d’appoints pour limiter la puissance et conserver le confort visuel, équipement de bureautique portable. Figure 1. Plancher collaborant de type bois-béton

Une consommation énergétique faible, des occupants impliqués, un confort thermique au plus justeLa limitation des consommations de chauffage et d’électricité spécifique a été facilitée par une durée et une densité d’occupation plutôt faibles ainsi qu’un hiver chaud.Le premier hiver des problèmes d’étanchéité à l’air (dû aux joints des fenêtres) ont entraîné des températures intérieures de 17- 18 occasionnant la pause momentanée et localement d’un appoint avec chauffage électrique. Le problème a été corrigé et sur le second hiver et la consigne est passée à 20°. Les ouvrants motorisés et programmés pour la ventilation nocturne ainsi que le maintient de la ventilation sur le puits la nuit garantissent le rafraîchissement. Cependant, l’absence de protections solaires extérieures, d’une part, la présence de faux plafonds et de moquettes à l’étage, d’autre part, peuvent compromettre le confort d’été.

Contact : Madame Der khatchadourian à l’IneedDes briques de 50 cm, une structure bois et dalle béton, une végétalisation capricieuse

Le bâtiment a un coefficient de transfert thermique global (Ubat) de 0.52 W/m²/K. L’originalité vient de l’épaisseur de 50 cm des murs composés de briques Monomur. Le concepteur doit alors veiller à harmoniser la position des ouvrants et la taille des briques de façon à limiter les découpes. Celles-ci créent des singularités difficiles à traiter si on veut limiter les défauts d’étanchéité. Les autres parois présentent une isolation conséquente mais plus classique (10 cm polystyrène expansé au sol, 18 cm de poluyréthane en toiture, vitrage VIR avec argon). L’enveloppe bénéficie de photopiles en casquette, en revanche la toiture et les protections solaires végétalisées n’ont pas poussé. L’originalité de la structure bois recouverte d’une dalle béton, présente l’avantage d’augmenter l’inertie. Elle est limitée par la pose de revêtement de sol à effet thermique (sol PVC ou linoléum), pour éviter les bruits de choc.

Un puits climatique pour éviter l’inconfort, une installation classique optimiséeUn puits climatique et un récupérateur de chaleur, permettent de réchauffer l’air neuf hygiénique en hiver et le rafraîchir en été. Mais, les débits, de l’ordre de 0.5 vol/h, sont insuffisants pour assurer un rafraîchissement passif (compter 5 à 10 Vol/h). Ce système semble sur équipé avec un doute sur l’optimum énergétique.L’installation de chauffage est classique (chaudière gaz à condensation) mais soigneusement régulée :- Dans les bureaux l’émission assurée par des radiateurs avec des robinets thermostatiques assurent 19°, - Dans les salles de réunion, le chauffage, assuré par un système à air, est limité à la période d’occupation.

Des équipements économes pour l’usage et le confort visuelTous les équipements techniques du bâtiment sont choisis pour leur efficacité énergétique. Il y a une recherche systématique pour réduire les consommations pour l’usage, en particulier : L’éclairage avec des équipements performants, et adaptés aux besoins locaux en distinguant éclairage de

fond et éclairage d’appoint pour le plan de travail. La puissance installée moyenne est de 6 W/m². La bureautique avec 50 % des bureaux équipés avec des stations d’accueil pour portables qui permettent de

passer de 120 à 30W par machine, et permet de s’affranchir d’un onduleur.

Des consommations avec des performances fortement liées à l’usageLa consommation associée au chauffage s’élève à 20,7 kWhep/m²shon./an. Les DJU sur la saison 2006-2007 s’élève à 1689, soit 23% de moins que sur la période 05-06 proche des DJU trentenaires (2200). Cette valeur est à mettre en perspective des consommations moyennes en chauffage des bureaux (80 kWhep/m²shon./an1) ou des établissements d’enseignement (60 kWhep/m²shon

1). La consommation d’énergie relevée pour l’électricité s’élève à 45 kWhep/m²shon, à rapprocher des consommations moyennes des bureaux et des bâtiments d’enseignement respectivement de 230 et 30 kWhep/m²shon

2.

Une T° de 19 °C est-elle suffisante pour une activité de bureau ?Le confort est subjectif. Cependant, une température ambiante de 19°C conduit à un taux d’insatisfaction de 15 à 20%3 pour une vitesse d’air quasi nulle, une activité de bureau et avec un pull. Une approche du confort thermique plus fine intégrant d’autres aspects (T° au poste de travail, écart de température entre la tête et les extrémités, …) permettrait d’identifier plus surement l’origine de l’inconfort constaté.

Consommation et confort à confirmer pour une occupation et des saisons plus proches de la normaleLa performance énergétique semble avoir été au cœur du projet sans négliger les autres aspects (hygiène, confort, acoustique, usage). Il en est sortie des solutions classiques avec quelques originalités (épaisseur des briques, le plancher bois/béton). L’optimisation finale a demandé des ajustements en fonctionnement (piège à son, store) et une attention particulière (rappelle des comportementaux). Il ressort deux questions prégnantes : Le puits climatique et la surventilation nocturne compenseront-ils le manque d’inertie et l’absence de stores

pour assurer le confort d’été? Comment va évoluer la consommation d’énergie lors d’hivers plus froids avec une occupation plus dense ?1 Chiffres clé de l’ADEME 2006, Consommation moyenne de chauffage pour les établissements d’enseignement et de bureaux corrigée par le rapport des DJU et ramenée à la SHON en retenant les valeurs du projet.2 Chiffre clé de L’ADEME 2006, consommation moyenne autre usage pour les établissements d’enseignement et de bureaux ramenée à la SHON en retenant les valeurs du projet (facteur 1.38 de la SHON à la surface utile hors atelier bois)3 La norme EN 7730 quantifie, à partir d’une approche probabiliste, le nombre de personnes insatisfaites d’une ambiance thermique.

Maison Detot-Kavoukdjian à Forcalquier dans les Alpes de Haute-Provence (04)Maître d'ouvrage : Famille Detot-Kavoukdjian

Maître d'œuvre : R+4 Architectes (Bernard Brot)

Date de livraison Juin 2001Zone géographique Zone pavillonnaire à la lisière du village de Forcalquier.

Altitude moyenne de 550 m (climat pré-alpin).DJU trentenaire : 2423

Taille Maison sur deux niveaux sur terrain exposé Sud-EstSurface : SHON : 222 m² ; surface habitable : 207 m²

Occupation Famille de cinq personnesConsommation énergétique

La consommation d'énergie est de 85,9 kWhEP/m²/an en moyenne durant les années 2001 à 2007.

Coût de la construction 215 000 € HT (hors VRD et panneaux photovoltaïques) soit 970 € HT/m²SHON

L'expression d'une volonté d'utiliser des matériaux naturels et des énergies renouvelables

Une maison a conception bioclimatique : la maison Detot-Kavoukdjian a été conçue en 1999 avec pour ligne directrice une consommation d'énergie faible, un éclairage naturel optimisé avec notamment un grande surface vitrée au Sud et l'utilisation de matériaux de construction sains et naturels de préférence de provenance locale (bois, laine de mouton). Les investissements supplémentaires pour assurer la qualité environnementale (estimés à 4,8%) ont été pleinement assumés dans la perspective d'une consommation moindre d'énergie et de CO2.

A l'origine, une volonté d'utilisation des énergies renouvelables : le choix du chauffage s'est porté sur le solaire dès les débuts de conception de la maison. Au rez-de-chaussée, le chauffage est assuré par un plancher solaire direct à eau alimenté par 15 m² de capteurs solaires thermique disposés verticalement sur la façade Sud. Les propriétaires se refusant à utiliser l'électricité pour le chauffage le complément au plancher solaire est fourni par un poêle. A l'étage, le chauffage est assuré par un chauffage central au gaz. Des panneaux photovoltaïques ont été mis en place en deux fois sur un petit bâtiment annexe. 40 m² ont été installés à l'époque de construction de la maison, 17 m² ont été rajoutés en juin 2007.

Enveloppe et structure du bâtimentLe bâtiment fait la part belle aux matériaux naturels. Le détail de la structure et de l'enveloppe du bâtiment en atteste :• Ossature bois en sapin du Nord, contreventement en OSB de 13 mm et Fibralith de 35 mm sous toute la

surface d’enduit (support)• Bardage en mélèze, charpente traditionnelle en sapin du Nord, plancher de l'étage en bois sapin du Nord.• Doublage en laine de mouton (traitement MITIM ) 80 en mur et 200 mm sous toiture + plaques de gypse et

cellulose Fermacell simple et/ ou double peau selon l'isolement phonique demandé (salle bain/chambre ou cuisine/cellier)

• Couverture en tuiles de terre cuite; terrasse en mélèze d’origine locale ; • Menuiseries bois (fenêtres double vitrage, volet coulissants)• Plancher bas béton de 19 cm isolée par 5 cm de polystyrène incompressible et posée sur hérisson de

cailloux lavés

Performance énergétiqueLa performance visée lors de la conception de la maison en 1999 était une consommation de 80 kWhEP/m²/an pour le chauffage et la production d'ECS. Cet objectif a été très largement atteint comme en attestent les moyennes des consommations de 2001 à 2007.Ces consommations sont les suivantes :• Consommation moyenne sur sept an : 85,9 kWhEP/m²/an tous usages confondus• Détail des consommations moyennes par usage et nature de l'énergie consommée :

- Chauffage : 27,6 kWhEP/m²/anSolaire : plancher solaire direct (PSD) sur capteurs solaires disposés verticalement au Sud assurant ainsi un bon rendement.Bois : poêle à double combustion consommant 1,5 stères de bois/an (1810 kWh/an) en appoint du PSDGaz : chauffage central consommant environ 340Kg de gaz propane (4324 kWh/an)- Production d'eau chaude sanitaire : 1198 kWh/an soit 13,9 kWhEP/m²/anSolaire (capteurs solaires) et électricité- Pas de ventilation mécanique- Électricité autres usages y compris éclairage : 3822 kWh/an soit 44,4 kWhEP/m²/anLa consommation d'éclairage est limitée par l'éclairage naturel abondant et l'utilisation d'équipements basse consommation

57 m² de panneaux photovoltaïques ont été mis en place sur un petit bâtiment de plain pied sur le terrain de la maison, 40 m² datant de l'époque de construction de la maison et les 17 autres m² de juin 2007. L'électricité produite est entièrement revendue à EDF. Elle n'entre donc pas en compte dans le bilan énergétique de la maison mais l'opération présente un intérêt financier. Plus de 9000 kWh/an sont produits soit un peu moins de la moitié de la consommation énergétique tous usages confondus. Les 1765 € de recettes générés couvrent entièrement les dépenses énergétiques de la maison (1247 € de charges).

Confort thermique et ventilationConfort thermiqueLa maison présente de petites surfaces vitrés sur toutes les façades à l'exception de la façade orientée au Sud-Sud-Est largement vitrée de par la présence d'une Véranda.La façade exposée au Nord a également une avancée où se situe l'entrée. Elle constitue un espace tampon qui permet de se protéger du Mistral.Un mur en pierre délimite la véranda du séjour. Par son inertie il permet de bénéficier d'un déphasage de température avec l'extérieur ce qui est appréciable compte tenu du climat local présentant des écarts de température important entre le jour et la nuit.On aurait pu craindre un problème de surchauffe au rez-de-chaussée en mi-saison, les apports solaires de la véranda venant s'ajouter au chauffage du plancher solaire. Mais les protections solaires semi-transparentes de la véranda suffisent à assurer un confort d'été satisfaisant.VentilationIl n'y a pas de système de ventilation mécanique. Le renouvellement hygiénique de l'air est donc soumis aux aléas d'éventuelles infiltrations dues aux défauts d'étanchéité. Il y a donc un doute sur la gestion équilibrée entre la ventilation naturelle et celle des échanges thermiques entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment. Seul l'étude des habitudes de ventilation et de la perméabilité du bâtiment permettrait de le lever.

ContactR+4 Architectes, Bernard Brot. Tél : 04.92.75.70.72

Champ du soleil – Chemin de Pernette MEZERIAT

(01) DYNACITE (OPAC de l’Ain)

Contact : Jacques LAFFONT (responsable Gestion des contrats de maintenance). Tél : 04 74 45 89 82Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil)

Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : ja.meunier@habitat-territoires.comDate de livraison Opération livrée en avril 2006 – Date de visite du site & photographies : 6 août 2008

Zone géographique Région Rhône-Alpes - Zone climatique H1c - DJU (2007-2008) :2685 – Altitude 240 mUsages Habitat résidentiel à vocation sociale en zone rurale. 9 pavillons isolés ou jumelés

Taille SHAB : 2 T3 (69 m² & 73 m²), 5 T4 (2x78 m² & 3x80m²) et 2 T5 (94m²). SHON 8 pavillons : 743 m²

Performances visées Démarche HQE : Ubât = 0,52 W/m².K – Consommations chauffage = 28 Wh/m².DJUDJU trentenaires de MEZERIAT : 2685.

Consommations énergétiques moyennescalculée sur 8 pavillons

Consommations chauffage+ECS+gaz cuisine (saison 2007-2008 – 2685 dju) : 141 kWhep/m²shon/anConsommations électricité (saison 2007-2008 corrigé sur 365 jours) : 130 kWhep/m²shon/an

Coût des travaux(valeur 2005)

Ensemble des travaux : 1 427 750 € (1 966 € HT/m²shab - 1 718 € HT/m²shon)Prix moyen d’un pavillon : 158 639 €

Les points forts de l’opération :• Conception bioclimatique :

Orientation favorable des pavillons : façades avec grandes baies vitrées placées au Sud,

Absence d’ouverture au nord ou ouvertures de taille réduite, Espaces tampon coté Nord : garage fermé et sas d’entrée, Ouverture taille moyenne en Est/Ouest, Forte inertie thermique (murs, dalles), Important débord de toiture favorisant le confort d’été,

• Panneaux solaires thermiques intégrés en toiture,

• Capteurs photovoltaïques intégrés en toiture,• Fermetures extérieures avec ouvrants en bois et aluminium, double

vitrage à faible émissivité, volet en bois sans ajourage,• Lumière zénithale par velux pour réduire les consommations liées à

l’éclairage,• Ventilation hygroréglable B,• Chaudière individuelle mixte à condensation au gaz naturel,

• Planchers chauffants à basse température.

Le point de vue de l’organisme :Ce programme a été réalisé en visant la meilleure qualité environnementale possible compte tenu des contraintes financières du logement social et des limites inhérentes aux produits disponibles sur le marché, à l’inventivité des concepteurs et à la capacité des entreprises chargées de réaliser les travaux.La gestion de l’énergie a été particulièrement soignée avec des performances inférieures de 30%

à la réglementation. Le recours aux énergies renouvelables à été porté à son optimum avec 2 m² de panneaux solaires par pavillons et 20 m² de capteurs photovoltaïques.

Détail des travaux réalisés et performances énergétiques :• Murs en façade Nord :

o Mur à ossature bois et parement bois non traité, isolé par laine de chanvre 150 cm (λ=0,041 W/m.K)

• Murs en façade Est, Sud et Ouest :o Murs en briques monomur de 37,5 cm,

• Toitures :o Isolation en laine de chanvre 200 mm o Façade sud : capteurs photovoltaïques et panneaux solaires

thermiques intégrés en toiture, éclairage zénithal par Velux à fermeture automatique en cas de pluie.

• Planchers bas :o Isolation périphérique par 60 mm de

polystyrène extrudé • Fermetures extérieures :

o Ouvrants en bois et aluminium,o Double vitrage 4-16-4 à faible émissivité,o Volet en bois sans ajourage

[UJ/N=1,8 W/m².K].• Production et distribution de chaleur :

o Chaudière individuelle mixte à condensation au gaz naturel,

o Planchers chauffants à basse température en rez-de-chaussée (séjour et cuisine),

o Radiateurs équipés de vannes thermostatiques.

o VMC hygroréglable B sous avis technique,• Production d’eau chaude sanitaire :

o Préchauffage de l’eau par 2 m² de panneaux solaires thermiques par pavillon avec appoint par chaudière mixte (taux de

couverture solaire : 50 à 60% estimés),• Production d’électricité photovoltaïque :

o Électricité produite par 20 m² de capteurs solaires par pavillon.• Réduction des besoins en éclairage et en ECS :

o Éclairage naturel par Velux en séjour,o Distribution de lampes fluocompactes aux locataires entrants (intégrées au bail),

o Limitation des longueurs de canalisations entre production et point de puisage.

Appréciation générale :Les consommations moyennes des 8 pavillons - hors pavillon inoccupé -, mesurées sur la deuxième année ayant suivi la livraison pour 2685 DJU, sont de : 141 kWhep/m² shon pour le chauffage,

l’eau chaude et le gaz de cuisine, 130 kWhep/m² shon pour l’électricité.

Mais les variations entre pavillons sont très importantes puisqu’elles varient de : 117 à 182 kWhep/m²shon pour le

chauffage, l’eau chaude et le gaz cuisine,

75 à 272 kWhep/m² shon pour l’électricité.

Dans l’ensemble, les consommations ont, fortement baissés par rapport à la première année (-15% sur le

chauffage, l’eau chaude et le gaz cuisine et -9% sur l’électricité) sous l’effet de la forte augmentation des tarifs de gaz naturel et aussi grâce à une prise de conscience de quelques locataires de leurs surconsommations d’eau chaude sanitaire.Il reste encore quelques marges de progrès pour quelques-uns d’entre eux. Les consommations électriques – pénalisées par la conversion en énergie primaire - sont particulièrement élevées chez certains locataires en raison d’équipements vétustes, surabondants et d’activités spécifiques fortement consommatrices (repassage, bricolage).

Traitement solaire façade Nord-Ouest avec joues (lames

verticales et volets roulants)

Locaux AGC Concept Architectes (26) Maître d’ouvrage et Architecte : AGC Concept Architectes (bureaux de l’agence).

Date de livraison Septembre 2006.

Zone géographique Valence. ZAC Rovaltain (ancienne friche industrielle en cours de développement), peu d’obstacles naturels, site très venté.Dju 2190

Usages Bureaux d’architectes.Taille 400m² surface utile (Su), Shon=410m². Bâtiment de plain pied. Occupation Capacité de 20 personnes. Actuellement, 14 personnes. Horaires normaux de bureau.Consommations énergétiques

Prévision initiale : 27 kWhep /m²Su.an, chauffage + refroidissement + éclairage+auxiliaires1ère année représentative : 40kWhep/m²Su.an chauffage seul.

Coût de la construction 1200€HT/m²Su.an (hors honoraires, hors foncier)

Un bureau sans climatisation grâce à un puits provençal.

Une enveloppe avec un bon niveau d’isolation : 24cm de laine minérale dans les murs, 16cm + 10cm de laine minérale dans les plafonds, vitrages (menuiserie alu et vitrage 4/16argon/4 peu émissif) et un traitement efficace des ponts thermiques malgré une structure à ossature métallique. Le point faible se situe au niveau de la dalle de plancher bas sur vide-sanitaire sans traitement du pont thermique de liaison et sans isolation. Protection solaire complète des baies sauf en façade sud-ouest. L’inertie est moyenne grâce à une dalle de plancher bas en béton.

Un système de chauffage standard de type chaudière gaz basse température reliée à des cassettes encastrables 4 tubes (en prévision d’un éventuel futur rafraîchissement par échange direct avec la nappe). Une ventilation simple flux (par extraction dans les sanitaires) conçue pour diminuer les sources d’inconfort d’été et s’affranchir de la climatisation grâce à un puits provençal pouvant fonctionner en surventilation.

Une maîtrise des usages simplifiée : la régulation du système de chauffage permet un réduit de nuit à 17°C et le déclenchement des ventilateurs du puits canadien pour la sur-ventilation est manuel. Le bâtiment est prévu pour être évolutif et servir de station expérimentale.

Un confort d’été apprécié, un confort hiver perfectible, un écart entre occupations finales et estimations initiales.

L’objectif de 27kWhep/m²Su.an tous postes sauf la bureautique surestimait les performances du bâtiment en occupation réelle. La première année représentative de chauffage (saison 2007-2008) le confirme avec 40kWhep/m²Su pour le chauffage seul. Cet écart est attribué à une différence entre les hypothèses de prestations et de scénarios d’occupation utilisés dans l’étude préliminaire, et la réalité : chaudière condensation, pont thermique de plancher bas négligé, entrées d’air parasites dues au comportement des occupants, pas de chauffage dans le SAS, température de consigne hiver à 19°C au lieu des 23-24°C en réalité. L’occupation réelle du bâtiment par les occupants rend donc difficile la prévision des consommations. En été, l’ambiance thermique semble bien appréciée notamment grâce aux protections solaires et au puits provençal. L’air entrant dans le bâtiment donne une véritable sensation de fraîcheur qu’il conviendra de quantifier par des mesures a postériori. Des mesures relatives aux consommations d’auxiliaires manquent également pour pouvoir comparer l’efficacité énergétique de ce système par rapport à des systèmes classiques de climatisation.Contact : Gérard Chaussignand, architecte et gérant de la société AGC Concept.

Espace tampon Espace tampon

Vide sanitaire

Coupe transversale du bâtiment

Atrium central

Ouverture des sheds en été

Mise en œuvre du puits provençal

Une isolation renforcée mais avec un point faible.Les systèmes constructifs de type ossature métallique sont habituellement très générateurs de ponts thermiques structurels. Pourtant les choix adoptés dans le cadre de ce projet (isolation autour des coffres de volets roulants, isolation continue au niveau de la liaison plancher haut/mur) montrent qu’un traitement des points sensibles de l’enveloppe peut être adopté. La perméabilité à l’air du bâti est par ailleurs inconnue. Les murs sont composés de deux couches d’isolation : 9cm de laine de roche (LDR) à l’extérieur et 15cm côté intérieur, de part et d’autre d’un bac acier (Uparoi=0,22W/m².K). La toiture offre des conditions optimales de protection au rayonnement solaire grâce à une végétalisation en surface et au couplage de l’isolation de la toiture (16cm de LDR) avec une seconde couche d’isolation au niveau du faux-plafond (10cm de LDR), créant ainsi un espace tampon entre les locaux et l’extérieur (Uglobal=0.14W/m².K). Un point faible subsiste au niveau de la dalle de plancher bas. L’isolation entre le vide-sanitaire et les locaux chauffés est inexistante car le maître d’ouvrage souhaitait conserver l’inertie très importante apportée par le système double-dalle béton, afin de l’exploiter pour le confort en été. Si ce système fonctionne effectivement très bien en période estivale, les déperditions en hiver sont très importantes et créent un phénomène de paroi froide, source d’inconfort et d’augmentation des températures de consigne. De plus, le pont thermique de plancher bas n’a pas encore été traité et participe fortement aux déperditions globales de l’enveloppe car le bâtiment est de plain-pied.

Approche bioclimatique.Le site est fortement balayé par des vents froids en hiver. La réponse à cette contrainte est la mise en place d’une rangée d’arbres au Nord-Est, derrière le parking. Cette solution n’est pas opérationnelle pour l’instant car les arbres sont encore jeunes. L’impact de ce dispositif pourra être mieux évalué d’ici 4 à 5 ans. Par ailleurs, la diffusion de l’éclairage naturel est bien répartie. La présence d’un atrium central en forme shed permet de diffuser la lumière jusqu’au centre du bâtiment. Les luminaires sont donc peu utilisés. Enfin, la maîtrise des apports solaires est globale et assurée par une combinaison de plusieurs systèmes de protection : casquette en surplomb du bâtiment, lames horizontales, joues munies

de lames verticales et volets roulants. Toutefois, les systèmes de brise-soleil en façade Sud-Ouest ont été écartés pour conserver l’équilibre architectural. Un complément de protection est à l’étude pour remédier à l’utilisation récurrente des volets roulants sur cette façade.

Le puits provençal.Un des atouts majeurs de ce bâtiment à usage de bureaux est l’intégration d’un puits provençal qui lui permet de se passer de climatisation. Deux nappes de conduits comprenant 11 tubes au total, d’un diamètre de 20cm et d’une longueur de 20m ont été enterrées entre 3 et 4m de profondeur. Cette

précaution permet de s’affranchir du réchauffement de la terre en surface et d’obtenir ainsi des températures d’air plus fraîches. Après avoir traversé le puits provençal, l’air passe dans le vide sanitaire puis est insufflé dans les locaux par des entrées d’air au sol. Les débits hygiéniques en conditions normales (environ 400m3/h) basculent vers des débits de surventilation (800-1000m3/h) en été avec la mise en route d’un caisson de ventilation placé dans le vide sanitaire qui met en surpression le bâtiment. Le sur-débit d’air est ensuite évacué à travers le shed de l’atrium qui s’ouvre automatiquement.

Qualité des ambiances.Si le confort thermique en été est une réussite, la qualité de l’ambiance en hiver peut être améliorée en raison du manque d’isolation au niveau de la dalle de plancher bas. Les températures de consigne en hiver sont plus proches de 23-24°C que de 19°C comme prévu dans l’étude thermique initiale. La question de l’hygiène se pose également en faisant transiter l’air dans un vide-sanitaire étanche avant de le distribuer dans le bâtiment. En effet, on ne peut nettoyer le vide-sanitaire.

Un bâtiment très performant et encore perfectible : évolutions à venir.Le maître d’ouvrage voulait un bâtiment qui soit évolutif, voire expérimental, pour capitaliser les retours d’expériences et développer sa compétence en matière de construction énergétiquement économe. Certains choix énergétiques initiaux tels que la présence d’un ventilo-convecteur dans le SAS d’entrée, la mise en œuvre d’une chaudière basse température, le traitement du pont thermique de plancher bas et la protection solaire sur la façade Sud-Ouest sont la priorité des voies d’amélioration du maître d’ouvrage. L’instrumentation du puits provençal fournira également des données essentielles à la compréhension des performances atteintes par ce type de système.Le principe de fonctionnement qui consiste à faire transiter l’air qui vient du puits provençal par le vide sanitaire conduit à réchauffer l’air et à déprécier la capacité de rafraîchir du puits. Par ailleurs en surventilation nocturne l’écart entre la température extérieure et la température du sol peuvent être très proches, hors canicule, ce qui annule l’échange thermique.

Groupe Scolaire « Les Capucines » à Baigneux-les-Juifs, Côte-d’Or (21) Maître d’ouvrage : SIVOM de Baigneux-les-Juifs,

Maîtrise d’œuvre : François BRANDON (Architecte), Conception bioclimatique : Jean BOUILLOT (Architecte).

Date de livraison Mise en service, septembre 1993.Zone géographique Département 21, zone rurale. Dju trentenaire 2867.

Usages Etablissement d’enseignement comprenant trois classes primaires et une classe maternelle. + une extension plus récente intégrant un service de restauration (cuisine sur place).

Taille 505 m² surface utile (554m² SHON), de plain-pied.Occupation 1480 heures par an (environ 100 élèves).

Consommations énergétiques

Prévisions des besoins de chauffage par simulation dynamique (Pleiade Comfie) : Bch=50kWhep/m²Su.an soit une consommation de 90kWhep/m²Su.an en considérant un rendement global d’installation à 56% (valeur DPE : chaudière+distribution+émission+régulation).Mesures effectuées sur une saison de chauffe : 15litresfuel/m²Su.an soit 160kWhepPCS/m²Su.an

Coût de la construction

388830 €HT (soit 764€HT/m²Su) hors publications, hors mobilier, hors parking. 962€HT/m²Su tout compris.

Un investissement dans la conception bioclimatique pour un jeu de prestations très basique.

Une conception architecturale bioclimatique qui intègre le bâtiment dans son environnement en tirant profit au maximum des apports solaires (chaleur, lumière) en saison froide tout en le protégeant de ces rayons en période chaude. Les locaux à occupation intermittente disposés au Nord-Est font effet tampon avec l’extérieur. Les étagères de lumières et l’atrium central distribuent la lumière naturelle dans tout le bâtiment. Enfin, des haies vives ont été disposées sur le terrain environnant afin de diminuer l’impact du vent.

Une enveloppe simple et fonctionnelle avec 8cm d’isolant en doublage intérieur des murs, des fenêtres et une verrière en double-vitrage alu 4/12/4 et une dalle en béton de 15cm conférant une inertie moyenne au bâtiment.

Des systèmes basiques pour le chauffage et la ventilation. Une chaudière fioul standard avec des radiateurs haute température sans robinets thermostatiques assure les besoins en chauffage. La ventilation VMC simple flux (air extrait dans l’Atrium et les sanitaires) est complétée par l’ouverture des fenêtres en cas de saturation de l’air dans les classes.

Un bâtiment ressenti comme agréable et des consommations à la hauteur des attentes.Le projet a clairement rempli son objectif : offrir un espace lumineux et fonctionnel et diminuer les charges de chauffage. Une enquête réalisée après un an d’exploitation auprès des quatre enseignantes montre que, mise à part quelques imperfections en particulier dans l’usage de l’atrium central, les salles de cours sont claires, agréables et acoustiquement bien isolées. Les consommations mesurées ont montré une diminution importante des charges par rapport au bâtiment précédent avec 15 litres de fioul/m²Su.an contre 50 litres auparavant. Les objectifs clés du projet sont donc atteints.Contact : Jean Bouillot (Architecte conception bioclimatique)

L’intégration du bâtiment se fait dans la course des rayons du soleil tout au long de l’année

Les axes majeurs de la conception bioclimatique.L’approche bioclimatique intégrée dans le cadre de ce projet en particulier a suivi deux axes majeurs : se protéger du vent et du froid et bénéficier au maximum de l’énergie en provenance du soleil. La commune de Baigneux-les-Juifs qui se situe à une altitude de 404m est soumise à des hivers rigoureux. Le bâtiment a donc été tout d’abords implanté dans son environnement dans l’objectif de limiter l’inconfort causé par le vent : haies vives, alignement des arbres. L’opacité du bâtiment et l’implantation des

locaux à usage intermittent au Nord-Est limite les besoins et les déperditions à ce niveau. De plus, la faible pente de la toiture tient compte de la possibilité de créer un matelas de neige isolant pendant l’hiver. De l’autre côté, la façade Sud-Ouest est traitée de façon à maximiser l’ensoleillement : grandes surfaces vitrées pour récupérer les apports solaires, des brise-soleils pour éviter les surchauffes en été, des étagères de lumière dans les salles de classe et un atrium distribuant la lumière au centre du bâtiment. Prestations générales : double-vitrage PVC 4/10/4, murs isolés par l’intérieur avec 8cm de laine de verre, 20cm dans les rampants. Traitement des ponts thermiques de refend avec un retour d’isolant.

Des petites imperfections pour l’atrium.

Cet espace est au cœur du projet. C’est un local intermédiaire entre l’intérieur et l’extérieur, le Nord et le Sud qui participe fortement au ressenti global du lieu. La lumière captée par la verrière se diffuse ici pour éclairer ensuite les différents locaux par l’intérieur. Le gain énergétique sur les besoins de chauffage (apports récupérés moins déperditions) de cette verrière a été estimé à 4kWhep/m²Su.an. Pour protéger cette zone des surchauffes estivales, des stores intérieurs motorisés ont été prévus ainsi que des châssis ouvrant. Ces précautions restent pourtant insuffisantes et les usagers se plaignent d’une ambiance trop chaude en été entrainant de plus des odeurs d’eau croupie en provenance des sanitaires intégrés à cet espace. Des protections rapportées à

l’extérieur auraient sans doute été plus judicieuse. Le système motorisé par l’intérieur présente par ailleurs une certaine fragilité dans son usage.

Ecart de résultats entre étude thermique et consommations mesurées.Des simulations thermiques dynamiques (logiciel Pléiade Comfie) ont été réalisées en support de la conception par le centre d’énergétique de l’Ecole de Mines de Paris (avec M. Bruno Peuportier) pour estimer les consommations. Les résultats prévisionnels affichaient des consommations de l’ordre de 50 kWhep/m²Su.an avec une contribution des apports solaires s’élevant à 34%. Si le modèle numérique semble bien représenter les consommations sur une période courte d’hiver, le résultat annuel ne correspond pas aux mesures effectuées. La consommation totale s’élève à 150kWhep/m²Su.an soit des besoins estimés (si rendement global 56%) à 84kWhep/m²Su.an. L’écart des résultats semble lié d’abords à des relevés de consommations réalisés lors de la 1ère année de chauffe (peu représentative en général), mais aussi à la difficulté de représenter le comportement des occupants à travers les scénarios de façon précise (ouverture/fermeture de volets, ouverture des fenêtres, réglage des radiateurs,…) ainsi qu’à l’écart entre les conditions climatiques prises dans le calcul et les conditions réelles. Dans ce type de bâtiment bioclimatique, les conditions d’usages amplifient d’autant plus ces variations. Par exemple, des apports solaires maximisés dans le cadre d’une conception bioclimatique supposent dans le calcul théorique une économie sur le chauffage. Pourtant, l’ouverture/fermeture des volets dépend de la volonté des occupants et ce qui peut créer des écarts importants selon l’occupation.

Qualité des ambiances.Les températures appliquées aux différents locaux sont : 22°C dans les classes, 23°C dans la salle de repos, 21°C dans les locaux situés au Nord et 18°C dans la salle d’exercice. Les témoignages citent un très bon confort dans les classes. En revanche, dans l’atrium et la salle d’exercice, la sensation de froid est omniprésente.

Une extension pas vraiment dans l’esprit du projet.Depuis 2003, une extension du bâtiment a été aménagée en faisant appel à une équipe de maitrise d’œuvre différente. Le parti architectural n’a pas été conservé car l’orientation du bâti va à l’encontre de ce qui avait été construit initialement (pas de

Le dimensionnement des brise-soleils a été optimisé à l’aide de

maquettes à l’échelle

L’atrium

Façade Nord

brise-soleil au Sud, des ouvertures au Nord…) Cette situation souligne le problème de cohérence d’un projet dans le temps lorsque ses atouts majeurs n’ont pas été profondément intégrés.

Pôle administratif de la Mairie aux Mureaux, Yvelines (78)Maître d’ouvrage : Ville des Mureaux,

Architectes : Jean-Luc Hesters et Marie-Sylvie Barlatier,

Date de livraison Mai 2005Zone géographique Département 78, zone urbaine. Dju trentenaire 2636Usages Bureaux administratifs pour la Mairie, salles d’archives et vestiaires.Taille 4437m² SHON. R+2. Occupation 300 personnes. Horaires classiques de bureaux.

Consommations énergétiques

Environ 105 kWh énergie finale/m²SHON.an tous postes confondus dont bureautique à hauteur de 58kWhef/m².an (moyenne sur 3 années d’exploitation). Soit 270 kWhep/m²SHON.an tous usages dont 150 kWep/m²/an pour la bureautique.

Coût de la construction 1473€HT/m² SHON hors honoraires, hors fonciers.

Des solutions techniques variées et cohérentes.

Une enveloppe travaillée dans une approche alliant innovation (rupteurs de ponts thermiques) et techniques classiques (isolation par l’intérieur avec 8 cm de polystyrène expansé). La disposition des ouvrants et leur taille optimisent les apports lumineux. Ils sont associés à des volets extérieurs persiennés qui, par leur effet diffusant, garantissent un éclairage naturel suffisant tout en limitant les apports solaires pour éviter les surchauffes estivales. L’inertie du bâtiment est moyenne grâce à un plancher lourd sans revêtement.

Un système chauffage très performant et une ventilation simple flux. La présence d’une nappe phréatique à 15m de profondeur est exploitée pour optimiser les performances de la pompe à chaleur en hiver et faire du free-cooling en été. La fourniture d’ECS des vestiaires est assurée par un système électro-solaire.

La régulation du chauffage, de la climatisation et de l’éclairage est assurée par une GTC.

Un bâtiment performant, lumineux et confortable malgré quelques défauts de réglage.

Ce bâtiment s’est inscrit en tant que précurseur dans une démarche HQE bâtiments tertiaires. L’effort appliqué à la diminution des consommations d’énergie a donc été associée à une approche plus globale de qualité des ambiances et de diminution des nuisances environnementales. Il en résulte un bon ressenti de l’ambiance lumineuse et du confort en été, en partie grâce aux volets extérieurs de type persiennes capable de capter suffisamment d’éclairage naturel tout en filtrant les apports du rayonnement solaire direct. Une critique cependant de la part les occupants vient de la régulation du chauffage (17-18°C dans certains bureaux Nord et Ouest) par temps froid, obligeant à surchauffer le bâtiment. Mais ce problème d’équilibrage devrait être résolu en fin de saison 2008.Contact : Grégory Lahoud (responsable cellule énergie, direction services techniques des Mureaux)

Eclairage naturel des coursives

Un bâti maîtrisant pertes thermiques et récupération d’eaux pluviales.Sans atteindre un niveau d’isolation avancé, l’enveloppe est continue sur son ensemble grâce à une isolation thermique par l’intérieur (8cm polystyrène expansé) complétée par des rupteurs de pont thermique (Schöck) au niveau des planchers intermédiaires et des planchers. Les fenêtres sont équipées de vitrages 4/14/4 à couche faiblement émissive montés sur des menuiseries métalliques à rupture de pont thermique. Le double vitrage au niveau des allèges n’est que du 4/10/4 pour des raisons inconnues. La partie visible de toiture depuis l’intérieur du bâtiment est végétalisée avec 15 cm de substrat, l’autre partie récupère les eaux pluviales pour alimenter les WC du bâtiment. Pas de test d’étanchéité du bâti réalisé in situ.

Conception lumineuse et équipements économes.Le travail réalisé sur l’ambiance lumineuse est soignée. On remarque par exemple dans les coursives (Cf. photo page précédente) des lucarnes vitrées, qui ont été installées en position haute et basse et qui permettent d’éclairer aussi bien au près qu’au fond du local. Les apports d’éclairages artificiels sont donc inutiles en journée. De même, lorsque dans les bureaux les volets coulissants extérieurs (persiennes en aluminium) sont fermés, l’éclairage naturel se diffuse suffisamment pour éviter un allumage des tubes 16mm et ce notamment grâce de larges surfaces vitrées. Ce travail sur la conception est complété par une régulation par détection de présence avec contrôle d’éclairage naturel par cellule photoélectrique dans les coursives. Les escaliers restent ainsi éteints pendant la journée et ne s’allument que lorsque cela est nécessaire. La régulation des bureaux se fait par interrupteur sans horloge car des équipes de nettoyage travaillent la nuit. On regrettera en revanche que les éclairages proches de la façade vitrée dans le hall d’entrée restent allumés en plein jour.

ECS solaire dans des bureaux ?8m² panneaux solaires sous vide pour des bureaux peut surprendre mais il s’agit d’alimenter des douches pour les employés chargés de l’entretien de la ville. Ce choix montre l’effort appliqué pour réduire les consommations sur tous les postes du bâtiment. Les problèmes de fuites survenus à l’origine sur l’installation semblent aujourd’hui résolus.

Une PAC eau-eau en hiver, du free-cooling en été.Dans le cadre de la démarche HQE, les ressources locales (nappe phréatique) ont été mises à contribution par la Mairie des Mureaux. Les performances en terme de consommations semblent à la hauteur des attentes avec un COP chaud (fourniture chaud/consommations électriques + forage) à 4.3 (saison 2006-2007) notamment grâce aux efforts entrepris sur la régulation des intermittences (arrêt des équipements nuit et week-end) sans gêne pour les usagers grâce à un plancher inertiel. Le COP froid s’élève à plus de 10 si on considère uniquement les consommations de la pompe de captage à vitesse variable (free-cooling direct sur plancher). Les ambiances sont programmées pour délivrer 20°C dans les locaux en hiver et fournir un simple rafraîchissement en été. Des problèmes d’équilibrage des planchers survenus à l’origine et dus à la complexité de l’installation devraient aujourd’hui être résolus suite à une intervention de rééquilibrage.

La régulation par GTC : réussites et faiblesses.La GTC du bâtiment permet de fournir des bilans de consommation très précis (poste par poste : éclairage, ventilation, ECS, pompe de distribution, pompe de forage, PAC et autres usages) et de gérer l’intermittence de la PAC (coupure le soir après 18h et week-end). Toutefois, aucun module d’alarme n’a été pour l’instant intégré en cas de dérive des consommations ou de panne. Les possibilités réelles de la GTC sont, selon Grégory Lahoud, à l’état « d’une mine non exploitée » en raison d’un manque de temps disponible en interne pour s’y consacrer.

Sensibilisation des usagers.La sensibilisation des usagers du bâtiment n’a pas été très approfondie sur la question énergétique. Une présentation générale du bâtiment est prévu pour tout nouvel arrivant mais sans insister sur la façon d’utiliser les dispositifs de régulation du confort (volets persiennes, éclairage) ni sur les qualités énergétiques et environnementales intrinsèques du bâtiment. Un fascicule d’utilisation est actuellement à l’étude pour pallier à ce manque.

Les éclairages sont allumés en plein jour à proximité de la façade vitrée

Bâtiment EMGP 270 à AUBERVILLIERS en Seine Saint-Denis (93) Maître d’ouvrage : ICADE,

Architectes : Olivier BRENAC et Xavier GONZALEZ

Date de livraison 2006.Zone géographique Département 93, zone urbaine. Dju trentenaire 2636Usages Immeuble de bureaux (commerces et centre de formation au rez-de-chaussée).Taille 9000 m² surface utile, R+7, plan masse en forme triangulaire.

Occupation 300 à 400 personnes par jour. Occupation classique pour des bureaux sauf au 1er étage occupé 24h/24h par une plateforme journalistique.

Consommations énergétiques

Objectif visé : 120 kWh énergie finale/m²SU.an (tout électrique), soit 310 kWh énergie primaire/m²SU.an tout usage (y compris la bureautique).Bilan global mesuré en 2007 : 130 kWh énergie finale/m²SU.an, soit 335 kWh énergie primaire /m²SU.an. (même base Degré Jour Unifié DJU)

Coût de la construction 13 000 000 € HT (soit environ 1450 € HT/m²SU) hors foncier, hors mobilier.

Un équilibre entre performance de l’enveloppe et des systèmes haut de gamme.

Une enveloppe compacte à volumétrie en forme de prisme. Les parois verticales sont sur-isolées avec du triple vitrage et une isolation en polyuréthanne de 9cm rapportée à l’extérieur d’une structure traditionnelle en béton, ce qui lui confère une très forte inertie.

Un système de récupération de chaleur sur l’air extrait et deux pompes à chaleur réversibles alimentant des poutres froides qui assurent le chauffage et le refroidissement du bâtiment.

La maîtrise des usages est assurée par une GTB qui commande centralement l’éclairage (avec dérogations locales par commandes manuelles) et le fonctionnement en chaud ou froid après mesure de la température extérieure à 10h du matin.

Un bâtiment très confortable et économe mais encore en « rodage ».Avec un écart inférieur à 10%, les consommations énergétiques réellement mesurées en 2007 sont très proches de l’objectif visé (niveau très performant HQE 2000). Le comportement du bâtiment semble pouvoir s’inscrire dans la durée grâce à des choix techniques connus et éprouvés mais à condition d’entretenir régulièrement ces systèmes (double flux, PAC). Les usagers ont globalement un très agréable ressenti des ambiances thermiques, acoustiques et lumineuses. Par ailleurs, les choix architecturaux semblent satisfaire une grande majorité des occupants. Contact : Alain Guisnel (Directeur de l’exploitation)

Décroché des fenêtres en façade aléatoire.

Une structure béton, des éléments isolants préfabriqués et des fenêtres en décroché de façade.

L’enveloppe du bâtiment se démarque par son architecture et ses choix techniques. Les fenêtres sont en triple vitrage avec store vénitien motorisé intégré entre le double vitrage extérieur et le simple vitrage intérieur. Leur particularité se situe dans le mode d’intégration en façade avec des décrochés variables et aléatoires. La structure métallique qui maintient le triple vitrage intègre de l’isolant. Il serait intéressant de disposer d’éléments de comparaison sur les ponts thermiques engendrés par un tel complexe par rapport à une fenêtre classique, de même qu’une mesure de son impact sur l’étanchéité. Les usagers sont critiques sur les stores vénitiens qui ont été choisis à l’économie et qui devront être tous changés. Cette modification pose problème car l’accès aux stores est très délicat (le vitrage intérieur n’est pas démontable). Des éléments préfabriqués incluant 9cm de polyuréthanne (R=3.6m².K/W) recouverts d’un parement brique et rapportés à l’extérieur assurent l’isolation de la façade. L’isolation par l’extérieur confère à ce bâtiment une inertie moyenne, notamment en raison de la présence de faux-plafonds et de revêtements de sol qui isole l’air ambiant de la structure inertielle.La toiture terrasse comporte une isolation en polyuréthanne de 13cm mais pas de retour d’isolant au niveau de l’acrotère ce qui est dommage vu l’ambition du projet en terme de traitement de l’enveloppe. 100m² de toiture végétalisée a été créé sur le socle au-dessus du R+1. Le plancher bas sur parking est isolé en sous-face, pas de traitement particulier du pont thermique à ce niveau.

Un système PAC classique optimisé par des poutres froides pour économiser sur les auxiliaires.

Les systèmes standards choisis : 2 PAC réversibles et une ventilation double-flux avec récupérateur de chaleur sur l’air extrait sont équipés de poutres froides pour assurer la qualité d’ambiance intérieure. Ce choix permet de supprimer les consommations électriques en provenance d’auxiliaires terminaux. Globalement ces systèmes fonctionnent correctement même si quelques difficultés ont été rencontrées. Par exemple, l’utilisation de 2 PAC est un élément bloquant lorsque l’aile Nord doit être réchauffée l’été pendant que les deux autres ailes sud-est et sud-ouest doivent être refroidies. La distribution des puissances disponibles fait qu’il est parfois nécessaire de mettre en marche les résistances électriques terminales au Nord en été. De plus, une seule mesure de la température extérieure à 10h peut engendrer une logique de fonctionnement des PAC allant à l’encontre des besoins de l’après midi. Une mesure toutes les 2 heures est donc envisagée. Les températures d’ambiances intérieures se situent aux environ de 23°C l’hiver et 24°C l’été.

Une régulation des éclairages orientée vers l’économie.

Des tubes fluorescents avec ballasts électroniques sont encastrés dans l’alignement des trames de poutres froides. Les luminaires sont commandés par détection de présence, mesure d’éclairage naturel et gradateur, avec une commande indépendante des rampes en façades et en fonds de locaux. Des corrections de réglages concernant la gestion optimale de l’éclairage doivent être apportées car pour l’instant, les rampes de façade restent allumées malgré des apports d’éclairage naturel importants en journée.

Une conception cohérente malgré quelques imperfections.

Le bâtiment initialement prévu pour être « banal » a été conçu en grande partie avant la décision d’obtenir la certification Certivéa (NF bâtiments tertiaires démarche HQE). Il en ressort quelques problèmes de conception et en conséquence la gestion est en « rodage » pour les corriger. Ce bâtiment combine malgré tout de nombreux éléments pertinents dans sa conception : une très forte inertie, une sur-isolation et des protections solaires acceptables, et dans ses choix techniques : double-flux avec récupérateur, poutres froides, éclairage avec gradation d’intensité lumineuse.

Coupe d’une fenêtre de façade.

La Source à Chabeuil (26) Maître d’ouvrage : Mme et M. Molle,

Architecte : sans, rénovation avec artisans locaux.

Date de livraison Rénovation d’une ferme. Habitable depuis 2005.Zone géographique Zone rurale (champs). Département de la Drôme (26). DJU trentenaire 2190.Usages Habitation (RDC et R+1) et gîtes d’hébergement (R+1 et combles aménagés).Taille 500m² de SHON (350m ² de surface habitable Sh). R+1 et combles aménagés.

Occupation 3 résidents permanents + hébergement dans les gîtes avec capacité maximale de 25 personnes (en période estivale principalement)

Consommations énergétiques

Hors première saison de chauffe (non représentative), consommations de Chauffage + ECS : - 10kWhep/m²SHON (soit 14,3kWhep/m²Sh) mesuré saison 2006-2007 - et 36kWhep/m²SHON (soit 50kWhep/m²Sh) mesuré saison 2007-2008

Coût de la rénovation 350000€HT environ soit 700€HT/m²SHON (tous travaux de rénovation dont thermique).

Un usage domestique de plafonds rayonnant connectés à une installation solaire.

Une enveloppe de type ancienne bâtisse drômoise rénovée entièrement de l’intérieur. Des isolants ont été mis en oeuvre dans les murs (5cm), les combles (20cm), et les fenêtres ont été remplacées par du double-vitrage 4/10/4 peu émissif. L’inertie du bâtiment est moyenne au RDC grâce à une dalle de plancher bas lourde, et légère dans les autres niveaux.

Un système chauffage solaire (23m² de capteurs) fonctionnant à basse température grâce à des plafonds rayonnants (RDC et combles). Des radiateurs sont installés dans les chambres au R+1 ainsi qu’au RDC. Ce système solaire combiné (SSC) est relié à une chaudière d’appoint fioul standard. La ventilation est hygro-réglable avec un nouveau ventilateur à faible consommation (ALDES Micro-Watt).

Une installation munie de trois départs (un par niveau) permettant d’adapter la fourniture de chauffage en fonction de l’occupation du bâtiment. Toutefois, la régulation du système SSC est complexe et ne permet pas aujourd’hui d’optimiser l’usage de l’appoint.

Des ambiances agréables, des consommations difficiles à interpréter.

Le bâtiment affiche un niveau de performance correspondant au moins à une étiquette A du DPE (Diagnostique de Performance Energétique) sur deux années consécutives. Des résultats qu’il faut toutefois interpréter en fonction des conditions météorologiques et surtout de l’occupation non conventionnelle de ce bâtiment de type logement et gîtes (voir page suivante). Le confort thermique est optimal et homogène grâce au plafond rayonnant et à la segmentation des zones chauffées. « Jamais froid, jamais chaud, nulle part ! », d’après l’occupant. Pour éviter d’éventuelles surchauffes estivales, des nappes de capillaires identiques à celle intégrées au plafond du RDC (Cf. photo page suivante) ont été installées sous un plan d’eau pour effectuer un captage de fraîcheur et la restituer dans le plafond des combles. Faute de nécessité, ce dispositif n’a pas encore été éprouvé. Contact : M. Nicolas Molle, propriétaire de l’édifice et gérant du BET Etamine.

Trois départs pour la distribution de chauffage : 1 -

plafond du RDC, 2 - radiateurs RDC et R+1, 3 -

plafond des combles.

Un niveau d’isolation moyen mais fonctionnel.Les baies existantes ont été remplacées par du double vitrage bois de type 4/10/4 peu émissif. Une combinaison isolante composée de 5cm de laine de bois, d’un doublage en brique et d’un enduit « terre et paille », complète côté intérieur le mur en pierre existant (U global estimé de la paroi = 0,6W/m².K). L’isolation des combles aménagés est assurée par 20cm de laine de bois. Ces niveaux d’isolation sont moyens, loin de ce que l’on peut observer par exemple pour des logements BBC. Toutefois, le bâtiment est fonctionnel puisque le plancher séparant le R+1 des combles est isolé avec 10cm de ouate de cellulose. Cette disposition combinée à une régulation par niveau pour le chauffage, permet d’isoler thermiquement le dernier niveau du bâtiment (généralement inoccupé en hiver) créant ainsi un espace tampon entre volume chauffé et extérieur. De plus, l’utilisation d’enduit de type terre et paille combinée à l’isolation (même faible) des murs diminue le phénomène de paroi froide ce qui participe au bon ressenti des ambiances thermique.

Système solaire combiné (SSC) : points forts et faiblesses.Il s’agit d’un système permettant de participer à la fourniture d’eau chaude basse température pour le chauffage ainsi qu’aux besoins en ECS. L’installation est importante avec 23m² de capteurs orientés Sud et disposés au sol dans le jardin. Un ballon d’une capacité de 2200 litres sert à stocker les apports solaires en provenance des capteurs et de les restituer directement sur le plafond

rayonnant ou en instantané pour l’ECS (avec bouclage). L’appoint est apporté par une chaudière standard fioul déjà en place avant rénovation. Si la taille de l’installation s’adapte parfaitement à l’occupation du bâtiment (faible en hiver, importante en été) et permet d’arrêter complètement la chaudière à partir du mois de Mai, les pertes sur la boucle primaire dues à un mauvais choix de matériaux isolant (non résistant aux fortes températures) ainsi qu’un programmateur de régulation avec une ergonomie complexe est à regretter. Globalement l’installation joue son rôle et fonctionne en parfaite autonomie en période estivale.

Un système d’émission peu courant en logement : le plafond rayonnant. Un système de nappes de capillaires a été intégré dans le plâtre au niveau du plafond au RDC et dans les combles. Ce dispositif permet de diffuser à basse température et de façon homogène les besoins de chauffage. Les radiateurs d’appoint sont généralement arrêtés (car superflus) au RDC et en régime réduit au R+1 car les pertes au dos de l’émetteur sont récupérées au 1er étage. Ce plafond est réversible et doit permettre de rafraîchir les combles si nécessaire grâce à un système de captage au sol sous une étendue d’eau.

Interprétation des consommations.Avec 14,3kWhep/m²Su (saison 2006-2007) et 50kWhep/m²Su (saison 2007-2008) la performance du bâtiment est exemplaire. L’écart entre les deux saisons peut s’expliquer par des occupations différentes (occupation/inoccupation des gîtes) et des saisons météorologiques distinctes. Il faut cependant analyser ces résultats avec précaution car l’occupation du bâtiment est effectivement inégale en fonction de l’année. Par exemple, les combles ne sont pas chauffés en hiver. On ne peut donc pas comparer ces valeurs aux scénarios conventionnels établis dans le cadre de la réglementation thermique RT existant et du DPE.

Un projet à vocation écologique.L’énergie n’est qu’un aspect du projet du maître d’ouvrage qui souhaitait avant tout un projet écologique. Cela se traduit par la mise en œuvre de produits dits écologiques tels que : la laine de bois, la ouate de cellulose, des enduits en terre et paille, mais aussi par l’utilisation de systèmes de gestion de l’eau : économiseurs d’eau, récupération des eaux pluviales pour arrosage et sanitaires, filtre à roseau avant épandage. Une éolienne de pompage a également été installée sur le terrain pour la réalimentation des cuves de stockage.

La ouate de cellulose est visible à travers une

vitre dans la chambre.

Nappes de capillaires intégrés au plafond.

Dégradation de l’isolant car inadapté aux températures

du circuit solaire.

23m² de capteurs solaires

Rénovations « basse énergie » au sein du quartier Franklin de Mulhouse Maîtres d’ouvrage privés. Aménageur: SERM. Assistance technique: ALME& Enertech

Date de livraison Novembre 2007Zone géographique Quartier Franklin, centre ville ancien de Mulhouse (67), 300 m d'altitude, DJU

trentenaire 2969Usage 7 Immeubles collectifs rénovés en 2007-2008Taille Le bâtiment objet de la fiche est au 31 rue des Vosges: 2 étages + combles, 2 F2 (50

m²) et 1 duplex F5 (100 m²), Surface habitable de 183 m²Occupation 3 immeubles à 2 façades mitoyennes sont déjà loués à des particuliersConsommations énergétiques

Simulées avec le logiciel Pléïade-Comfie avant et après rénovation:_Consommation de départ en chauffage (gaz): 417 kWhep/m².an_Consommation prévue en chauffage gaz : 50 kWhep/m².an

Coût de la construction

Coût total rénovation : entre 1 200 et 1 400 Euros TTC / m² surface habitableCoût des travaux « énergie » : 200 à 300 Euros TTC / m² surface habitable

Une isolation maximale alliée à des équipements performants pour transformer l'existant

Une enveloppe rénovée très performante grâce à une isolation allant de 15 cm (murs extérieurs et plancher bas) à 30 cm de laine minérale (combles). Des fenêtres en triple-vitrage peu émissif avec gaz argon et menuiseries bois ont pris la place du simple vitrage antérieur.

Des équipements énergétiques audacieux dans l'existant: une ventilation double-flux avec échangeur à plaques a pu être installée, ainsi qu'une chaudière gaz collective à condensation. Le tout complété par 7 m² de capteurs solaires thermiques couvrant 90% des besoins en eau chaude sanitaire.

Un processus de rénovation urbaine novateur: Les immeubles acquis par la SERM (aménageur) sont revendus aux investisseurs privés avec le permis de construire et un programme de travaux comportant un volet « basse énergie » obligatoire, défini par le bureau d'étude Enertech et les architectes de la SERM.

Une rénovation audacieuse qui doit faire ses preuves pour le confort d'étéLes équipements énergétiques installés vont dans le sens d'une performance thermique optimisée. L'objectif de basse consommation en chauffage semble pouvoir être atteint aux vues des solutions d'isolation mises en oeuvre et de la simulation thermique dynamique réalisée. L'usage d'une VMC double flux avec échangeur de chaleur permet de concilier qualité de l'air intérieur, confort thermique et économies d'énergie. Reste à confirmer que les baisses de consommations d'hiver ne se fassent pas au détriment du confort d'été.

Contact : Agence Locale de l'Energie de Mulhouse, ALME.

15 cm d'isolation intérieure

échangeur à plaques de la VMC (source photos : ALME)

D' une enveloppe nue à une enveloppe « sur-isolée »:

Elément AVANT APRES

Vitrage et fenêtre

Menuiseries boisSimple vitrageUw=4,3W/m²°K

Menuiseries extérieures bois, triple vitrage peu émissif avec gaz argon, Uw =1,1 W/m²°K

Murs extérieurs

Calcaire seulR= 0,3 m²°K/W

Calcaire + 15 cm de laine minérale + placo, R= 4,3 m²°K/W

Combles Lattis bois+chauxR= 0,06 m²°K/W

Bois + 30 cm de laine minéraleR= 7,5 m²°K/W

Planchers bas

Bois+air+placoR= 0,3 m²°K/W

Bois + 15 cm de laine minéraleR= 4,3 m²°K/W

Rampants Lattis bois+chauxR= 0,06 m²°K/W

Bois + 15 cm de laine minéraleR= 4,3 m²°K/W

L'isolation était obligatoirement intérieure pour la façade sur rue, car les bâtiments sont situés en zone patrimoniale protégée. En revanche, l'isolation par l'extérieur a pu être mise en place côté jardin dans le cas du 31 rue des Vosges. La proportion d'ouvertures existantes a été conservée, environ 1/6 de la surface habitable.

Un dispositif de suivi des consommations et d'accompagnement des habitantsUn suivi des consommations par comptage séparé a été intégré sur le dispositif collectif (un compteur pour l'ECS solaire, un pour l'appoint à l'ECS, et un pour le circuit de chauffage). Le projet peut ainsi faire l’objet d’un suivi in-situ par l’ALME et le bureau d'étude thermique Enertech :Une sonde de température par pièce (pour évaluer la part du comportement dans les consommations observées), dont les données sont envoyées quotidiennement par modem au bureau d'étude. Une inspection par caméra infra-rouge couplée à un test d'étanchéité à l'air ont été effectués: les principales fuites sont localisées au niveau des passages de gaines et des prises de courant, ce qui indique que les baguettes de recouvrement en bois prévues pour les encadrements sont efficaces. Les compteurs individuels sont relevés chaque mois par logement. Une fiche illustrant les bonnes pratiques à adopter pour consommer le moins possible dans un logement basse consommation a été distribuée (selon le cas de chaque bâtiment).

Une rénovation basse consommation qui réclame de construire et habiter autrementGrâce à l'utilisation ingénieuse des conduits de cheminée existants, une VMC collective double flux a pu être installée. La pose d'un tel système dans l'existant a pu révéler que la coordination entre fabricants, bureau d'étude et poseurs n'était pas encore optimisée (interrogations sur les caractéristiques techniques effectives du dispositif, son réglage...). C'est en avançant sur de tels projets que les équipes se formeront. Des difficultés ont de même été relevées lors de la phase chantier pour obtenir une pose des isolants correcte et fidèle aux préconisations du bureau d'étude (oubli du pare vapeur...). En ce qui concerne les occupants, la gestion des thermostats par pièce n'est pas encore tout à fait maîtrisée, du fait des réactions différentes du bâtiment rénové très isolé par rapport à un bâtiment standard (montée très rapide en température).

Interrogations sur le comportement à long terme des parois anciennes nouvellement isoléesLa problématique de la spécificité du bâti ancien n'a pas été abordée lors du choix de l'isolation mise en œuvre :

-L'isolation par l'intérieur prive l'occupant de toute l'inertie qu'aurait pu apporter l'épaisseur importante de pierre calcaire des murs de départ: le confort d'été sera à surveiller, même si des protections extérieures existent. -La réalisation d'un enduit étanche en ciment (au lieu de chaux) sur les façades risque de perturber l’équilibre hygrométrique du mur ancien initial (en empêchant l’évaporation de l’eau en façade) et d'induire par là des désordres à plus ou moins long terme. Le système de ventilation installé devrait néanmoins permettre d'éviter les désordres en face intérieure du mur.

Le triple vitrage

Isolation par l'extérieur

Résidence d'Hellieule à Saint-Dié-des-Vosges (88) Maîtrise d’ouvrage: Le Toit Vosgien (SHLM). Architectes: F. Lausecker, ASP Architecture.

Date de livraison Mai 2000Zone géographique Département des Vosges (88), 350 m, zone urbaine. DJU trentenaire 2936Usage Immeuble collectif neuf de 20 logementsTaille 2 étages + les combles, 20 logements du F2 au F5, surface habitable totale de

1640 m² (et 2285 m² de surface hors oeuvre nette)Consommation énergétique

Consommation tous usages mesurée en 2001 : 145 kWhep/m²shon/an (dont 88 kWhep/m²shon/an de chauffage+ ECS) _ Label Qualitel HPE 4 étoiles

Coût de la construction

740 € HT / m² shon, dont 105 € HT/m² pour les planchers, 104 € HT/m² pour les façades

Un couplage innovant entre enveloppe bois et chauffage thermosphère

Une enveloppe extérieure légère mais isolante composée de murs en ossature bois intégrant 15 cm de laine minérale et 4cm de contre isolation intérieure. Le plancher bois-béton recouvert d’un revêtement très fin (5mm) apporte quant à lui une part de l'inertie nécessaire au confort d'été.

Un système de chauffage central électrique proposé par EDF, de type Thermosphere, associant des accumulateurs dynamiques pour les pièces de vie et des émetteurs directs de chaleur pour les pièces de sommeil, le tout couplé à une VMC hygroréglable.

Le confort thermique et acoustique : Le système bois-béton des planchers permet d'allier confort acoustique (constaté par des mesures sur site) et confort thermique (inertie apportée par la chape), 2 points primordiaux en logements collectifs.

La simplicité et le confort du bois au service de performances thermiques vérifiées sur siteLa performance atteinte pour le chauffage tient à la fois à une mise en oeuvre soignée des éléments du bâtiment (facilitée par la préfabrication) et à une utilisation judicieuse des couples bois-isolant et bois-béton. Le confort est au rendez-vous, tant du point de vue thermique qu'acoustique, avec un système de chauffage apprécié par les occupants.

Contact : SAHLM Le Toit Vosgien

Source: Le Toit Vosgien

Une utilisation novatrice du système bois-béton dans la construction collectiveLa structure est un système de poteaux-poutres en bois lamellé-collé allié à des murs en

ossature légère, une première en 2000 pour un logement collectif. Les planchers entre logements sont composés d’une ossature principale en bois sur laquelle sont implantés des connecteurs métalliques circulaires qui, une fois la dalle de compression coulée, établissent un lien entre bois et béton (procédé sylvabat). Cette technique a permis de réduire les épaisseurs de planchers (20 cm) et

de démontrer ainsi la faisabilité de construction d'immeubles collectifs en bois.

Les ouvertures sont quant à elles en menuiseries bois et double-vitrage.

La solution proposée pour l'isolation peut paraître classique aujourd'hui ( 14 cm + 4 cm de laine minérale) mais représentait, à l'achèvement de la construction, une performance encore rare dans l'habitat HLM.

L'alliance nouvelle du bois et du chauffage électrique par accumulationUn système de chauffage adapté au procédé constructif a été proposé par EDF (système

thermosphère). Il consiste à installer des accumulateurs dynamiques pour les pièces de vie et des panneaux rayonnants pour les chambres. Les accumulateurs emmagasinent la chaleur produite en heures creuses par des résistances électriques dans un coeur en briques réfractaires, puis la restituent progressivement par rayonnement pendant la journée (régulation sans sonde extérieure). Le couplage bois/thermosphère étant novateur au moment de la construction, EDF a mis en place un suivi des consommations de chaque logement pendant 3 ans par le biais d'une plate-forme de télésurveillance, révélant des résultats très satisfaisants. L'équipement des logements est, au final, "tout électrique" (chauffage, eau chaude, cuisine).

Appropriation du système de chauffage par les habitantsSi au départ le système de chauffage choisi induisait des craintes de la part des occupants,

ceux-ci ont pu être rapidement mis en confiance par le suivi des consommations effectué par EDF et par les ajustements réalisés sur site sur le dispositif de régulation. Ce dernier manque d'ergonomie pour les occupants, mais ceux-ci ont très bien assimilé le concept de point chaud rayonnant central dont l'utilisation doit être maximisée en heures creuses. Pour preuve, ils favorisent en journée la transmission de chaleur du séjour vers les autres pièces en utilisant avec profit les portes coulissantes caractéristiques de ces logements. Le résultat étant que 80% des consommations de chauffage sont effectuées en heure creuses. Les logements sont aussi confortables en été grâce à l'utilisation de stores extérieurs à lamelles.

Quelques données chiffrées sur les consommations d'énergie et la perméabilité à l'airD'après le suivi effectué en 2001-2002, en prenant la moyenne sur 3 logements, on obtient la

répartition suivante pour les consommations d'énergie (par m² de SHON):

Chauffage : 48 kWhep/m².an Autres usages: 57 kWhep/m².an ECS : 40 kWhep/m².an Total tous usages: 145 kWhep/m².anChauffage+ECS: 88 kWhep/m².an

Un test de perméabilité à l'air a été effectué par le CETE de Lyon, donnant une valeur de renouvellement d'air de 0,7 volume/heure. Valeur moyenne par rapport aux données nationales mais performante comparée aux autres bâtiments à ossature bois (1,5 vol/h en moyenne).

PROGRAMME SOLARIS A RENNES DANS L'ILLE ET VILAINE (35)Maîtrise d’ouvrage: Espacil Résidences; Architecte: Manuelle Gautrand

Date de livraison Décembre 2006Zone géographique

Situé au Nord Est de Rennes dans un quartier résidentiel, transports en commun à proximité Zone climatique H2a, DJU 2413

Usage 3 bâtiments de logements collectifs (104 logements du T2 au T5) Taille 6 niveaux; SHON: 9000 m²; surface habitable: 7450 m²Occupation Les logements sont occupés en permanenceConsommation énergétique

(non communiquée) kWhep/m²shon/an

Coût de la construction

1050 € TTC/m² SHON (prix 2003) soit environ 900 euros HT/m²shon

Isolation par l'intérieur Une enveloppe en voile de béton banché

isolé par l'intérieur avec doublage en polystyrène expansé et en mousse de polyuréthane sous toiture, la nature des menuiseries est mixte bois/aluminium avec des vitrages peu émissifs.

Un système de chauffage collectif par pompe à chaleur installée en toiture qui alimente les planchers chauffants de chaque appartement et participe au préchauffage de l'ECS.

Soins lors de la mise en œuvre : L'isolation par l'intérieur a nécessité un traitement particulier des ponts thermiques avec des rupteurs et une dalle flottante. L’étanchéité à l’air du bâtiment a été vérifiée.

Un oriel en porte agrafé à une paroi sud

Une implantation judicieuse et une forme « simple » Les 3 bâtiments longilignes, légèrement galbés sont de taille sensiblement égales. Les orientations et dispositions similaires des trois bâtiments et de chaque appartement assurent un comportement thermique homogène en fonction des étages et des emplacements. En hiver, les loggias et les oriels, orientés au sud avec des simples vitrages, contribuent au réchauffement des logements. En été, leurs parois vitrées sont repliées pour permettre l’aération afin d'éviter des températures excessives.

Contact: F. Mahieu, EspacilStructure, isolation, oriels et loggias au sud

CETE OUEST octobre 2008

La structure générale des bâtiments est réalisée en béton banché (épaisseur 18cm) et planchers intermédiaires avec dalle en béton armé. Le plancher sur sous-sol (épaisseur 20 cm) est isolé par laine de roche projetée en sous face (R= 2,27m²K/W) et avec chape désolidarisée et isolée par polystyrène (R=1,15m²K/W). Par un choix architectural sur l'aspect des parements extérieurs, les bâtiments sont isolés par l'intérieur avec un doublage en polystyrène expansé (100 cm + 13 cm) de résistance thermique R=3,15 m²K/W. La toiture est isolée à l'aide de polyuréthane (épaisseur 8cm, R= 3,2m²K/W). La perméabilité à l'air au niveau des liaisons murs / dalles intermédiaires a été traitée par la mise en oeuvre de rupteurs de ponts thermiques de type SHOCK. Des essais à la fausse porte (par logement et par cage) révèlent des résultats satisfaisants (1 m3/h.m² < 1,2 m3/h.m² démarche HQE).Les 104 logements sont traversants et implantés suivant un axe nord / sud. Les pièces de vie (séjours et cuisines) sont orientées au sud. Les parois vitrées y sont nombreuses. Les chambres sont au nord. Les parois vitrées y sont limitées. La chaleur captée au sud circule jusqu'aux pièces orientées au nord. Chaque appartement est ainsi équipé soit d'un oriel soit d'une loggia. Les oriels sont des cubes (2,50m*2,50m) vitrés en simple vitrage greffés sur les façades sud. Ils sont clos l'hiver et emmagasinent les apports solaires. L'été, les vitres sont escamotables, les oriels deviennent des terrasses. Les loggias sont quant à elles des cubes encastrés dans les salons. Les vitrages sont également escamotables. Suivant les apports solaires, ces espaces sont isolés ou non du reste des logements par des baies vitrées type menuiseries mixtes bois/aluminium aux vitrages peu émissifs. Ces menuiseries équipent les 3 bâtiments.

Systèmes énergétiques pour le chauffage collectif, la ventilation et l'eau chaude sanitaireUne pompe à chaleur air/eau (COP intégré moyen = 2,98) installée sur la toiture de chaque bâtiment alimente le réseau de chauffage collectif. Des planchers chauffants sont installés dans chaque appartement. Le réseau primaire de chauffage est régulé en fonction de la température extérieure. Chaque logement est alimenté à partir d'un module d'individualisation équipé d'un circulateur et d'une vanne 3 voies de régulation. La régulation de température de chaque logement dépend des conditions extérieures et ambiantes de température avec une programmation de l'intermittence par horloge. Un thermostat centralisé est disposé en partie centrale du logement. Afin de limiter les surchauffes, des thermostats sont disposés dans les pièces au sud pour assurer une régulation des boucles individuelles correspondantes. La pompe à chaleur est dimensionnée pour couvrir les besoins de chauffage jusqu'à -6°C. Un appoint électrique permet d'assurer le complément en dessous de cette température ou en cas de panne de la PAC. Elle permet également le préchauffage de l'eau chaude sanitaire des logements à la température de 48°C. La PAC possède deux lois d'eau: − une loi d'eau à température constante pour la production d'eau chaude sanitaire.− une loi d'eau à température variable en fonction des conditions extérieures pour le chauffage. Le fonctionnement est indépendant et alterné.La ventilation mise en place est hygroréglable catégorie B.

Qualité d'usage et fonctionnementAprès une mise en service délicate lors de la première année de chauffe, pour satisfaire l'ensemble des occupants, l'objectif initial d'avoir des températures intérieures identiques entre les différents appartements n'a pas pu être respecté. Le réglage de chaque module d'individualisation a donc été programmé en fonction des exigences de températures ambiantes de chacun des occupants.Les oriels et les loggias offrent aux occupants un espace de vie supplémentaire en inter-saison et en hiver lorsque les apports solaires sont suffisants. L'été, cet espace s'ouvre et se transforme en terrasse.Les pièces de vie sont proportionnellement grandes par rapport aux surfaces générales. L'éclairage naturel est favorisé par les importantes surfaces vitrées.

ConsommationsLes consommations de chauffage et d'électricité ne sont pas communiquées à ce jour.

CommentairesLes oriels et les loggias semblent jouer leur rôle et contribuer au confort thermique d'été et d'hiver. Cependant, l'absence de compteur énergétique individuel installé à la sortie de chaque module de gestion individuel ne permet pas de connaître les consommations de chaque appartement. Il est donc difficile de sensibiliser les occupants sur leur façon de consommer. Selon le maître d'ouvrage, les consommations globales pour la 2ème année de chauffe restent acceptables et conformes aux consommations prévues. Les objectifs de coûts de constructions réduits afin de proposer des produits destinés à l'accession à la propriété ont été respectés. Le bâtiment répond à une démarche HQE et a reçu le prix Vivrelec 2004.

CETE OUEST octobre 2008

Maison en bois cordé à Béruges (86)Propriétaire et autoconcepteur Jean-Marie Bernier avec l’aide de l’association Spirale-Alain Richard

Date de livraison Novembre 1998 (gros œuvre : 9 mois de chantier, finitions après emménagement)Zone géographique située à 13km à l’Ouest de Poitiers (86), DJU trentenaires 2579Usage Maison individuelle passive (habitation principale) type bioclimatiqueTaille Sur deux niveaux, 115 m² de surface habitable + 32 m² de garage occupation 4 occupantsConsommation énergétique

87 kWhep/m²SHab.an dont 60 kWhep/m²SHab.an, soit 6 à 7 stères de bois pour le poêle bouilleur en appoint de 15 m² de capteurs solaires (ECS+chauffage au sol/radiateur à l’étage) et 1210 kWh/an d’électricité pour les autres usages (production d’électricité par 12m² de PV qui couvre tous les besoins),

Coût de la construction 803 € ttc/m²Shab soit un coût de 92 308 € pour la construction

Des solutions pour assurer la qualité d’usage, le confort et les économies d’énergie

Enveloppe en bois cordé (40cm d’épaisseur de bûches de châtaignier local sec d’au moins 3 ans), isolée avec des copeaux de bois, et assemblées avec mélange de sable, chaux naturelle, ciment et sciure de bois. Les ouvertures sont petites sauf au Sud avec deux larges baies vitrées aluminium sans rupture de pont thermique et double vitrage. Structure porteuse type poteau poutre en sapin douglas. Dalle béton sur vide sanitaire isolée en sous face par 10cm de polystyrène. Isolation en plafond de 20cm de laine de mouton brute (production locale) + film plastique en sous face (protection contre d’éventuelles odeurs).

Production de chaleur : Panneau solaire (15m²) pour le chauffage et l’ECS, complété par un poêle bouilleur. Un ballon stockeur de 1000 litres réchauffe 170 litres d’eau sanitaire et alimente le plancher basse température du RDC. Ambiance régulée par un thermostat électronique sur une vanne 3 voies. En été, un

débord de toiture de 1m forme une protection solaire, complétée par une pergola avec cannisse bambou permettant d’occulter les baies vitrées.

Maîtrise des usages : éclairage et électroménager basse consommation (classe A). Consommation électrique couverte par 12 m² de photovoltaïque. Faible consommation d’eau (40m3 par an pour 4 personnes), salle de douche. Récupération des eaux de pluies (36 m3 sous le garage) avec projet d’utilisation pour les WC et pour l’arrosage du jardin.

L’absence de ventilation est supposée compensée par la présence de bouches d’entrée d’air dans les menuiseries et les nombreux défauts d’étanchéité. Par ailleurs, les murs en bois contribuent à réguler l’humidité intérieure. Néanmoins, l’absence d’approche quantitative ne permet pas de se situer par rapport aux exigences des règles d’hygiènes et soumet le bon fonctionnement de l’ensemble aux conditions physiques internes et externes.

Une consommation énergétique faible et maîtrisée, et des occupants très impliqués

L’implication des occupants, militants écologistes et non-violent, a dés le départ permis de faire un choix d’une construction originale, économique et surtout écologique, en utilisant le bois cordé. Agissant avec l’aide de différents partenaires et associations impliquées dans les constructions bioclimatiques, Jean-Marie Bernier a voulu tirer parti au maximum des ressources énergiques gratuites pour vivre et se chauffer. Néanmoins, l’absence de ventilation ne permet pas de s’assurer des conditions d’hygiène suffisantes en toutes conditions.

Par ailleurs, une enveloppe étanche et des débits optimisés peuvent apporter du confort et une consommation maîtrisée.

Contact : Jean-Marie BernierUtilisation maximale des ressources naturelles gratuites

Plus que l’efficacité énergétique de cette maison qui ne consomme que 87 kWhep/m².an, c’est le concept bioclimatique qui apparaît ici. L’installation de 15 m² de capteurs solaires intégrés à la toiture (inclinée à 45°, soit la latitude du lieu pour un rendement maximal) s’est révélée délicate en raison de la forte pente nécessaire. L’apparition des nouvelles installations au fil des années montre que son propriétaire apprivoise progressivement cette maison. En effet, après avoir installer 12m² de panneaux photovoltaïques il y a deux ans sur la toiture de son garage (inclinée à 30° plein Sud), Mr Bernier souhaite pousser d’avantage encore le concept bioclimatique de sa demeure. Ses projets vont de l’épuration naturelle des eaux usées par un bassin de macrophytes à l’utilisation du réservoir d’eau de pluie de 36 m 3 pour la chasse d’eau des WC et l’arrosage de son potager.

Un confort d’été assuré par des protections solaires et une bonne inertie thermiqueLe puits canadien construit à l’origine, n’a jamais été utilisé car il fut mal dimensionné et s’est révélé inefficace pour rafraîchir la maison. Toutefois selon le propriétaire, la température n’excède pas 26°C au plus fort de l’été, grâce à des protections solaires et une inertie thermique suffisante. Celle-ci provient essentiellement de la dalle béton du planché bas sur laquelle est posée un carrelage de terre cuite, et des cloisons intérieures en briques de terre crue. Pour se protéger des apports solaires en période estivale, Mr Bernier joue à la fois sur une occultation des baies vitrées par un tapis de cannisse déroulé sur sa pergola, ainsi que sur le rôle de la casquette de toiture qui favorise plutôt les apports gratuits en hiver.

Des équipements économes pour l’usage et le confort visuelL’électroménager de la maison a été choisi pour selon l’étiquette énergie de chaque produit, avec minimum la classe A. La maison est dotée de lampe basse consommation, type fluocompact. Elle ne possède pas d’appareil consommateur de type écran plat. Après avoir constaté que sa consommation électrique était constante d’année en année (environ 1200 kWh/an), et désirant être autonome par conviction personnelle, J-M Bernier a fait posé 12 m² de panneaux photovoltaïques. Son contrat prévoit un rachat par EDF de l’excédant lié à sa production d’électricité. Il est intéressant de noter que la maison possède peu d’appareil de forte puissance type four ou grille pain électrique. La cuisine possède une cuisinière à gaz avec four fonctionnant avec du propane, mais ne présente pas de hotte aspirante.

Le souhait du propriétaire d’une enveloppe qui « respire »Dés le départ, le propriétaire n’était visiblement pas convaincu de la nécessité d’installer un système de ventilation mécanique (ou naturelle par tirage). L’utilisation d’un enduit poreux comme la chaux, combiné aux propriétés du matériau bois vis-à-vis de l’humidité permettent au mur « de respirer ». L’impossibilité de trouver un bois très sec de plus de 5 ans comme le recommande l’association Spirale (celui utilisé était sec de 3 ans), fait que des fissures sont apparues peu à peu dans l’enveloppe. Ces infiltrations contribuent au renouvellement de l’air intérieur et confère à la maison une légère odeur de bois appréciée par son propriétaire. Les phénomènes d’absorption et de sorption de l’humidité, la structure bois qui limite les ponts thermiques et les infiltrations d’air par les défauts d’étanchéité, semblent suffisants pour éviter les pathologies liées à l’humidité dans le bâtiment. Néanmoins, la forte odeur de bois peut révéler également un taux de renouvellement d’air insuffisant en regard des règles d’hygiènes.

Une faible consommation de chauffage et d’eau fortement liées à l’usageLe propriétaire, Jean-Marie Bernier n’a pas construit sa maison sur le seul objectif d’économiser l’énergie. Les propriétés de l’enveloppe (bois cordé) et la nature de l’isolant (copeaux de bois) ne confèrent pas à cette maison une isolation thermique comparable à certaines maisons passives. Les faibles niveaux de consommation de chauffage constatés répondent d’une utilisation maximale des gains solaires gratuits (baies vitrées orientée au sud), du chauffage par panneau solaire, et d’un usage très modéré en chauffage et en eau chaude sanitaire. En effet, l’occupant a fait poser un limiteur de débit pour réduire ses consommations en sortie des robinets (un verre d’eau est rempli en 3-4 secondes), a fait ajouter des toilettes sèches en extérieur, et utilise une douche pour se laver. Du coup, la consommation totale d’eau pour une famille de 4 personnes atteint au maximum 40 m3 par an, ce qui est très faible. Enfin, la consigne de température en hiver est fixée à 18°C, ce qui est bas mais suffisant pour les occupants quel que soit l’endroit où ils se trouvent.

La ferme du Mont Saint Jean à Halluin (59)Maître d'ouvrage : Commune d'Halluin, Architecte : Yannick Champain

Source : CETE Nord-Picardie

Source : CETE Nord-Picardie

Date de livraison Juillet 2004Zone géographique Halluin (59), zone climatique H1a, DJU trentenaires 2849Occupation Equipement de loisir et culturel dédié à la découverte de la ruralité et à

l’éducation à l’environnementTaille 1300 m² de shon en plain pied principalementOccupation Locaux communaux et restaurant privéConsommations énergétiques

55 kWhep/m²SHON/an consommation estimée, consommation constatée en 2007 : 100 kWhep/m²SHON/an sans fonctionnement du chauffage solaire

Coût de la construction

1358 euros HT/m²SHON hors foncier

CommentairesLa performance énergétique n'a pas été à son optimum dans les deux premières années du fait des difficultés de fonctionnement du plancher solaire direct. Seule la production sanitaire d'eau chaude solaire a fonctionné dès la première année. Une réalisation perfectible et une appropriation des ré-glages des systèmes du plancher solaire en sont les deux causes principales.

La ferme du Mont est un établissement municipal (classé Haute Qualité Environnementale) qui fonctionne avec plusieurs volets : des animations d'éducation à la ruralité pour les groupes (parc animalier, verger, potager, four à pain...), une salle d’exposition, une salle de réception, une bibliothèque thématique et des équipements modernes pour accueillir des séminaires. La fréquentation est très bonne. Un estaminet flamand avec des jeux anciens fonctionne également sur le site.

La recherche de la qualité environnementale dans l'objectif d'une moindre

consommation énergétique

Forte inertie thermique avec une épaisseur des murs de briques pleines de 34 cm

Ventilation double flux avec échangeur

Plancher solaire direct

EnveloppeDeux typologies de construction existent sur le site de la ferme ; la réhabilitation de l'ancienne ferme et la construction neuve d'un hall d'accueil et d'une salle de réception de 200 places avec cui-sine. Les murs de la ferme sont constitués de briques pleines de 34 cm d'épaisseur, non isolés pour les murs donnant sur la cour intérieure (U= 2,1 W/m².K). Les murs périphériques en relation avec l'extérieur sont habillés avec des panneaux à base de bois (triply) de 3 cm, de 12 cm de laine de lin et de 1,5 cm de plâtre (U= 0,5 W/m².K). Les toitures sous rampant sont isolées avec 20 cm de laine de lin (U=0,35 W/m².K). Le plancher chauffant sur terre plein est constitué de 4 cm d'isolant, d'une dalle béton de 10 cm et d'un mortier de pose de 4 cm (coefficient de déperdition linéique : 1,15 W/m.K). Les ouvertures vitrées sont constituées de fenêtre en bois avec double vitrage 4/12/4 fai-blement émissif et gaz argon (Uw= 1,6 W/m².K). Les portes courantes sont en bois avec ouvertures vitrées (U=3,5 W/m².K).

La construction neuve du hall d'accueil et de la salle de réception s'appuie sur une structure en bois lamellé collé. Elle est remplie par une brique monomur de terre cuite de 37,5 cm. Des briques de récupération d'une ancienne usine textile halluinoise ont été utilisées en parement pour la façade nord. Les autres façades se composent d'un bardage en mélèze non traité, d'un pare pluie, d'une iso-lation par fibre de bois et d'un contreventement en panneau de bois OSB.

Source : CETE Nord-PicardieConfort :La ventilation peut être programmée pour augmenter les débits la nuit, et refroidir ainsi le bâtiment par le procédé du night cooling pour assurer le confort d'été.Les avancées de toitures permettent de jouer le rôle de brise-soleil.

Besoins et productions d'énergie:Besoins de chauffage : 51 754 kWh/anBesoins de chauffage et d'eau chaude sanitaire : 71 290 kWh/anProduction EnR : 44 700 kWh/an

● ContactMme Marie DeceuninckDirectrice de la ferme du Mont ; Tél. : 03 20 24 80 77

● SCOP Architecture Patrimoine SantéYannick Champain ; Tél. : 03 23 96 47 11

● BE Technique● Hexa Ingénierie Douai ; Tél : 03 27 97 42 88

Système énergétique pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire et la ventilation :Chaudière gaz 225 kW à faible émission de Nox à pré mélange, bruleur modulant.Panneaux solaires pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire (70 m² pour couvrir 40% des besoins énergétiques)Plancher solaire direct intégré basse température. Les tuyaux, dans lesquels circulent l’eau, sont dans des dalles de faible épaisseur pour limiter les effets de l’inertie.Ventilation double flux avec échangeurEstaminet chauffé par une centrale de traitement d'air avec récupérateur de chaleur

Les maisons passives « Les Airelles Construction » à Formerie (60)

Maître d'ouvrage : Mr Levebvre, Architecte : Bruno Ridelle

Source : Les Airelles Constructions

Date de livraison Terminées au premier semestre 2007, non venduesZone géographique Oise H1a, DJU trentenaire 2860usage Logement neufTaille Shon 132 m² sur deux niveauxOccupation Non habité mais en venteConsommations énergétiques

Pas de retour pour l'instant, consommation totale d’énergie projet <120 kWhep/m²SH/an, besoins de chauffage <15 kWh/m²SH/an, label Passivhaus obtenu

Coût de la construction

1500 euros HT par m² de surface habitable

La recherche de la performance énergétique

Système constructif en bois (Source : Les Airelles Construction)

CommentairesLe bâti et les systèmes sont conçus pour offrir une bonne performance énergétique. Comment s'assurer que les consommations liées aux activités du domaine privée (éclairage, bureautique,...) vont aller dans le sens de la performance ?Les tests de perméabilité à l'air ont permis de déceler un défaut d'étanchéité au niveau du mur mitoyen en parpaings, qui a été difficile à corriger. Ce constat invite les concepteurs à une plus grande vigilance dans le traitement uniforme de la performance.

Un niveau d'isolation des parois très élevé réalisé par une structure bois accompagnée par 22 cm d'ouate de cellulose et 15 cm de polystyrène

Un soin dans construction par le traitement par exemple de l'étanchéité par pose d'un frein vapeur et de rubans adhésifs d'étanchéité au recoupement des parois et des sorties de câble

Un système de production énergétique performant par le choix d'une unité compact

Enveloppe : une structure mixte bois-béton avec une forte étanchéitéLe système d'ossature plate-forme développé par le Comité National du Développement du Bois a été utilisé. Il s'agit en fait d'un système à colombage complété par un isolant performant. Pour palier le manque d'inertie de la structure bois, les refends et la dalle intermédiaire sont construits en maçonnerie et le sol est fait de béton. Les 22 cm d'ouate de cellulose, placée entre les montants d'ossature en bois massif, assurent l'isolation thermique intérieure de la maison. L'isolation intérieure est complétée par une isolation par l'extérieure en polystyrène de 15 cm. L'isolation sous toiture est réalisée par 40 cm d'ouate de cellulose. Pour respecter les exigences d’étanchéité imposées par le label Passivhaus, l’ensemble de la maison est soigneusement enveloppé d’un frein vapeur. De plus, les traversées de mur pour les câbles sont bien isolées pour assurer l’étanchéité.

Ruban adhésif participant à l'étanchéité à l'air (Source : Les Airelles Construction)

Système énergétique pour le chauffage, l'ECS1 et la ventilation :Chaque maison est équipée d'un appareil compact multi-fonction intégrant un ballon d'eau chaude, une pompe à chaleur, un appoint électrique et une VMC2 double flux. Du fait de la très bonne isolation de la maison, les apports solaires et internes constituent les principales sources énergétiques. Le complément est apporté par la faible puissance délivrée par l'appareil compact. L'eau chaude sanitaire est préchauffée par des capteurs solaires thermiques. L'air entrant, nécessaire au renouvellement hygiénique, est préchauffé l'hiver à l'aide d'un puits canadien. Un chauffage d'appoint électrique a été installé dans la salle de bain pour pouvoir bénéficier d'un confort optimum dans cette pièce.

Qualité d'usage et fonctionnement :Les balcons assurent une fonction de masque solaire, contribuant ainsi au confort d'été. Les masques proches de la maison ont également été pris en compte lors de la conception. Il s'est avéré que le bâtiment de ferme situé à l'Est engendre une ombre. Par conséquent, il a été décidé de ne pas créer d'ouverture sur la façade Est pour ne pas avoir de déperditions. De même, les fenêtres situées au Nord sont de taille plus réduite pour limiter les déperditions. Les garages sont désolidarisés de la structure des maisons pour éviter les ponts thermiques.L'appareil compact de chauffage, d'ECS et de ventilation vient d'Allemagne. Il n'est pas disponible en France. Il faut, dans le cas d'une diffusion grand public, offrir un service après vente qui n'existe pas encore. Seul un artisan à Formerie sait réaliser l'entretien de l'appareil compact pour l'instant.Contact : Mr Lefebvre, Les Airelles Construction, tél. : 02 32 89 04 54, www.lesairelles.frEn Act Architecture : Bruno RidelBureau d'études thermiques : Solares

1 Eau Chaude Sanitaire2 Ventilation Mécanique Contrôlée

Le plancher est constitué d’une dalle flottante qui repose sur 20 cm de polystyrène, lui-même posé sur une chape de béton. A noter que l'isolation par l'extérieur descend sous la dalle de béton.Les menuiseries sont en bois avec capotage extérieur en aluminium. Elles sont équipées de triple vitrage. Les fenêtres sont posées au centre de l'épaisseur des murs pour pouvoir les isoler. Des stores électriques à lamelles orientables ont été posés à l'extérieur offrant ainsi l'avantage de pouvoir gérer de façon optimal les apports solaires. Le coffre du volet roulant est intégré dans un bâti habillé de 22 cm d'isolant. La porte d'entrée et la porte de service (entre l'habitation et le garage) sont à isolation renforcée.

La résidence l'Hélianthème de Zuydcoote (59)Maître d'ouvrage : SA Habitat 62/59, Architecte : Bernard Laffaille

Source : CETE Nord-Picardie

Date de livraison Novembre 2005Zone géographique Nord H1a, DJU trentenaire 2612Usage Logements sociaux et commercesTaille Shon : 1340 m² logements, 350 m² commercesOccupation 14 logements et 2 commercesConsommations d’énergie

Consommation estimée de chauffage et d’eau chaude sanitaire projet : 72 kWhep/m²shon/an pour les logements, label Très haute performance Energétique

Coût de la construction 965 euros HT/ m²shon pour les logements

La construction de 14 logements sociaux et petits commerces, première expérience pour la SA Habitat 62/59 de l'atteinte de la très haute performance énergétique, s'inscrit dans la politique des « Espaces Publics Centraux », menée par la Communauté Urbaine de Dunkerque en collaboration avec la ville de Zuydcoote. Cette opération a pour objectif de requalifier et renforcer la centralité de la ville de Zuydcoote.Porteur de l'intérêt de maîtriser les charges pour le locataire, Habitat 62/59 s'est entouré en 2004 du cabinet d'architecture Arietur, Bernard Laffaille, d'un bureau d'études HQE, Atelier d'Architecture Ecologique et d'un bureau d'études thermiques, Solener.

Un projet équilibré visant entre autres la très haute performance énergétique

Une orientation favorisant les apports solaires passifs en hiver complétée par des principes constructifs limitant les surchauffes des périodes chaudes par l'utilisation de la brique monomur.

Une bonne isolation de l'enveloppe réalisée par l'utilisation de la brique monomur à isolation répartie, une ossature bois avec 155 mm de laine de bois et 300 mm de laine de roche en plafond.

Installation de systèmes de production d'énergie renouvelable pour l'eau chaude sanitaire et la production d'électricité

Commentaire, témoignageUne enquête auprès des locataires a mis en avant une satisfaction concernant le confort thermique et acoustique. De surcroît, les économies d'énergie ont un impact direct sur leur facture, notamment pour le chauffage. D'une manière générale, les locataires font preuves d'une grande satisfaction, avec comme seule inquiétude, le vieillissement des clins de bois. La qualité environnementale apparaît alors comme une véritable plus-value.

Source : Cd2e

Les vitrages sont faiblement émissif avec remplissage argon (Ug=1,1 W/m².K). Des volets roulants sont mis en place sur l'ensemble des baies. Le confort d’été est favorisé par, d’une part, la ventilation traversante possible grâce à la double exposition des logements, d’autre part, la limitation des apports solaires du fait de casquettes au sud-est et au sud ouest, et de l’isolation renforcée des parois opaques. Les apports de chaleurs sont réduits ce qui limite les inconvénients liés à l’inertie faible sur le confort d’été.

Source : CETE Nord-Picardie

Système énergétique pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire et la ventilation :Chaudière collective gaz à condensation Ventilation mécanique de type hygro BSolaire thermique : 30 m²Panneaux photovoltaïques : 50 m² dont la production est revendue à EDFContact : Monsieur Clarys, Habitat 62/59, Tél. :03 20 00 81 00

Enveloppe : Les murs sont réalisés, en partie basse, en brique monomur (30 cm d'épaisseur, U=0,39 W/m².K) permettant d'assurer une bonne inertie thermique. La partie haute est réalisée en ossature bois limitant les ponts thermiques. L'isolation intérieure pour les murs en relation avec l'extérieur est d'une épaisseur de 155 mm de laine de bois compressée à forte densité (140 à 150 kg/m3). La dalle isolante ROCKSOL offre un R = 3,5 m².K/W. L'isolation des plafonds du dernier niveau est composée d'une laine de roche d'une épaisseur de 300 mm.

Insertion urbaine, qualité d'usage et aspects sanitaires

Le projet vise à requalifier le centre ville.La construction bois, bien qu'inhabituelle dans la région, se fond très bien dans l'environnement grâce à la proximité de la forêt.Le choix des matériaux s'est fait selon les critères suivants : la santé, le côté renouvelable des matières premières et la durabilité des matériaux.Le bois est labellisé Programme for the

Endorsement of Forest Certification.EFC.

HÔTEL D'AGGLOMÉRATION DE RENNES METROPOLE DANS L'ILLE ET VILAINE (35)Maîtrise d’ouvrage: Rennes Métropole; Architectes: P.Berger et J.Anziutti

Date de livraison Juillet 2007Zone géographique

Situé à 2 stations de métro de la gare de Rennes en milieu urbain.Zone climatique H2a, DJU trentenaire 2413

Usage Bâtiment tertiaire à usage principalement de bureaux (du R+2 au R+6), avec un pôle de documentation, un espace d'exposition et la salle du conseil communautaire (RDC et 1er

niveau).Taille 8 niveaux dont 2 sous-sols de 9000m² (stationnement et locaux techniques); SHON:

19343 m²; surface utile: 12091 m² dont 7672 m² de bureauxOccupation Capacité de 550 personnes pour la partie bureaux (taux d'occupation actuel à 80%); 300

places pour la salle du conseil (visiteurs+espace presse)Consommation énergétique

90,1 kWhep/m²shon/an (d'après les calculs RT2000)

Coût de la construction

2791 € TTC/m² shon soit 54 Millions d'Euros TTC(travaux+maîtrise d'oeuvre)

Isolation par l'extérieur et recherche de l'inertie thermiqueUne enveloppe isolée par l'extérieur (20cm de laine de verre pour les façades et mousse polyuréthane en toiture); un double vitrage associé à des menuiseries aluminium à rupture de ponts thermiques ainsi que des protections solaires extérieures.

Un système chauffage associant un plancher chauffant et des centrales de traitement d’air (double flux avec échangeur) relié au réseau de chauffage urbain. Le bâtiment est partiellement climatisé.

Un système de Gestion Technique Centralisé qui permet notamment de gérer les commandes d'éclairage, le report des consommations des différents postes. Les températures de consignes sont différentes suivant les usages (19°C pour les bureaux et 12°C pour les circulations) pose du plancher chauffant

Une régulation thermique complexeLe confort thermique hivernal présente des hétérogénéités liées à la forme du bâtiment (100m de long sur 12m de large selon un axe Nord/Sud, pour les 2 ailes contenant les bureaux). Malgré l’existence de 2 à 3 piquages par niveau et par aile le réglage reste à affiner pour éviter les surchauffes au sud et sous chauffes au nord. Le confort d’été a été pris en compte par la recherche d'une forte inertie thermique du bâtiment (pas de faux plafond, revêtement en marbre au sol du RDC) et l'installation du plancher rafraîchissant et la surventilation nocturne. L'efficacité reste à confirmer à l’occasion d’un été chaud.Contact: P. Garel de Rennes Métropole

CETE OUEST septembre 2008

Une structure béton, des façades largement vitrées, une recherche de l'inertie thermique

L'ossature du bâtiment en béton, les dalles d'une forte épaisseur (32cm) et l’absence de revêtement de sol à effet thermique et/ou de faux plafond apportent une inertie lourde. L’inertie est augmentée par la présence d’allèges en béton (épaisseur 40cm) faites de deux parois séparées par un vide d'air ventilé par l'air intérieur des locaux.L'isolation par l'extérieur permet de limiter les ponts thermiques.Les façades largement vitrées (double vitrage 4/20/4 air) permettent de bénéficier des apports solaires ainsi que d'un bon éclairage naturel dans les bureaux. Les menuiseries en aluminium à rupture de ponts thermiques sont disposées au nu extérieur Des poteaux en bois (chêne) font office de brise soleil sur les façades. De plus, les baies sont équipées de stores extérieurs à lames orientables commandés depuis chaque bureau. Néanmoins, il n’y a pas de traitement des ponts thermiques dus à l’acrotère en plancher haut et à la liaison en plancher bas.

SystèmesUne sous-station alimentée par le réseau de chauffage urbain (cogénération gaz/fioul) assure l’essentiel des besoins en chauffage du bâtiment par l’intermédiaire d’un plancher chauffant basse température. Un complément est fourni par l’intermédiaire des centrales de traitement d'air dans les bureaux. Les centrales de traitement d’air sont également alimentées par des batteries chaudes reliées à la sous station de chauffage. La salle du conseil est chauffée et climatisée uniquement par le réseau aéraulique..La climatisation, assurée par des batteries froides reliées au groupe froid, se limite à la salle du conseil, aux salles de réunions du rez-de-chaussée et du 1er étage, ainsi que quelques installations techniques. Les canalisations du plancher chauffant réservent la possibilité de faire circuler de l'eau froide pour rafraîchir le bâtiment en cas de forte chaleur grâce à un groupe de froid. L'éclairage artificiel est majoritairement réalisé de façon classique avec des tubes fluorescents (2 tubes 36Wpar bureau).

Qualité d'usage et fonctionnementLe Système de Gestion Technique Centralisée gère et optimise le fonctionnement des équipements thermiques, des commandes générales de l’éclairage et permet un suivi des consommations par poste.Dans les bureaux, la consigne de température, à l'origine fixée à 19°C en période de chauffe a dû être relevée à 21°C pour un meilleur confort des utilisateurs. Elle est de 12°C pour les circulations et le hall d’accueil (avec un chauffage par plafond rayonnant électrique au niveau du poste d'accueil).En hiver la ventilation est arrêtée en dehors des heures d'ouverture. En été, le bâtiment peut être rafraîchit par surventilation nocturne (via le système de ventilation).L'éclairage des bureaux est géré par commande séparée et peut être coupé dans tout le bâtiment via la GTC en dehors des périodes d'ouverture. D'autre part la superficie des baies favorise largement l'éclairage naturel. La motorisation des stores située à l'extérieur, limite les ponts thermiques mais risque de générer des coûts de maintenance importants. En effet, l'intervention peut nécessiter le démontage des allèges et une intervention par nacelle.La salle du conseil située en position centrale du rez-de-chaussée possède un puits de lumière zénithal.L'inertie du couple plancher chauffant basse température/dalle béton induit une latence lors des sollicitations liées aux variations météorologiques brusques (variation de 10°C sur 24h), ce qui peut générer une insatisfaction des utilisateurs, le complément, apporté par les CTA, limite ce désagrément.

ConsommationsLa consommation de chauffage s'élève à 35,7 kWhep/m² SHON /an et la consommation électrique à 53,4 kWhep/m² SHON /an selon le calcul réglementaire.Les valeurs de la consommation réelle (postérieur à la période de mise en place) du bâtiment ne sont pas encore disponibles.

CommentairesLes bureaux (de 13 à18 m² du R+2 au R+6) semblent apporter un environnement agréable du point de vue thermique et de la luminosité naturelle.Les deux premiers niveaux (partie publique et élus) offrent un environnement plus froid et moins lumineux, lié au choix des matériaux (ambiance minérale) et couleurs (sombres).Les retours sur les consommations seront instructifs à la vue de la forte superficie de baies de ce bâtiment.

CETE OUEST septembre 2008

Maisons bioclimatiques Alyos & Energie+ à Ensisheim et Kingersheim (Alsace) Conception et réalisation : . Alyos & Energie+ SARL

Date de livraison 1999 à 2001Zone géographique Ensisheim (68) et Kingersheim (67) . Zone climat H1b, 300 m d'altitude DJU

trentenaire 2969 Usage 10 maisons individuelles à Ensisheim et 1 à Kingersheim, logements sur 2 niveauxTaille Surface habitable de 105 m² (Ensisheim) et 138 m² (Kingersheim)Consommation énergétique

Consommation tous usages mesurée en 2001 : 160 kWhep/m²SHON/an (dont 75 kWhep/m²SHON/an de chauffage+ ECS)

Coût de la construction 1 040 € HT/ m²

Une forte utilisation des apports passifs alliée à une isolation thermique très importante

Mise en place des murs préfabriquésCapteurs géothermiques horizontaux

Sources photos: Alyos & Energie+

Une enveloppe préfabriquée isolée par l'extérieur (40cm de polystyrène expansé) permettant une mise en oeuvre industrielle. Limitation des ponts thermiques aux abouts de dalles et de refends, et à la jonction toiture façade. Une forte inertie et des occultations extérieures à lamelles métalliques permettent d'assurer le confort d'été.

Utilisation de l'énergie solaire par production passive d'air chaud dans une double fenêtre placée en façade sud. Circulation de cet air par réseau de tubes dans le plancher haut, les murs de façade et le plancher bas.

Utilisation de l'énergie du sol: capteurs géothermiques (à 1,20m de profondeur) couplés sur une pompe à chaleur (eau glycolée/eau) pour l'eau chaude sanitaire et l'eau basse T° pour le complément de chauffage par le sol. Puits canadien couplé à une VMC double flux avec échangeur de chaleur. (tubes à 1,90m de profondeur), l'air neuf entre ainsi à 15°C.

Une faible consommation d'énergie grâce aux apports gratuits du sol et du soleil

Les performances énergétiques de ces maisons bioclimatiques ont été validées par des mesures sur site, révélant des consommations de chauffage faibles. Les murs préfabriqués représentent une solution intéressante pour intégrer une isolation performante et limiter, grâce à une mise en oeuvre soignée, les ponts thermiques. Il reste à vérifier que le système vitré de récupération de chaleur solaire ne pose pas de problème de confort en été.

Contact :ALYOS & Energie+ Aire de la Thur - Route de Guebwiller – 68840 PULVERSHEIMRécupérer les apports gratuits et les conserver à l'intérieur du logement en hiver

Le principe général est de coupler une très forte inertie à des apports gratuits (sol et soleil), tout en conservant une grande facilité de mise en oeuvre (murs préfabriqués). La récupération thermique des apports solaires en utilisant l'air comme fluide pour les véhiculer est très efficace en hiver puisque la consommation de chauffage obtenue est faible, alors que la consigne de T° atteint souvent les 22°C là où elle a été mesurée. Le confort d'été est favorisé par la structure lourde des murs (isolés par l'extérieur) et par l'air frais du puits canadien, avec complément possible de la PAC pour le rafraîchissement (peu utilisé).

Un niveau d'isolation remarquableA tous les niveaux de l'enveloppe, on retrouve une très forte isolation par l'extérieur qui permet de conserver les apports gratuits tout en éliminant les ponts thermiques: o Le sous-sol est en réalisation traditionnelle de béton plein mais

bénéficie d'une isolation extérieure rapportée sur ses murs.o Le plancher sur cave est isolé en sous-face par des blocs de

coffrage en polystyrène expansé de 35 cm.o Les murs extérieurs préfabriqués sont isolés par 40 cm de

polystyrène expansé.o La toiture est en éléments composite polystyrène-plâtre de 40

cm posés sur des pannes de bois traditionnelles.La mise en oeuvre soignée de tous ces éléments induit que les performances basse énergie prévues sont bien au rendez-vous.

Isolation des murs par l'extérieurSource: Alyos & Energie+

Une multiplication de systèmes performants sur un même bâtiment

Les tuyaux du puits canadienSource: Alyos & Energie+

Il est fréquent aujourd'hui de rencontrer dans un bâtiment l'un des équipements installés ici (géothermie, PAC...). En revanche, les mettre en oeuvre simultanément dans un bâtiment de 2000 était novateur:o Des capteurs géothermiques raccordés à une pompe à chaleur eau

glycolée/eau de 800W pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire (ballon d'eau de 200 litres).

o Un puits canadien couplé à une VMC double-flux qui permettent une double récupération de chaleur et une bonne qualité de l'air.

o Une double-fenêtre pour capter les radiations solaires, raccordée à un réseau de tubes placés dans les planchers haut, bas et les murs extérieurs pour faire circuler l'air chaud (cf les creux ronds dans la coupe du mur ci-dessus).

Quelques données chiffrées sur les consommations d'énergieUn suivi des consommations a été effectué en 2000 sur les 10 maisons de Ensisheim, donnant les valeurs moyennes suivantes par m² de SHON: Chauffage : 20 kWhep/m².an ECS : 55 kWhep/m².an Chauffage+ECS: 75 kWhep/m².an

Total tous usages: 160 kWhep/m².an Autres usages: 85 kWhep/m².an

Même pour des logements de taille identique, il existe une dispersion importante des consommations avec un facteur 2 entre le logement le plus économe et le plus consommateur. Pour la maison de Kingersheim, le total tous usages pour 2007-2008 donne: 105 kWh/m²SHON.an

Un pas de plus à faire sur les usagesLa consommation d'énergie pour l'ECS est assez élevée alors que l'eau chaude utilisée provient pour partie de la chaleur du sol. Le dimensionnement des capteurs n'est peut-être pas suffisant pour couvrir le chauffage+ECS. Les performances remarquables proposées par le bâtiment trouvent aussi leurs limites dans les comportements des personnes qui y vivent au quotidien: lorsque leur consommation est connue, les autres usages représentent entre 35 et 60% de la consommation globale du logement! Le fait que les occultations des doubles-fenêtre ne soient pas situées à l'extérieur pourrait occasionner

des surchauffes estivales, mais la présence du puits canadien permet de maintenir en été une situation confortable sans avoir besoin de climatiser. Le seul inconvénient dans cette pièce sud est ainsi de ne pas pouvoir bénéficier de lumière naturelle pendant l'été.

Grand Tissage à Bourgoin-Jallieu OPAC38

Contact : Benoît JEHL (Animateur Environnement). Tél. : 04 76 20 50 74Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil)

Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : ja.meunier@habitat-territoires.com

Date de livraison Livraison en Novembre 2003 – Date de visite du site & photographies : 30/07/2008

Zone géographique Région Rhône-Alpes – zone H1C Entre Lyon (69) et Grenoble (38), DJU 2007 : 2025

Usages Habitat résidentiel à vocation sociale et centre d’hébergement de club de rugby.

Taille 3 509 m² de surface habitable dont 2 737 m² en logements (R+4) et 772 m² en foyer

Occupation 40 logements familiaux (8 T2 – 21 T3 – 8 T4 – 3 T5), 20 studios de 25 m² et une loge

Ratios de consommations

énergétiques (*)

des logements uniquement

Consommations chauffage et ECS [mesurées 2007] : 81 kWhep/m²shon/an

Consommations d’électricité des usages communs : 17.5 kWhep/m²shon/an

Coût des travaux (2003) Ensemble des travaux : 4 506 250 € HT, soit : 1 134 € HT/m²shon

Les points forts de l’opération : Isolation répartie des murs de façade et pignons, des toitures-terrasses et des planchers bas,

Inertie thermique avec planchers et refends en béton de forte épaisseur,

Orientation du bâtiment de logements sociaux sud/sud-est, vérandas sur une partie des logements,

Production eau chaude solaire et d’électricité photovoltaïque,

Prise en compte de l’exploitation et du comportement des locataires (comité de gestion quadri-partite).

Le point de vue de l’organisme :Cette opération de construction neuve de 40 logements locatifs sociaux et d’un centre d’hébergement de 21 chambres a été réalisée dans le cadre de la politique de l’organisme en faveur du développement durable et de son Agenda 21. L’objectif était de produire un habitat de bonne qualité environnementale, tout en maîtrisant le couple «loyer+charges». La démarche HQE est principalement orientée vers la performance énergétique pour les usages thermiques, la maîtrise des consommations d’électricité et la valorisation des énergies renouvelables (solaire thermique et photovoltaïque). Le label HPE a été demandé et obtenu. Les performances thermiques obtenues sont ainsi entre 25 et 30% inférieures aux objectifs réglementaires. En référence à une opération similaire standard, le surcoût lié à la démarche HQE est estimé à 16% du montant des travaux. Pour faire face aux résultats décevant de la première année d’exploitation, un comité de gestion a été constitué par le personnel de l’organisme, le bureau d’études thermique, l’exploitant de chauffage et l’amicale des locataires, pour un travail périodique sur l’exploitation qui a conduit à la réalisation d’un guide d’utilisation pour les locataires.Des actions correctrices ont permis de réduire la consommation globale (40% plus faible que celle d’un immeuble classique de même surface).Les charges de chauffage et d’eau chaude sont plus élevées que prévues, du fait de niveaux de consommation beaucoup plus hautes que prévues (les charges sont néanmoins plus faibles de 17% par rapport à un immeuble classique). Les consommations d’électricité sont plus élevées que prévues, à cause notamment du fonctionnement permanent la nuit de l’éclairage extérieur (sécurité) et des performances des caissons de ventilation mécanique inférieures aux valeurs annoncées par le constructeur. Le maintien de l’efficacité énergétique passe obligatoirement par un suivi permanent du comportement des locataires et du

bon fonctionnement des installations, incluant un accompagnement des entreprises de maintenance, des exploitants et des gestionnaires.

(*) La SHON n’étant pas connue est estimée supérieure de 20% à la surface habitable.

Détail des travaux réalisés et performances énergétiques :

• Isolation en façade et pignons : brique monomur de 37,5 cm

• Isolation des toitures-terrasses : mousse de polyuréthane de 9 cm

• Isolation des planchers bas : 12 cm de polystyrène expansé.

• fenêtres : Menuiseries bois à double vitrage 4/12/4 peu émissif.

Vérandas : sur les logements situés en façade sud-est.

• Eau chaude solaire : Production solaire avec 60 m² de capteurs à 45° orientés plein sud et stockage solaire de 3 000 litres.

Production d’électricité photovoltaïque : 20 m² de capteurs en toiture inclinés à 45° (2,28 kWc).

Ventilation : VMC hygroréglable « B » et caissons de VMC équipés de moteur à variation électronique de vitesse.

Chauffage collectif avec chaudière à gaz à condensation (250 kW). Circulateurs de chauffage et de bouclage d’eau chaude à variation électronique de vitesse. Radiateurs à basse température équipés de robinets thermostatiques.

• Exploitation chauffage et comportement des locataires : Dispositifs de suivi des consommations d’eau et d’énergie et comité de suivi associant bailleur, amicales de locataires, exploitant de chauffage et concepteur thermique. Guide d’usage pour les locataires.

• Mesures de réduction des consommations électriques privatives et collectives : Équipement des logements de lampes fluocompactes renouvelées au changement de locataire. Éclairage intérieur des parties communes avec lampes fluocompactes et détecteurs de présence. Éclairage extérieur par luminaires avec lampes à vapeur de sodium pilotés par horloge et détecteur crépusculaire.

Appréciation générale : La résidence est de bonne qualité en général, spécialement sur le plan thermique. Elle offre une amélioration significative du confort aux locataires. Le renforcement de l’isolation du bâti, l’installation d’équipements performants ont ainsi permis de diminuer les consommations d’énergie et de maîtriser les dépenses liées aux charges de chauffage et d’eau chaude sanitaire.

Mais des problèmes concernant la qualité de la mise en œuvre ont été mis en évidence au niveau des menuiseries (infiltrations) et de la pose de l’isolation. Il ne s’agit pas de difficultés techniques spécifiquement liées aux solutions environne-mentales choisies, mais plutôt à un manque de professionnalisme des entreprises en charge de la mise en œuvre.

Un an après la réception, une consommation de chauffage plus importante que prévue a été décelée. Une analyse par le concepteur a mis en évidence un mauvais réglage de la «courbe de chauffe», des défauts d’équilibrage hydraulique, une mauvaise gestion de la VMC et des comportements inadaptés des locataires. Les problèmes techniques liés au bâti ont été résolus à l’issue de la première année et les problèmes de

gestion de l’exploitation et d’adaptation du comportement des locataires sont résolus comme le montre le graphique ci-contre.

La production solaire thermique est proche de la valeur prévue. L’économie de l’ordre de 30% sur une installation collective traditionnelle. Mais les consommations d’eau chaude restent plus élevées de 15% qu’en immeuble standard (34,5 contre 30 m3/logement en médiane nationale). La production photovoltaïque est supérieure de plus de 20% à la valeur prévue.

Groupe Henri Wallon – Saint Martin d’Hères OPAC 38

Contact : Benoît JEHL (Animateur Environnement). Tél. : 04 76 20 50 74Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil) Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : ja.meunier@habitat-

territoires.com

Date de réhabilitation De 2004 à 2006 - construit années 1960 – Date de visite du site & photos : 30 juillet 2008

Zone géographique Région Rhône-Alpes – Près de GRENOBLE (38) – DJU trentenaires : 2 835 (Zone H1c)

Usages Habitat résidentiel à vocation sociale

Taille 27 611 m²habitable dont 3 025 m² nouvellement raccordés au réseau de chaleur urbain

Occupation354 logements (1 tour R+10 de 41 logements, 5 barres R+4 à R+8 de 272 logements et 3 blocs

R+2 et R+3 de 41 logements)

Consommations énergétiques[selon arrêté 24 mai 2006]

Consommations chauffage et ECS (2003 – 2543 DJU) : 198 kWhep/m²shon/an

Consommations chauffage et ECS (2007 – 2495 DJU) : 109 kWhep/m²shon/an [-45%]

Coût des travaux

(valeur 2004)

Ensemble des travaux : 6 997 k€ HT, soit : 253 € HT/m²shab

Fermetures balcons (270 vérandas) : 2 200 k€ HT, soit : 80 € HT/m²shab

Isolation murs et toitures, menuiseries : 3 637 k€ HT, soit : 132 € HT/m²shab

Eau chaude solaire : 276 k€ HT, soit : 10 € HT/m²shab

Création sous-station : 173 k€ HT, soit : 6 € HT/m²shab

Travaux divers : 14 k€ HT, soit : ~1 € HT/m²shab

Total amélioration énergétique : 6 300 k€ HT, soit : 228 € HT/m²shab

Les points forts de l’opération : Conception bioclimatique avec création de vérandas à la place des balcons situés au

Sud et à l’Est.

Mise en place de capteurs solaires pour le préchauffage de l’eau chaude contribuant

également au chauffage.

Isolation extérieure des façades et des pignons par 8 cm de polystyrène expansé et

isolation renforcée des toitures-terrasses.

Remplacement des menuiseries avec double vitrage et PVC sauf sur les baies

équipées de vérandas où la menuiserie existante en simple vitrage a été conservée.

Raccordement au réseau de chaleur urbain des immeubles à chauffage électrique

mixte.

Amélioration de la ventilation naturelle existante en hygroréglable.

Le point de vue de l’organisme :Cette opération s’est inscrite dans le projet SUNRISE financé par un programme

de recherche européen du 5° PCRDT. Le principal objectif était de réduire les

charges de chauffage du groupe doté d’une installation de chauffage vétuste et

déséquilibrée et d’un bâti médiocre.

Le recours au chauffage solaire passif (vérandas) et actif (eau chaude solaire)

s’est imposé comme solution complémentaire à une isolation renforcée des

parois extérieures et à l’amélioration de la ventilation naturelle. Cette opération a

permis de tester pour la première fois en France un procédé original d’ouverture

des vitres du balcon (voir détail ci-contre à droite). Sur les trois bâtiments les

plus récents dotés de toitures en pente, des lumiducs (tubes réfléchissants) ont été testés sur les derniers niveaux pour permettre la

suppression de l’éclairage artificiel utilisé en journée (détail ci-contre à gauche).

Détail des travaux réalisés et conséquences en matière d’efficacité énergétique :• Isolation par l’extérieur des façades :

Isolation par l’extérieur en façade avec 8 cm de polystyrène expansé (R~2 m².K /W).

• Isolation par l’extérieur des pignons :

Isolation extérieure des pignons par 8 cm de laine de verre avec protection par bardage en

tuile de terre cuite.

• Traitement des ponts thermiques :

Limitation des ponts thermiques par l’isolation des acrotères et du dessous des dalles de rez-

de-chaussée.

• Isolation des toitures :

Isolation des toitures-terrasses par 8 cm de polystyrène extrudé sous étanchéité.

• Fermetures des balcons :

Fermetures des balcons situés au Sud et au Sud-est par

la mise en place de 270 vérandas créant un espace

tampon et assurant le préchauffage de l’air neuf. Utilisation du procédé finlandais Lumon. Le

soubassement fixe de 1m de haut est en vitrage feuilleté opalisé. La partie transparente est

en verre feuilleté de 10 mm d’épaisseur. Les vitrages ne sont pas jointif pour laisser entrer l’air

neuf. Dans plusieurs logements des sondes de températures ont permis de mesurer la

température moyenne en hiver de la véranda. Elle est de 6°C vitrage fermé.

• Remplacement des fermetures extérieures :

Lorsqu’elles ne sont pas derrière une

véranda, les fenêtres existantes ont été remplacées par des fenêtres en PVC

équipées de double vitrage. Les autres n’ont pas été remplacées.

• Production d’eau chaude solaire combinée :

450 m² de capteurs solaires thermiques ont été installés pour la production

d’eau chaude sanitaire, ainsi que pour le préchauffage du chauffage des

logements. La ressource en énergie solaire non utilisée par la production

d’eau chaude devient exploitable du fait de la réduction importante des

déperditions liée à l’isolation renforcée. Les nouvelles conditions permettent,

en effet, d’abaisser sensiblement la courbe de chauffe et rendent possible le

préchauffage des retours du réseau secondaire, dont la température s’étage entre 25° et 35°. Le système de régulation a été

adapté pour optimiser ce mode de fonctionnement.

• Amélioration de la ventilation :

La ventilation naturelle a été améliorée par la mise en place de bouches d’entrée d’air hygroréglables.

• Création de sous-stations :

Raccordement au réseau de chaleur urbain des deux bâtiments équipés de chauffage électrique mixte avec planchers chauffants.

L’énergie thermique provenant du réseau de chaleur est produite en partie par des énergies renouvelables (26% ordures

ménagères et déchets agricoles et 7% bois de chauffage). Les échangeurs mis en place ont une puissance de 2 MW.

• Travaux divers :

Installation de 6 lumiducs de 330 mm de

diamètre et de 3 m de longueur permettant

d’amener la lumière du jour dans les 6 escaliers

des trois bâtiments « SAMAIN ». Automatisation

des stores des logements orientés Ouest des

bâtiments « SAMAIN » alimentés par des

cellules photovoltaïques pour traiter le confort

d’été.

Appréciation générale :

Pour un investissement de 16 K€ HT par logement (valeur 2004), couvrant la totalité des champs d’intervention possible sur le bâti et

en recourant à l’énergie renouvelable sur la production d’eau chaude, il a été possible de réduire de 45% les consommations de

chauffage et d’eau chaude.

D’autres gains sont probables sur la conduite de l’installation secondaire (régulation plus performante, optimisation des réglages) et sur

l’assistance à une meilleure attitude de la part des locataires sur l’utilisation des vérandas et de la ventilation, comme de la réduction

des températures intérieures (guide pour les locataires, conseils personnalisés).

Groupe Surieux ECHIROLLES OPAC 38

Contact : Benoît JEHL (Animateur Environnement). Tél. : 04 76 20 50 74Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant d’Habitat & territoires conseil)

Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : ja.meunier@habitat-territoires.com

Les points forts de l’opération : Mise en place de capteurs solaires pour le préchauffage de l’eau chaude.

Installation d’une production électricité photovoltaïque.

Isolation thermique des pignons.

Isolation thermique en sous-face de planchers.

Remplacement des menuiseries avec double vitrage et PVC.

Fermeture des loggias.

Le point de vue de l’organisme :Cette opération s’est inscrite dans le cadre d’une opération de

Développement Social des Quartiers (DSQ). Le programme

européen THERMIE a permit de centrer l’opération sur la

récupération de l’énergie solaire sous ses deux formes thermique

pour la production d’eau chaude et photovoltaïque pour la production d’électricité. L’électricité produite a été

utilisée, dans un premier temps, pour les usages communs d’électricité faute d’accord sur la convention de

rachat d’électricité, puis revendu à la régie d’électricité de Grenoble après la finalisation de contrats de rachat

plus favorables. Parallèlement, une opération d’amélioration et de rénovation traditionnelle a été entreprise :

isolation thermique des pignons, reprise des menuiseries et fermeture des loggias.

Fin de la réhabilitation Juillet 1999 - construit en 1966 – Date de visite du site & photographies : 30 juillet 2008

Zone géographique Près de GRENOBLE (38), zone climatique H1c, DJU trentenaires : 2835

Usages Habitat résidentiel à vocation sociale

Taille 39 082 m² shab et 46 898 de m² shon (shon inconnue estimée à 120% de la shab)

Occupation 505 logements (4 bâtiments de R+5 à R+10)Consommations énergétiques

[selon arrêté du 24 mai 2006]Consommations chauffage et ECS (2007 – 2408 DJU) : 122 kWhep/m²shon/an

Coût des travaux

(valeur 1999)

Ensemble des travaux : 1 530 k€ HT, soit : 41 € HT/m²shab

Honoraires : 273 k€ HT, soit : 7 € HT/m²shab

Production d’eau chaude solaire : 631 k€ HT, soit : 17 € HT/m²shab

Production photovoltaïque : 82 k€ HT, soit : 2 € HT/m²shab

Autres travaux thermiques : 543 k€ HT, soit : 14 € HT/m²shab

Détail des travaux réalisés et conséquences en matière d’efficacité énergétique :

• Production d’eau chaude solaire :

Installation de 4 champs de panneaux solaires thermiques de 705 m² inclinés de

43° et orientés plein sud. Ils assurent le réchauffage de l’eau chaude sanitaire et

participent à la compensation des pertes de bouclage. Le stockage est assuré par

cinq ballons dont le volume total est de 42 m3. Ils sont situés en sous-station en

sous-sol des immeubles. L’appoint est effectué par un échangeur alimenté par le

réseau de chaleur urbain. L’installation est suivie par un système de télégestion.

• Production d’électricité photovoltaïque :

Installation de 3 champs de capteurs photovoltaïques d’une surface totale de 95

m². Ils sont installés verticalement sur un pignon orienté plein sud. La puissance crête maxi est de 9,9 kWc.

L’énergie électrique est convertie en 220 V alternatif par six onduleurs. Les premières années, l’énergie

produite a servi à alimenter en électricité les parties communes de l’immeuble attenant. Le contrat de

revente d’électricité a pu être finalisé et, depuis deux ans, l’électricité est maintenant réinjectée sur le réseau

de distribution publique.

L’installation est suivie par un système de télégestion.

Les performances ont été mesurées la première année d’exploitation. La production totale s’est élevée à :

5 990 kWh pour une irradiation totale de 925 kWh/m².

• Remplacement des fenêtres existantes : Elles ont été remplacées par des fenêtres en PVC équipées de

double vitrage. Les loggias situées au sud ont été fermées.

• Travaux d’isolation thermique : Isolation des pignons, des sous faces de planchers bas selon les exigences

de l’époque.

Appréciation générale :

Le système de production

thermique solaire permet d’assurer

le préchauffage de l’eau chaude

sanitaire.

Le taux de couverture solaire de

43% annoncé ne représente que :

26 kWh/m3, sur des besoins

théoriques de : 59 kWh/m3. Sur les

deux dernières années, la

production solaire thermique

mesurée a été de 354 MWh (2006)

et de 364 MWh (2007). Si l’on se

réfère à un ratio couramment utilisé

pour un réseau de chaleur de 90

kWh thermique pour réchauffer un

m3 d’eau, le taux de couverture doit être ramené à : 28% pour intégrer les pertes de la boucle d’eau chaude.Les

autres travaux d’amélioration de l’efficacité énergétique sont trop ponctuels et réalisés sans objectif affirmé de

renforcement des performances énergétiques. Les travaux ont été réalisés selon les standards d’une époque où

le baril de pétrole était de l’ordre 10 à 20 $ (2001). La valeur de : 122 kWhep/m²shon obtenue en 2007 pour le

chauffage et l’eau chaude se situe dans les standards de performances de logements des années 1960

réhabilités thermiquement.

Les résultats sont donc relative-ment modestes (122 kWhep/m²shon contre une valeur médiane du parc social de

140 kWhep/m²shon). Mais les investissements ne sont que de 1,5 k€1999 par logement, contre une estimation de 15

à 20 k€2008/logement pour réaliser une réhabilitation thermique complète.

1 à 6, square Jean-Pierre TIMBAUD - 93000 MONTREUIL

Office Public de l’Habitat MONTREUILLOISDate réhabilitation 2001 – Immeuble livré en 1969 – Date de visite du site & photographies : 16 mai 2008

Zone géographique Nord-est de Paris – Opération en ZUS à Montreuil – Quartier La Noue DJU trentenaires : 2636.Usages Habitat résidentiel à vocation sociale. Immeuble RJ+RC+4. Les niveaux rez-de-jardin et rez-

de-chaussée sont occupés par des activités commerciales ou socioculturelles. Les 4 niveaux supérieurs sont occupés par des locataires de l’OPH.

Taille Six entrées d’immeubles sur six niveaux dont quatre utilisés en logements. Occupation 52 logements locatifs de 4500 m² de surface habitable (SHON estimée : 5 400 m²).

2 niveaux occupés par des activités annexes (SHON = 2 200 m²)Consommations énergétiques (*)

Consommations chauffage (2003 – DJU : 2308) : 83 kWhep/m²shon/an [-37% sur 2000 pour 2255 DJU] (Selon arrêté du 6 mai 2006)

Coût de la réhabilitation

Ensemble des travaux : 77,5 € HT/m² SHABDont : Isolation par l’extérieur : 45 € HT/m² SHAB Fermetures extérieures : 20 € HT/m² SHAB Fermetures balcons (partiel) : 8 € HT/m² SHAB [98 €/logements traités] VMC hygro-réglables (partiel) : 0,5 € HT/m² SHAB [6 €/logements traités] Création sous-station : 4 € HT/m² SHAB

(*) L’immeuble traité appartient à un ensemble raccordé à une même sous-station avant travaux : la contribution de l’immeuble avant travaux est estimée à 33% des consommations de chauffage. Les consommations sont fortement influencées par l’occupation aléatoire des activités annexes.

Les points forts de la réhabilitation : Une isolation par l’extérieur en

bardage avec laine de verre de 10 cm (façades et pignons).

Le remplacement des fermetures extérieures par des fermetures en PVC avec double vitrage faiblement émissif et lame d’Argon.

La fermeture des balcons sur une travée (partiel : 4 logements concernés).

La mise en place d’une ventilation hygro-réglable en remplacement de la VMC traditionnelle (partiel).

La création d’une sous-station propre à l’immeuble traité pour permettre l’adaptation aux nouveaux besoins de l’immeuble.

Le point de vue de l’organisme :La réhabilitation conduite dans le cadre du projet européen «Regen Link» a permis d’aller au-delà des pratiques habituelles de la réhabilitation en logement social et d’obtenir ainsi des résultats dans l’ensemble conformes aux attentes de l’organisme. Notamment, il a été possible de réduire les charges locatives grâce à une réduction de 30% du poste de fourniture de chauffage [poste R1] et de contribuer ainsi à la réduction des émissions de CO² (76 tonnes de CO² économisés chaque année). Le confort des locataires a été sensiblement amélioré avec la réduction des effets de paroi froide, et, pour certains d’entre eux, grâce à l’adjonction d’une surface de vie supplémentaire avec la fermeture des balcons qui sont utilisés, en mi-saison, pour agrémenter leur environnement (pots de fleur, verdure). Pour l’organisme, le changement a été positif avec l’amélioration de l’image de l’organisme auprès de ses partenaires, avec les autres actions menées sur le thème du Développement durable. Compte-tenu d’une capacité d’investissement limité certains traitements n’ont pu être réalisés sur l’ensemble de l’immeuble (vérandas) ou ont été reportés (toiture et planchers bas). La complexité technique du réseau de distribution de l’eau chaude sanitaire n’a pas permis de réaliser d’intervention efficace sur ce poste.

Détail des travaux réalisés et conséquences en matière d’efficacité énergétique - avis d’expert :• Isolation par l’extérieur :

Description : L’isolation des pignons et des façades est réalisée par l’extérieur avec 10 cm de laine de verre et la protection de l’isolant est assurée par un bardage à base de matériaux recyclés.

Avis : Compte tenu de l’existence d’éléments de façade présentant une saillie importante et, probablement d’une volonté architecturale, la protection par bardage est fortement éloignée de la façade initiale générant ainsi des surcoûts élevés du système d’accrochage de l’isolant à la façade et, entraînant une forte augmentation des épaisseurs de tableau des fenêtres dont les conséquences sont décrites ci-dessous.

• Remplacement des fermetures extérieures :Description : Les fenêtres existantes ont été remplacées par des fenêtres en PVC équipées de doubles vitrages avec revêtement à faible émissivité réduisant les émissions de chaleur par rayonnement et disposant d’une lame d’Argon afin de réduire les déperditions par conduction de la lame de gaz entre les deux vitres.Avis : Cette disposition innovante à l’époque des travaux est devenue aujourd’hui la norme en réhabilitation.

• Fermetures des balcons :Description : Une colonne de 4 balcons de 2 m² situés en saillie et constitués d’une simple dalle en béton et d’un garde-corps métallique ont été habillés sur les trois faces d’une protection vitrée amovible : fenêtres vitrées battantes sur les petits cotés et fenêtre vitrée coulissante avec une partie battante sur le grand côté. La structure de support de l’ensemble est métallique et permet de recouvrir l’extrémité de dalle des balcons.Avis : Les gains de ce dispositif sont de natures diverses :

o Captage de l’énergie solaire reçue sur une surface de 5 m² par logement utilisée pour réchauffer l’air neuf entrant (bouche d’entrée d’air de 30 m3/h), à la condition que les ouvrants du balcon ne soient pas ouverts : un cas constaté lors de la visite, mais en fin de période de chauffage). Partie non négligeable de l’énergie solaire perdue par le masque généré par la tour R+16 situé au sud-est de la colonne de balcons traités.

o Espace tampon permettant de limiter les déperditions de la porte-fenêtre du séjour, et des parois opaques insérée entre espace fermé et séjour sous réserve d’un comportement adapté du locataire.

o Traitement partiel du pont thermique important généré par le balcon en saillie se comportant en radiateur de 4 m² de surface d’échange.

Mais, la contribution de ce dispositif qui ne concerne que 5% des surfaces chauffés et l’impact - même s’il est significatif -, ne peut se déterminer sur les consommations globales mesurées.De plus, les gains à attendre en situation favorable doivent être minorés – ici - :

o d’une part, par la présence d’une tour R+16, située au sud-est de la façade sud générant une ombre portée (voir photos de façade en page 1) sur le quart de la façade sud pendant environ 4h (temps de balayage de l’ombre sur l’ensemble de la façade),

o d’autre part, par l’épaisseur très importante des tableaux de fenêtres (~ 50 cm) limitant fortement l’apport lié à l’ensoleillement lorsque le soleil est haut (mi-saison) et lorsqu’il présente un angle élevé par rapport à la perpendiculaire à la façade sud, donc en début et fin de journée.

• Ventilation hygro-réglable :Description : Remplacement des bouches d’extraction par des bouches hygro-réglables, mais uniquement sur une seule colonne de 4 logements.Avis : La contribution de ce dispositif qui ne concerne que 5% des volumes chauffés est non mesurable.

• Création d’une sous-station :Description : Un piquage sur le secondaire du chauffage urbain a été réalisé pour individualiser la conduite du chauffage. Une vanne 3 voies permet de réguler indépendamment le chauffage en fonction de la température extérieure. Le réseau de l’immeuble traité est équipé d’un sous-compteur d’énergie thermique utilisé pour la répartition des charges de chauffage.Avis : Compte tenu de la réduction sensible des déperditions, cet équipement permettant de baisser la courbe de chauffe parait indispensable à l’obtention des performances attendues. Le constat fait la première année d’une température élevée (23°C) dans les logements démontre que ce dispositif n’est pas suffisant et devrait être complété systématiquement par un calcul de l’équilibrage hydraulique et une modification systématique de l’équilibrage des vannes de réglage des radiateurs afin d’adapter leur émission aux nouvelles déperditions.

• Exploitation du chauffage :Description : L’immeuble est alimenté par le réseau de chaleur de Bagnolet- Montreuil alimenté par un mix fuel-charbon. Le primaire du réseau de chauffage urbain est exploité par la société ELYO pour le compte de la SCBM. Le secondaire est géré par la régie de chauffage de l’Oph (service interne en charge de l’exploitation).Avis : L’augmentation des tarifs de l’énergie justifie l’augmentation du personnel d’exploitation – notamment sur le réseau secondaire - afin de mieux maîtriser les niveaux des températures intérieures.

Le gain potentiel est supérieur à 20% pour ramener la température moyenne de 23°C à 20°C à comparer au 25% obtenus sur les consommations de chauffage avec un investissement de 185 .000 €.

Avis général : Le manque de financement a conduit à reporter certains travaux ou à les limiter a quelques logements. Cet état de fait ne permet malheureusement pas de tirer tous les enseignements de cette opération.

Contact : Alain BESCOU (responsable technique de l’OPH Montreuillois). Tél : 01 49 20 36 03Rédacteur de la fiche : Jean-Alain MEUNIER (consultant senior d’Habitat & territoires conseil)

Tél. : 01 40 75 78 81 – Mèl : ja.meunier@habitat-territoires.com

Lycée Jean Jaurès à Saint-Clément de Rivière dans l'Aude (34)Maîtrise d'ouvrage : Conseil Régional du Languedoc-Roussillon

Maître d'œuvre : Agence Pierre Tourre

Bâtiment d'enseignement D (principe architectural de « boîte » également adopté pour les bâtiments A, B et C)

Date de livraison Septembre 2003 (2006 pour les bâtiments hors programmes E et F)

Zone géographique Zone d'activité au nord du village de Saint-Clément de Rivière.Terrain de 5 hectares au sommet d'une colline de garrigue et de pin avec vue sur le Pic Saint Loup.DJU trentenaire : 1774

Usage Le site comporte des bâtiments d'enseignement (bâtiments A à F), de restauration, un internat, un bâtiment de sport, un bâtiment de services de maintenance et des logements de fonction.

Taille Les bâtiments A, B, C, et D, l'internat et les logements de fonction sont à deux niveaux. Tous les autres bâtiments sont de plain pied. Surfaces : SHON de 15000 m² et SU de 11418 m².

Occupation Le lycée accueille près de 1400 élèves, proche de sa capacité maximale d'accueil. 10% d'entre eux sont logés sur place en internat.

Consommation énergétique En 2007 tous usages confondus : 2072 MWhEP/an soit 138 kWhEP/m²SHON/anCoût de la construction 21.740.000 € HT soit 1450 € HT/m²Shon

Des solutions pour la ventilation, l'éclairage naturel et la maîtrise des déperditions thermiques

Un système de ventilation naturelle original s'inspirant du « puits provençal » : la ventilation des bâtiments d'enseignement B, C, D, E et F est naturelle. L'air circule au travers d'un double plancher en béton puis est évacué par des tourelles avec registres motorisés asservis à la température et au vent.

Une exploitation optimisée de l'éclairage naturel : l'orientation nord-sud des bâtiments d'enseignement, l'importance des surfaces vitrées, l'utilisation d'étagères à lumière, les « casquettes » au rez-de-chaussée, l'éclairage en second jour des classes par des édicules vitrés sont autant d'éléments qui contribuent à une diffusion homogène de l'éclairage naturel et au confort toutes saisons.

Des enveloppes bâties contribuant à la maîtrise des déperditions thermiques : les bâtiments occupés en permanence (logements de fonction et internat) sont isolés par l'extérieur au bénéfice d'une bonne inertie thermique et de ponts thermiques réduits.

Les bâtiments d'enseignement sont isolés par l'intérieur mais l'isolation n'est pas interrompue par les cloisonnements. Les fenêtres sont en aluminium à rupture de pont thermique.

Description du système de ventilation

Plan du site (hors logements situés plus au Nord

Le système de ventilation naturelle du lycée Jean Jaurès a été mis en place dans les salles de classes des bâtiments B, C, D, E et F. Ailleurs ce système ne pouvait être mis en place notamment en raison des fonctions abritées (cuisine, salles de sciences, locaux fumeurs, ...).L'air neuf est introduit en sous-face des préaux (en sous-face des vides sanitaires dans le cas des bâtiments E et F) et circule dans un double plancher (béton et bac acier collaborant) avant de déboucher dans les classes au travers de grilles au sol disposées le long des fenêtres. Puis il est aspiré dans les circulations via des caissons acoustiques et extrait par des tourelles à hélices de type Edmonds uniquement activées par le vent.Le débit d'air est régulé par des registres asservis au système de Gestion Technique du Bâtiment (GTB) en fonction de la vitesse du vent uniquement. Les élèves considèrent les salles comme étant particulièrement fraîches en hiver, notamment celles exposées au Nord. Ce problème dû au dysfonctionnement des registres qui ne répondaient pas à la GTB aurait été résolu. En période chaude, les simulations affichent un écart de température par rapport à l'extérieur compris entre 3 et 6°C. Le rafraîchissement est perçu comme étant efficace.

Enveloppe des bâtimentsA l'exception de la salle de restauration qui dispose d'une structure métallique, les autres bâtiments ont une structure en béton armé. Les logements de fonction et l'internat comportent une isolation extérieure.En revanche les bâtiments d'enseignement sont moins bien traités. L'isolation est intérieure (type « Pregyroche » 9+1). Leurs toitures sont isolées par 12 cm de polystyrène et les planchers disposent une isolation périphérique de 6cm d'épaisseur sur 1,2m. Les menuiseries aluminium sont disposées au nu intérieur. Mais surtout les débords en béton des bâtiments A, B, C et D constituent d'importants ponts thermiques, augmentent les déperditions et les consommations énergétiques pour le chauffage.

U murs 0,39

U toit 0,27

U menuiseries extérieures 2,4

K moyen (RT 88) 0,49

U bât réf (RT2000) externat -11%

U bât réf (RT2000) internat -14%

Éclairage naturelUn des objectifs visé par le maître d'ouvrage a été d'obtenir un facteur de lumière du jour de 1,8%, plus que suffisant en climat méditerranéen. L'obtention de cette performance ne s'est pas faite au détriment du fond des salles qui bénéficie d'un éclairement naturel satisfaisant ne nécessitant pas d'éclairage artificiel d'appoint. L'homogénéité de l'éclairement a été obtenue par l'utilisation d'étagères à lumière disposées sur les façades exposées au Sud et par des édicules vitrés sur les deux faces éclairant les circulations et indirectement les salles de classes à l'étage.Toutefois l'installation de rideaux laisse penser qu'il y a des risques d'éblouissement en saison froide.

Consommation d'énergieLes consommations d'énergie (en kWhEP/m²SHON/an) relevées sur factures en 2007 et réparties par nature d'énergie sont de 79 pour le gaz et 59 pour l'électricité soit un total de 138 kWhEP/m²SHON/an.La consommation de gaz comprend le chauffage et la production d'ECS mais aussi l'alimentation des équipements de cuisine de la restauration. En réalité, les mesures effectuées en 2005 révèlent une consommation de chauffage de 39 kWhEP/m²SHON/an et celle pour la production d'ECS de 21 kWhEP/m²SHON/an .La consommation de chauffage paraît particulièrement remarquable, y compris par rapport aux réalisations récentes. Toutefois la prudence est de mise dans l'interprétation des chiffres parce qu'il existe une fluctuation assez importante entre la consommation de gaz entre 2005 (79 kWhEP/m²SHON/an) et 2007 (60 kWhEP/m²SHON/an).La production d'ECS solaire en appoint dans les logements et l'usage généralisé de lampes basse consommation asservies à la GTB et à des détecteurs de présence contribuent à réduire la consommation d'énergie.

ContactGestionnaire du lycée, M. TallangrandTél : 04.67.63.61.50

Groupe scolaire Ludovic Massé à Perpignan dans les Pyrénées-Orientales (66)Maître d'ouvrage : Ville de Perpignan

Maître d'œuvre : Jaume Freixa et Philippe Pous

Date de livraison Été 1996Zone géographique Quartier périurbain de la porte d'Espagne au sud de Perpignan.

L'opération a été réalisée sur une terrain de 1,2 Ha dans un souci de valorisation du site (zone mi-rurale mi-urbaine avec vue sur le Canigou).DJU trentenaire : 1571

Usage Enseignement primaire et maternelleTaille Groupe scolaire constitué d'une école maternelle de 4 classes et d'une école

primaire de 8 classes. La quasi totalité de l'établissement est de plain pied.Surfaces : SHON de 2580 m² et SU de 2342 m² (1820 m² de classes)

Occupation Capacité d'accueil de 300 élèves.Consommation énergétique La consommation d'énergie est exclusivement électrique

Exprimée en kWhEP/m²SHON/an :En 2005 : 158,80 ; En 2006 : 139,45 ; En 2007 : 102,68

Coût de la construction 10,3 MF HT (hors VRD et espaces verts) soit 610 € HT/m²SHON

Des solutions pour l'éclairage naturel et le confort thermique

Une utilisation optimale de l'éclairage naturel : Tous les espaces sans exception bénéficient de l'éclairage naturel en particulier grâce à l'utilisation de puits de lumière ou de sheds (éclairage en second jour des locaux d'enseignement). Les locaux d'enseignement sont orientés Nord-Sud et Est ce qui est favorable aux apports de lumière naturelle.

Un confort thermique soigné : L'enveloppe constituée de doubles murs et d’un cloisonnement en béton plein bénéficie d’une inertie lourde. Le plancher rayonnant électrique permet une température d'ambiance homogène et le préchauffage de l'air neuf évite les courants d'air froid. La combinaison des deux améliore le confort thermique.

Une enveloppe à forte inertie thermiqueL'enveloppe de l'établissement repose sur le principe du double mur. Elle est constituée de l'intérieur vers l'extérieur d'un mur porteur en béton, d'une isolation, d'un lame d'air et d'un parement de brique autoporteur. L'utilisation d'une enveloppe à forte inertie thermique est associée à l'utilisation de cloisons et murs de refends lourds dans une approche globale de régulation thermique. En particulier, la limitation des apports solaires associée à l’inertie lourde, assurée par les murs et les planchers en béton, permettent d’écrêter les pics de chaleur et de garantir un bon confort thermique en été.

Une utilisation optimale de l'éclairage naturelLe Groupe scolaire Ludovic Massé est particulièrement remarquable par son exploitation de l'éclairage naturel. Des puits de lumière sont utilisés aussi bien dans certains locaux de la maternelle que dans des locaux aveugles habituellement éclairés artificiellement. Ici les sanitaires sont éclairés par des puits de lumière qui bien que de dimensions limitées (un carreau de faux-plafond 60x60) semblent suffisants par temps ensoleillé.Les locaux d'enseignement bénéficient d'un double apport en lumière naturelle, par les façades et second jour par des sheds recouvrant les circulations ce qui est de nature à améliorer l'homogénéité de l'éclairage.Toutefois des rideaux ont été mis en place après réception dans les salles d'enseignement exposées au Nord, probablement pour éviter un éblouissement possible.Afin de limiter le recours à l’éclairage artificiel celui-ci est asservi au système de gestion technique centralisée.Des stores brise-soleil relevables et à lames orientables permettent de gérer les apports de lumière naturelle et les apports solaires.

Un choix de chauffage d'appoint par le solLe chauffage est assuré par deux systèmes complémentaires reliés à une GTC : l’air neuf pour l’hygiène est pris en façade et préchauffé par des ventilo-convecteurs (batterie électrique) et un plancher rayonnant électrique. Ce dernier est constitué d'un isolant incompressible, d'un câblage électrique et d'une chape d'enrobage de 6 cm d'épaisseur.Le plancher rayonnant électrique est mis en marche aux heures creuses le matin avant l'occupation des locaux et ponctuellement l'après-midi si le besoin se fait sentir. Ce fonctionnement est, a priori, contestable sur le plan de l'efficacité énergétique. D'une part, la faible épaisseur de la chape d'enrobage laisse penser que sa capacité d'accumulation de chaleur est insuffisante. D'autre part, il faut gérer la contrainte du décalage entre les heures creuses et la période optimale de restitution de chaleur lorsque les locaux sont occupés.La maîtrise d'œuvre précise cependant que « ce n'est pas tant l'inertie de l'émetteur qui fait effet de déphasage mais l'inertie lourde d'un bâtiment à ossature béton ».En tenant pour acquis le respect des températures de consigne (régulation par GTC), il faudrait vérifier si le chauffage direct ne serait pas plus efficace sur le plan énergétique que le fonctionnement actuel vraisemblablement dicté par des préoccupations tarifaires.

Consommation d'énergieL'énergie consommée est exclusivement électrique. L'électricité est principalement consommée par les ventilo-convecteurs (puissance installée : 62 kW), le plancher chauffant (puissance installée : 150 kW), la production d'ECS, les équipements de restauration (chaîne froide), l'éclairage et les autres usages (bureautique, ...). La consommation moyenne sur les trois dernières années est de 133,54 kWhEP/m²SHON/an constitue une performance remarquable pour un bâtiment avec chauffage par effet Joule.Précisons que cette performance est atteinte malgré la présence d'un mur de plusieurs mètres de long à ossature métallique et remplissage par pavés de verre, justifié d'un point de vue architectural, mais présentant d'importants ponts thermiques.Reste qu'il serait intéressant de connaître le gain énergétique et économique que pourrait apporter l'utilisation du plancher rayonnant électrique en chauffage direct.

ContactMairie de PerpignanJean-Philippe Loubet, responsable du service Mission d'économie d'énergieTél : 04.68.66.31.98

Bâtiment Salvatierra à Rennes dans l'Ille et Vilaine (35),Maîtrise d’ouvrage : Coop de Construction ; Architecte : M Barrier

Date de livraison Octobre 2001Zone géographique Situé au Nord Ouest de Rennes, dans la zone d'aménagement concerté

Beauregard Zone climatique H2a, DJU trentenaire 2413Usage Résidentiel neuf composé de 43 logements à caractère socialTaille 6 niveaux: garage au sous sol, logements R+5; SHAB: 3100 m², shon : 3869

m².Occupation Les logements sont occupés en permanence.Consommation énergétique

184 kWhep/m²shon/an. Selon les mesures effectuées par l'INSA de Rennes (120 kWhep/m²shon/an prévus par le programme CEPHEUS)

Coût de la construction 1020€ HT par m² Shab (travaux et honoraires) soit 835 euros HT/m²shon

Forte isolation, inertie et étanchéité à l'air de l'enveloppe du bâtiment Une enveloppe isolée par l'extérieur (mur de

bauge 50cm d'épaisseur au Sud sinon isolation par 20 cm de laine de chanvre). La pièce de vie principale de chaque appartement est orientée au Sud.

Le système chauffage aéraulique est réalisé par une VMC double flux avec échangeur relié à une batterie à eau chaude alimentée par le réseau de chauffage urbain. Des chauffages d'appoint électriques complètent ce système.

La maîtrise des usages et mise en œuvre: une attention particulière a été apportée à l'étanchéité à l'air du bâtiment. Une coopérative d'achat de matériel de classe énergétique performante a été crée afin de limiter les consommations des ménages.

détail bauge devant refend

Une consommation dépassant les objectifs en hiver mais un bon confort d'étéJugée globalement satisfaisant, le confort thermique du bâtiment présente néanmoins des hétérogénéités. En hiver, la température de soufflage de la ventilation limitée à 18°C entraîne l'utilisation d'appoints électriques, dégradant la consommation en énergie primaire du bâtiment.En été, la présence de protections solaires extérieures, l'inertie des matériaux choisis et leur épaisseur (50 cm de bauge au Sud sur les quatre premiers niveaux) autorise un bon confort (27°C mesurés dans les appartements des quatre premiers niveaux au plus fort de la canicule de 2003). L’épaisseur de 50 cm permet de déphaser les pics de chaleurs sur plusieurs jours jusqu’à 12 jours. Contact : M Croc Coop de construction

EnveloppeBâtiment en R+5 implanté selon un axe Est Ouest présentant de larges ouvertures sur les pièces de vie principales toutes orientées au Sud.

CETE OUEST septembre 2008 1/2

La structure générale du bâtiment est réalisée en béton banché (voiles de 20 cm d’épaisseur entre logements et voile de 18 cm à l’intérieur des logements) et planchers intermédiaires avec dalle en béton armé.L'isolation et l'inertie des quatre premiers niveaux de la façade Sud sont assurés par une constitution des murs en bauge (blocs manufacturés constitués d'argile et de paille, de 50 centimètres d'épaisseur 70 cm de haut et 60 à 100 cm de long pour un poids de l'ordre de 600 kg; U=0,75W/m²K). Les autres façades à ossature bois intègrent un isolant composé de 20 cm de laine de chanvre, matériau également utilisé pour l'isolation de la toiture et du plancher bas sur sous sol (selon la même épaisseur).A part les 4 premiers niveaux de la façade Sud, les faces extérieures des murs sont protégées par des bardages bois ou composite bois ciment. Les parements intérieurs sont faits de placoplan (cloison de 5 cm constituée de deux plaques de plâtre et d’une structure alvéolaire de carton).Afin d’éviter les pertes par infiltration, l’accent est mis sur une étanchéité à l'air élevée de l’enveloppe garantie par une démarche associant des mesures en cours de chantier et en fin de chantier, avec une détection des fuites et leur correction (reprise de joints mastic…)Les baies sont équipées de menuiseries bois et de double vitrage peu émissif à lame d’argon.

Système énergétique pour le chauffage, la ventilation d’hygiène et l'eau chaude sanitaireLes pertes de chaleur dues au système de ventilation sont limitées grâce à la récupération de chaleur sur l’air extrait via un échangeur d'un rendement de 80%. Le chauffage est assuré par brassage d’air. L'air est réchauffé en un point par le réseau de chaleur urbain, basé sur l'incinération des déchets. La recherche d’une inertie forte et la conception bioclimatique (forte inertie des murs en bauge au Sud et protections solaires créés par les balcons des quatre premiers niveaux de cette même façade) du bâtiment doivent permettre de s’affranchir de la climatisation. L’eau chaude sanitaire est assurée en priorité par des capteurs solaires placés sur la partie sud de la toiture. Cette installation a été dimensionnée pour fournir environ 50 % des besoins d’eau chaude sanitaire (ECS). Elle se compose de 80 m2 de capteurs, complétés par l'appoint de la sous-station reliée au réseau de chaleur urbain.

Qualité d’usage et de fonctionnementLes logements vont du F2 au F6 duplex (au 4 et 5ème étages) pour des superficies allant de 46 à 117 m².Il ressort que le comportement thermique du bâtiment en hiver est hétérogène d'un appartement à un autre, voire d'une pièce à l'autre au sein d'un même appartement. Ceci est lié à l'orientation de l'appartement voire à son taux d'étanchéité à l'air et/ou le système de chauffage à air (les duplex sont ainsi défavorisés avec des inerties différentes entre les niveaux et une moins bonne étanchéité). L'ambiance thermique nécessite ainsi un complément réalisé par des chauffages d'appoint électriques.Un effort particulier a été fait pour maîtriser la consommation d’électricité liée à l'équipement des foyers, notamment en créant une coopérative d'achat de matériel de classe énergétique performante.D'autre part, selon une majorité d'occupants les gaines de chauffage véhiculent et produisent des nuisances sonores.

La consommationSur la période octobre 2002 - octobre 2003, la consommation d’énergie relevée pour le chauffage s’élève à 41,2 kWhep/m² shon (consommation et pertes réseau), ce qui, bien qu'étant supérieur aux objectifs du programme CEPHEUS (15kWh/m²/an), demeure inférieur aux consommations standards pour des bâtiments de logements collectifs.Les DJU sur la saison sept 2002- juin 2003 s’élèvent à 2047 pour 2413 DJU trentenaires.Pour la même période, la consommation d’énergie relevée pour l’électricité est de 109 kWhep/m²shon. Celle-ci se répartit de manière équivalente entre les parties communes et les logements.

CommentairesL'isolation par l'extérieur permet de réduire les ponts thermiques et, associée à une bonne étanchéité à l'air du bâtiment, limite les déperditions énergétiques.La forme du bâtiment permet d'optimiser les apports solaires. Néanmoins elle induit des longueurs de réseaux de distribution hydrauliques et aérauliques qui, associées à un calorifugeage insuffisant engendrent des pertes thermiques conséquentes.La consommation électrique élevée dans les parties communes s'explique par le fonctionnement des ventilateurs du système de chauffage aéraulique par VMC double flux. (20 kWh/m²/an)Concernant les habitants, l’utilisation d’appareils ménagers économiques a été favorisée par création d’un groupement d’achat. De plus, les ménages ont été sensibilisés aux économies d'énergies grâce à des campagnes de communications.

CETE OUEST septembre 2008 2/2

Maison à Saturargues dans l'Hérault (34)Maître d'ouvrage : Famille Martin-Savary

Maître d'œuvre : Xavier Belhomme

le

Date de livraison Septembre 1995Zone géographique Zone pavillonnaire de Saturargues à 20 km au Sud-Ouest de Nîmes

DJU trentenaire : 1774Usage Résidentiel neufTaille Bâtiment sur deux niveaux

SHON : 148 m² ; Surface habitable : 125 m² Occupation Famille de quatre personnesConsommation énergétique Consommation moyenne sur cinq ans estimée à 67,6 kWhEP/m²/anCoût de la construction 99 092 € TTC (hors VRD et espaces verts) soit 545 € HT/m²SHON

Description générale de la maison

A l'exception du garage isolé par l'intérieur et qui fait également office de bureau, la maison est isolée par l'extérieur. Les murs sont constitués de l'intérieur vers l'extérieur d'une enduit plâtre, d'aggloméré creux de 20 cm avec isolation extérieure polystyrène de 60mm et enduit hydraulique monocouche.Globalement les ouvrants sont bien dimensionnés et permettent une gestion équilibrée des apports solaires ou de lumière naturelle en toutes saisons. En particulier, la façade Nord comporte des fenêtres de taille plus réduites (par exemple 80cm de hauteur au lieu de 1,10 m) dans un soucis de moindre déperditions.La maison associe un puits climatique et une serre orientée sud pour assurer partiellement un chauffage et un refroidissement passif. Le fonctionnement type consiste en été, à souffler directement l’air du puits canadien dans le logement tandis que la serre est largement ventilée. En hiver, l’air passe du puits canadien vers la serre avant d’être soufflé dans le logement (cf illustrations ci-contre extraites du rapport « Qualité environnementale des bâtiment en Languedoc-Roussillon » réalisé par l'Agence Méditerranéenne de l'Environnement.)La maison dispose également de capteurs solaires (4 m²) et de panneaux solaires (15 m²), tous disposés en toiture. Ces derniers ont été raccordés en 2008 alors que les capteurs existent depuis l'origine et alimentent un chauffe eau à appoint électrique, fait remarquable pour l'époque.

Vue sur l'angle Sud-Ouest(terrasse exposée Ouest)

Système de chauffageLe chauffage est assuré par une cheminée centrale à récupérateur d'air chaud au rez-de-chaussée avec appoint par des convecteurs électriques et l'air préchauffé par le « puits canadien ». La cheminée diffuse sa chaleur au rez-de-chaussée et à l'étage. L'air préchauffé par le « puits canadien » est soufflé dans la serre puis dans les chambres à l'étage par une ventilation mécanique située en combles perdus. Les débits de soufflage sont de l'ordre de 28 m3/h en régime moyen soit rapporté au volume des chambres un peu plus de 1 volume/h. La ventilation est régulée en fonction de la température relevée par 7sept sondes réparties dans lee façon puits, la serre, sur la façade Nord et les locaux de vie). Elle et peut également être gérée manuellement. si le besoin s'en fait sentir.

Renouvellement hygiénique de l'airLe renouvellement hygiénique de l'air est censé être assuré par le système de ventilation du puits canadien. Mais celui-ci ne comporte pas d'extraction à l'exception de la hotte de la cuisine. Le système fonctionne donc en surpression et l'évacuation d'air vicié se fait uniquement par les défauts d'étanchéité. Il est donc à craindre que le renouvellement d'air ne soit pas suffisant.La question du renouvellement hygiénique de l'air paraît moins critique en été du fait de l'ouverture des fenêtres, de la porte fenêtre donnant sur la terrasse et du lanterneau faisant office de tirage thermique dans la serre. En l'absence d'éléments de mesure précis, en particulier sur l'étanchéité de l'enveloppe, il n'est pas possible de se prononcer de façon catégorique sur le respect des exigences des règles d'hygiène.

Gestion thermique d'hiverEn hiver le fonctionnement du dispositif de puits canadien suscite quelques interrogations sur son bénéfice tant sur le plan du confort thermique que celui de l'efficacité énergétique en raison de ce qui suit :- il y a des pertes calorifiques dans la serre en raison d'infiltrations, notamment par une grille d'aération donnant directement sur l'extérieur et par l'ouverture de la porte de la serre pour l'entretien des plantes ;- le système consomme de l'énergie en faisant appel à une ventilation mécanique ;- la serre ne dispose que d'une simple vitrage alors qu'un double vitrage aurait minimisé les déperditions ;- le tube PVC du puits canadien est enterré à 1m alors qu'il devrait être enterré à au moins 1,5m mais il a fallu composer avec une sous-sol en roche très dure ;- une maison voisine forme un masque sur la serre ce qui réduit les apports solaires.

Gestion thermique d'étéEn été le puits canadien est une vraie source de confort car l'air ne transite pas par la serre et toute forme d'infiltration est évitée. Le gain estimé est de 2 à 5 °C.La chaleur accumulée dans la serre est évacuée via une ouverture qui fait office de tirage thermique mais ses dimensions paraissent réduites (55cmx78cm) pour être réellement efficace.On remarque que deux chambres ont des fenêtres donnant sur la serre mais également sur l'extérieur ce qui permet de les aérer sans récupérer la chaleur de la serre.

Consommation d'énergieLe soufflage de l'air préchauffé, les convecteurs, l'eau chaude sanitaire font appel à l'électricité mais de manière partielle pour l'eau chaude sanitaire produite aussi grâce à un système solaire en toiture dit « à éléments séparés », comprenant un ballon électro-solaire de 300 litres et des capteurs Clipsol de type « Hélio-toiture » installés au Sud (4 m²). La consommation électrique moyenne relevée au cours des cinq dernières années est 1665 kWh/an. Rapporté à la surface hors œuvre nette on obtient : 29 kWhEP/m²/an.Les capteurs solaires couvrent en totalité les besoins en ECS en moyenne six mois de l'année (d'avril à mai).La consommation de chauffage comprend également le chauffage au bois, à savoir 4 stères par an. La consommation a été estimée à 5720 kWh/an1 soit 38,65 kWhEP/m²/an. La consommation totale est donc estimée en moyenne sur les cinq dernières années à 67,65 kWhEP/m²/an ce qui constitue une bonne performance pour l'époque et même aujourd'hui.Il faut toutefois relativiser ce chiffre. D'abord parce que le comptage des stères est aléatoire suivant la coupe du bois. Ensuite parce que les 5720 kWh de consommation de bois (1430 kWh par stère) se situent dans la fourchette basse des chiffres affichés dans la certification NF bois chauffage2. Dans le cas le plus défavorable (bois à faible puissance calorifique intérieur) la consommation totale serait de 83 kWhEP/m²/an. En outre il faut prendre en considération le fait que le confort apparaît un peu juste pour des occupants plus sensibles que les hôtes ce qui pourrait signifier que le chauffage est peu sollicité.

ContactM. Savary, Tél : 04.67.86.02.90

1 Source : rapport « Qualité environnementale des bâtiment en Languedoc-Roussillon » réalisé par l'Agence Méditerranéenne de l'Environnement

2 L'étiquette de certification NF bois de chauffage affiche suivant les essences de bois et leur taux d'humidité des chiffres variant de 1250 à 2000 kWh/stère ce qui dans le cas présent représente 33,78 kWhEP/m²/an à 54 kWhEP/m²/an.

http://www.ctba.fr/document_produit/REFERENTIEL%20NF%20BOIS%20DE%20CHAUFFAGE.pdf

Réhabilitation du bâtiment D de la cité universitaire Vert-Boisà Montpellier dans l'Hérault (34)

Maître d'ouvrage : CROUS de Montpellier, Maître d'œuvre : Archivolt Architecture

Date de livraison 2003Zone géographique Le bâtiment D fait partie d'un bloc de 6 bâtiments

résidentiels identiques construits à la fin des années 60. Cet ensemble est situé à proximité d'un site boisé classé.DJU trentenaire : 1774

Usage Logements étudiantsTaille Bâtiment sur quatre niveaux, SHON : 2300 m²Occupation Occupation toute l'année.

104 studios de 15 m², 8 T2 de 20 m² et 8 T2 de 25 m²Consommation énergétique Absence de comptage par bâtiment à ce jour.Coût de la construction 1 681 490 € HT y compris installation solaire

thermique (panneaux, ballons) : 39 214 € HTet installation solaire photovoltaïque : 28 295 € HT.Coût au m² : 730 € HT/m²SHON

Le bâtiment D de la cité universitaire de Vert-Bois comme point de départ d'une politique de développement durable

La cité universitaire Vert-Bois a vu le jour à la fin des années soixante. Compte tenu de la vétusté des bâtiments et l'évolution des besoins en matière de logements, le CROUS de Montpellier a entamé une vaste campagne de rénovation accompagnée par une politique de développement durable. La restructuration du bâtiment D de la cité universitaire Vert-Bois réalisée en 2003 a été le point de départ de mise en oeuvre de cette politique.Les travaux ont porté sur la transformation de 166 chambres de 10 m² en 120 appartements de plus grande taille (104 studios de 15 m², 8 T2 de 20 m² et 8 T2 de 25m²) avec pour objectif l'amélioration du confort thermique, de la gestion de l'eau et de l'énergie.Il a été décidé d'avoir recours à l'énergie solaire par la mise en place de capteurs solaires produisant pour partie l'eau chaude et par la mise de panneaux photovoltaïques dont l'électricité est consommée sur place.

Amélioration de la performance énergétique et du confort thermique des usagersIl n'existe pas de comptage de consommation d'énergie par bâtiment mais uniquement pour l'ensemble du site. Mais sachant qu'à l'époque sur les sept bâtiments du site six étaient identiques au bâtiment D, en répartissant la consommation relevée en 2000 au prorata du nombre de bâtiment on obtient une estimation approchante des consommations du bâtiment D. Il s'avère que les consommations étaient particulièrement élevées, notamment en chauffage.

Consommation du bâtiment D avant travaux

Usages Énergie consommée Consommation en kWhEP/m²/an

Chauffage Gaz 214

Eau chaude Gaz 83

Autres usages dont éclairage

Électricité 83

Total 380

La surconsommation d'énergie liée au chauffage s'expliquait principalement par l'absence totale d'isolation du bâtiment et les équipements de chauffage vétustes (chaudières, réseau).Il faut garder à l'esprit que s'il y a économies d'énergie, elles sont en partie imputables au nombre d'occupants probablement en diminution en raison du passage de 166 chambres à 120 appartements.

Amélioration de l'isolation du bâtimentAfin de remédier au problème d'isolation du bâtiment les murs ont été isolés par l'extérieur (10 cm de laine de roche). Cette disposition permet d'améliorer les performances énergétiques et le confort thermique (suppression de l'effet de paroi froide, meilleure inertie thermique pour le confort d'été). Un autre avantage significatif dans la perspective d'agrandissement des logements est l'absence de perte de surface intérieure par rapport à une isolation intérieure. La toiture et la sous-face du plancher sur vide sanitaire ont aussi été isolés (15 cm en toiture). Toutefois il n'y a pas de retour d'isolation du les acrotères.Des menuiseries PVC à double vitrage peu émissif ont remplacé les menuiseries existantes à simple vitrage. Elles sont toutefois posées au nu intérieur.

Amélioration du système de chauffage et de ventilationLe chauffage se fait par radiateurs.Une des deux chaudières a été remplacée par une chaudière haute performance, l'autre ayant été conservée pour un appoint ponctuel. La régulation du chauffage se faisait auparavant sur la totalité du bâtiment, indépendamment de l'exposition des façades. Il existe désormais une régulation par façade qui se matérialise par deux réseaux de chauffage, l'un desservant la façade nord et l'autre la façade sud afin de tenir compte des apports solaires différents.La ventilation naturelle a été remplacée par une ventilation simple flux hygroréglable.

Utilisation des énergies renouvelables :Eau chaude solaire :La consommation liée à la production d'eau chaude sanitaire a été diminuée principalement grâce au remplacement de la chaudière et la mise en place d'une installation solaire thermique. 42 m² de capteurs solaires sont disposés en toiture doivent en théorie produire près des deux tiers des besoins annuels en énergie pour l'eau chaude sanitaire (47,7 MWh/an de besoins estimés par logiciel de simulation; 29,7 MWh/an d'apports solaires).

Capteurs thermiques et stockage solairePhotovoltaïque : La consommation électrique a pu être diminuée par la généralisation des équipements basse consommation (luminaires, réfrigérateurs) et l'utilisation de 31 m² de panneaux solaires disposés verticalement sur la façade Sud. En effet le courant produit (3,5 MWh/an) est consommé sur place via un onduleur et doit, en théorie, couvrir 20% des besoins d'électricité pour l'éclairage.

Gestion de l'éclairageSi globalement le confort visuel est perçu comme satisfaisant par les occupants, la gestion de l'éclairage naturel est néanmoins perfectible. Les volets roulants opaques ne permettent pas de moduler les apports de lumière naturelle et la végétation grimpante qui devait participer au confort d'été peine à remplir cette fonction faute d'une croissance satisfaisante.ContactResponsable patrimoine de la cité universitaire Vert-Bois, M. ValageasTél : 04.67.41.50.17

Ces dernières années, les préoccupations environnementales ont incité de nombreux maîtres d’ouvrage à réaliser des bâtiments qui visent une très faible consommation énergétique. Une fois en fonctionnement ces bâtiments atteignent-ils les performances attendues ? Quelles sont les clés de la réussite ? A l’inverse quels sont les points d’achoppement ? D’une façon générale, quels sont les enseignements à retenir ?Ces questions sont traitées dans cette étude menée par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Dans cette optique, 28 opérations tertiaires, d’habitat collectif et individuel ont été analysées sur l’ensemble du territoire métropolitain.

www.prebat.net