PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Journée PREBAT vers des bâtiments à énergie positive Mesurer la performance des bâtiments Jean-Alain Bouchet CETE Méditerranée CHAMBERY – 31 mars 2010 PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Mesurer la performance des bâtiments Plan de l’exposé : Les 3 niveaux de suivi Les méthodes d’analyse Réflexions sur la mission d’évaluation PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Comment évaluer la performance réelle d’un bâtiment ? Évaluer en phase d’exploitation (2 ans) Considérer le système Bâtiment & équipements Occupants & gestionnaires Climat local & contraintes du site Choisir le niveau d’approfondissement PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les 3 niveaux de suivi : 3 niveaux d’approfondissement Niveau 1 : suivi de consommation Niveau 2 : suivi thermique global Niveau 3 : suivi analytique lourd PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Niveau 1 : « suivi de consommations» But : Quantifier les consommations d’énergie par usage (Chauffage, climatisation, ECS, éclairage, auxiliaires thermiques) + productions d’énergie Objectifs : sensibiliser les occupants et gestionnaires la RT 2005 impose un dispositif permettant de suivre les consommations : surface traitée de plus de 400 m2 : chauffage, refroidissement, ventilation surface éclairée de plus de 1000 m2 : éclairage restauration de plus de 200 couverts par jour et hébergement plus de 40 lits : ECS La RT 2012 va étendre ces obligations PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Niveau 2 : « suivi thermique global »  But = Suivi de consommation (niveau1) + IDENTIFICATION DES BESOINS THERMIQUES : Etablir le bilan thermique de l’enveloppe du bâtiment (déperditions et apports) Quantifier les besoins d’ECS (si besoins ECS significatifs) + Evaluer le confort thermique en particulier l’été Objectif : caractériser la performance réelle PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Niveau 3 : « Suivi analytique lourd »  But = Suivi thermique global + Identifier finement la dynamique des besoins thermiques (chaud et froid) Évaluer le fonctionnement réel des systèmes thermiques (production, distribution, gestion) ; ex : répartition chaleur poêle bois, régulation ventilation, .. Caractériser les rendements des générateurs à faible charge et à fonctionnement intermittent. Objectif : connaître le fonctionnement réel de bâtiments ou systèmes innovants PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les 3 niveaux de suivi 3 niveaux d’instrumentation : Mesures Suivi conso Suivi global Suivi lourd Comptage d’énergie par usage (1) Relevés saisonniers Relevés hebdomadaires ou mensuels Mesure pas de temps < horaire Enregistrement Horaire (2) Comptage thermique Indicateurs de fonctionnement Usages réglementés de l’énergie : chauffage, climatisation, ECS, éclairage, auxiliaires ventilation, auxiliaires thermiques Compteurs munis de sorties à impulsion PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les mesures : conditions climatiques internes et externes Suivi conso Suivi global Suivi lourd Température-Hygrométrie extérieure Mesure horaire (*) Température-Hygrométrie intérieure Mesures ponctuelles Ensoleillement horizontal global donnée météo journalière données météo journalière ou mesure horaire Vitesse et direction du vent (*) mesure dans les locaux les plus représentatifs à hauteur des voies respiratoires (séjours, chambre, cuisine, bureaux, salles de réunion, …). PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les mesures : sous comptage énergie par usage USAGES RT par chaufferie : chauffage, ECS, climatisation, auxiliaires thermiques moteurs ventilation par tableau ou CTA éclairage par tableau Sous-compteur départ direct de plus de 80 A (tertiaire) Cas particuliers : Générateur mixtes, PAC réversibles = consommations tous usages Générateur bois : estimation quantités de bois brûlées par usager Chaudière individuelle Gaz réseau : comptage général Gaz avec estimation forfait gaz cuisson GPL : mise en place d’un compteur gaz sur chaudière PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les mesures : comptages thermiques Énergie délivrée par les générateurs thermiques par usage de l’énergie (chauffage, ECS, froid) peut regrouper plusieurs générateurs de même type Besoins ECS : compteur thermique et volumique Cas particuliers : Le comptage de calories n’est pas possible sur les distributions par air. Les PAC réversibles font l’objet d’un comptage du froid et du chaud si l’ECS n’est pas un poste spécifique de la RT (ex bureaux ) seul un comptage global est nécessaire (sous comptage électrique, volume d’eau chaude consommée). PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les mesures : autres Systèmes de production de chaud ou de froid Température Etats de fonctionnement Systèmes de ventilation Température-hygrométrie Débits ponctuels Pressions (continu) (1) Etanchéité à l’air des bâtiments Mesure infiltrométrie (2) possibilité de mesurer en continu les débits par anémomètre à hélice (0.3 – 20 m/s) ou par transmetteur de pression (25-200Pa) Avec si possible thermographie infra rouge ou poire à fumée PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les mesures L’instrumentation est variable d’une opération à l’autre selon : L’intérêt d’une évaluation fine de certains systèmes Les types d’équipements L’usage et la taille du bâtiment Les modalités de recueil des mesures Capteurs autonomes + relevés compteurs par le gestionnaire Capteurs/compteurs raccordés à une centrale d’acquisition indépendante des GTC Télésuivi (modem, IP, GSM, …) PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les mesures La mise en œuvre d’une instrumentation est délicate : Intégrer le plus en amont possible (APD) pour éviter des surcoûts et responsabiliser la maîtrise d’œuvre Assister les entreprises et coordonner les lots (CVC – courants faibles – courants forts – EnR -…) Vérifier le bon fonctionnement (commissionnement) PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Mesurer la performance des bâtiments Plan de l’exposé : Les niveaux de suivi Les méthodes d’analyse Réflexions sur la mission d’évaluation PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Les enquêtes Le recueil d’information porte sur : Les conditions d’utilisation du bâtiment Les usagers Périodes d’occupation Utilisation des baies ( ouvertures) Utilisation des protections solaires et lumineuses L’appréciation du confort Qualification de l’ambiance (ressenti) Qualification de la satisfaction Les données de gestion Exploitation des chaufferies Entretien PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Diagramme des flux (Sankey) Exemple chaudière gaz mixe et installation solaire Ventilation Perméabilité Ouverture baies Pertes systèmes chauffage - ECS Apports solaires Apports internes Ambiance Température Hygrométrie Energie (usage thermique) Cch+ Pertes parois (y/c émetteurs) Ubat. At .DH Cecs Bch CC2 CG Pertes stockage et bouclage ECS Appoint ECS CC3 Energie Solaire Incidente Production Solaire CC1 Besoins ECS (y/c pertes distribution hors bouclages) Pertes système solaire PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Bilan en température apports thermiques <?> pertes thermiques semaine PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

« Suivi thermique global » Exemple d’instrumentation Maison individuelle à Gigean (34) Constructeur de maison individuelle Isolation renforcée (Ubatréf – 34%) : Bloc de béton cellulaire + ITI polystyrène extrudé 10 cm + hourdis polystyrène + plancher intermédiaire avec rupteurs – toit terrasse panneaux PU 10 cm – vitrages 4-16-4 argon Perméabilité à l’air par défaut (1,3 m3/hm2) VMC hygo B Micro Watt (11,5 W) Gaz condensation (ventouse) ECS solaire (5 m2) appoint gaz C = 32 kWhep/m2 PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

« Suivi thermique global » Exemple d’instrumentation Schéma de principe rejet VMC Local non chauffé Intérieur enveloppe extérieur S EC Solaire CC3 + Sondes autonomes Température humidité S chaudière Chauffage S CC1 EF Gaz CG CC2 CE1 CE2 CE3 PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Instrumentation PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

Mesurer la performance des bâtiments Plan de l’exposé : Les niveaux d’approfondissement de suivi Les méthodes d’analyse L’évaluation une mission spécifique PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

L’évaluation une mission spécifique Contenus : Constat de consommation/confort Identification des caractéristiques thermiques in situ et leur comparaison avec les caractéristiques théoriques Proposition de pistes d’amélioration Capitalisation et mise en réseau de l’expérience PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

L’évaluation une mission spécifique Quels acteurs ? Centres scientifiques et techniques Exploitant (commissionnement) Maître d’œuvre Certificateur AMO « évaluation » ? PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry

L’évaluation une mission spécifique Quels outils développer ? Méthodologies Instrumentation standardisée « niveau suivi thermique global» Outils d’analyse des données (ex: calcul des bilans thermiques) Cadres de retour d’expérience … PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry