Par Philippe Nunes – Ingénieur ENSAIS-ICG – PDG de XPair

Pour la première fois, une étude fait le point sur la rénovation «pas à pas» des logements et analyse les conditions de réussite de la réalisation de rénovations performantes permettant au parc français de maisons individuelles d'atteindre, par étapes, le Niveau de performance BBC. rénovation ou équivalent d'ici 2050.

Une rénovation efficace, s'il s'agit d'un impératif majeur pour réduire la consommation d'énergie, c'est aussi préserver la santé des occupants, leur confort et leur logement au sens patrimonial du terme.

Bien entendu, rénover chaque maison en une seule fois est la solution la plus techniquement et économiquement la plus judicieuse à long terme. Lorsque cela n'est pas possible, une rénovation progressive est nécessaire. Mais quel est l'optimum, 2 ou 3 étapes? Saviez-vous qu'à partir de 4 étapes, on arrive à des "impasses de rénovation", dans le sens où il est impossible d'atteindre les objectifs déclarés BBC (80 kWh / m2.an) d'ici 2050! ?

Saviez-vous aussi que les actions de travaux dits rénovations partielles, voire des travaux BBC compatibles, sont largement insuffisantes pour atteindre le niveau de performance de rénovation BBC ou équivalent sur le long terme!

Cette étude, publiée en janvier 2021, a été rédigée pour le compte de l'ADEME par DOREMI et le bureau d'études ENERTECH.

Rénovation énergétique par étapes. Ici phase des travaux d'isolation externe

Conclusions actuelles sur la rénovation énergétique

L'objectif français est de «disposer d'un parc immobilier BBC ou similaire d'ici 2050» (code de l'énergie), en moyenne nationale. Atteindre cet objectif est nécessaire pour répondre à la fois aux enjeux climatiques (neutralité carbone en 2050), énergétiques (division par 2 de la consommation énergétique en 2050) et sociaux (lutte contre la précarité).

Concernant le logement individuel (plus de 16 millions de maisons en résidence principale, 56% des logements français), selon plusieurs études en cours, le nombre de rénovations «BBC ou équivalent» est actuellement négligeable au vu des tarifs à atteindre (plusieurs centaines de milliers de rénovations Rénovation BBC ou équivalent par an):

• 3 780 rénovations «BBC rénovation ou équivalent» réalisées en une seule fois;
• Quelques centaines de rénovations «BBC par étapes» engagées (1ère étape achevée) et aucune achevée depuis 2011.

Objectif et méthode de l’étude «Rénovation efficace par étapes»

L'étude vise à identifier les conditions de réussite pour atteindre la performance à long terme de la rénovation progressive, dans les maisons unifamiliales. L'étude est basée sur les leçons tirées de 2 approches: qualitative et informatique.

L'approche qualitative se préoccupe du confort des occupants, de leur santé (notamment de la qualité de l'air intérieur), mais aussi de la préservation du bâtiment. Il s'appuie à la fois sur des études publiées dans ces domaines, et sur des analyses de nombreux retours sur le terrain (pratiques actuelles, apparitions de moisissures de plus en plus fréquentes, etc.). Il détaille des exemples très classiques de difficultés qui apparaissent lorsque deux postes de travail ne sont pas traités simultanément : isolation du grenier ou remplacement des fenêtres et report de l'isolation des murs. Le dernier cas est fréquemment observé sur le parc immobilier car il conduit à nombreuses impasses de rénovation : les ménages ne sont logiquement pas prêts à détruire les travaux récemment réalisés (reprise des panneaux de fenêtres, remplacement de nouveaux volets roulants, etc.) pour assurer la continuité de l'isolation nécessaire à la performance. Cependant, le fait de ne pas traiter correctement l'interface menuiserie – paroi génère des ponts thermiques en périphérie de la menuiserie et favorise le développement de moisissures. L'étude montre à travers des exemples concrets et très fréquents les enjeux et points de vigilance face à une interface entre deux postes de travail réalisée en étapes séparées.

L'approche computationnelle se concentre sur 10 types de logements construits avant 1982, auxquels sont appliqués des itinéraires de travail allant de 1 à 6 étapes. Les conclusions des calculs sont analysées à l'échelle de l'ensemble du parc pour définir une stratégie à porter au niveau national: quelles sont les trajectoires conduisant à une consommation nationale moyenne (chauffage + production d'eau chaude sanitaire) en dessous du seuil de rénovation BBC (80 kWh_EP/ m²s_hab.une)?

Les deux approches se complètent pour définir les conditions de réussite d'une rénovation progressive réussie, conditions présentées dans ce résumé.

Pour le 1^temps définitions à la fois clés et claires de la rénovation énergétique

Il est courant de parler de «rénovation énergétique» au sens large, sans évoquer le niveau de consommation énergétique de ces rénovations ni comment y parvenir. Les différents noms sont légion: rénovation par étapes, rénovations partielles, élément par élément ou par gestes de rénovation, rénovation globale, travaux compatibles BBC, rénovation BBC par étapes, rénovation par morceaux …

Pour plus d'efficacité dans les politiques publiques et les débats, il est essentiel de distinguer le niveau de performance atteint par la rénovation de la voie de rénovation empruntée. Le processus de rénovation peut être réalisé par plusieurs travaux successifs ("rénovation par étapes") ou dans une seule opération de travaux («rénovation complète»). Il apparaît donc indispensable de préciser les définitions ci-dessous.

La rénovation efficace d'un bâtiment est un ensemble d'ouvrages qui permettent au parc bâti de réaliser au moins le niveau de rénovation BBC ou équivalent, en moyenne nationale et d'ici 2050, sans mettre en danger la santé des occupants, en préservant le bâtiment de toute pathologie liée à ces travaux et en assurant un confort thermique et acoustique été comme hiver.

Figure A: définition d'une rénovation efficace. Source: Dorémi.

Le bâtiment rénové performant peut soit atteindre lui-même le niveau de consommation BBC rénovation, soit contribuer à atteindre cet objectif pour le parc bâti moyen national, notamment en mettant en œuvre une combinaison de travaux appropriée.

Un bâtiment rénové performant est un bâtiment qui a traité:

• les 6 postes de travail (isolation des murs, planchers bas et toiture, remplacement des menuiseries extérieures, ventilation et production de chauffage / eau chaude sanitaire)
• ainsi que les interfaces (jonctions physiques entre ces postes assurant l'étanchéité à l'air et la continuité de l'isolation) et les interactions entre ces postes (dimensionnement correct des systèmes notamment).

Figure B: schéma des 6 postes de travail nécessaires à la performance thermique (source: Dorémi)

Le niveau de rénovation BBC fait référence aux termes de ladécret du 29 septembre 2009, soit un objectif de consommation de 80 kWh en énergie primaire par m² de surface nette de plancher et par an modulée en fonction de la situation géographique et de l'altitude du lieu considéré.

Une rénovation peut être efficace en une seule étape de travail: c'est rénovation complète et efficace (ou rénovation globale).

Il peut également être efficace en plusieurs étapes: il est rénovation efficace par étapes, ou rénovation par étapes efficace sur le long terme. Le terme est l'horizon 2050, une fois toutes les étapes des travaux franchies. La complexité de l'exercice impose les conditions de réussite décrites dans cette étude (nombre d'étapes, traitement des interfaces et interactions, etc.).

Atteindre la performance nécessite une approche globale de la rénovation (ou une vision globale); il consiste en une analyse architecturale et technique pour définir les lots de travaux pertinents et anticiper la bonne gestion des interfaces et des interactions entre postes de travail.

Rénovation partielle est une action de travail qui représente l'essence des pratiques énergétiques actuelles (approche «article par article», par «gestes de travail» ou par «petits bouquets de 2 à 3 emplois»), sans approche globale, non coordonnée et traitant uniquement quelques postes de travail.

Cette approche de la rénovation n'atteint pas la performance dans le temps.

Premièrement, ne pas nuire … éviter les non-qualités (non-conformités, mauvaise qualité de fabrication, désordres …)

Une rénovation qui préserve la santé des occupants et du bâtiment doit respecter les bonnes pratiques en matière de migration d'humidité et de vapeur d'eau, afin d'éviter les phénomènes de condensation à l'origine du développement de moisissures et de diverses pathologies. pour les bâtiments, qui nuisent également à la qualité de l'air intérieur et à la santé des occupants.

Parmi ces bonnes pratiques, les impératifs suivants doivent être mis en pratique:

• Assurer un renouvellement d'air suffisant par ventilation mécanique contrôlée. Par exemple, une ventilation continue à un débit de 0,6 vol / h élimine l'humidité et autres polluants de l'air et garantit ainsi une bonne qualité de l'air intérieur dans toutes les pièces du logement ;
• Accorder un un soin particulier dans le traitement des interfaces – les interfaces sont des jonctions physiques entre 2 postes de travail nécessitant un jointoiement (définition AQC) – permettre la continuité du pare-vapeur, l'étanchéité à l'air et le traitement des principaux ponts thermiques qui pourraient créer des points froids pathogènes si l'interface entre deux postes de travail n'est pas abordée dans son intégralité.

À noter que les rénovations partielles, par geste de travail, ne répondent pas aux critères d'une rénovation réussie à long terme, car ils ne traitent pas simultanément les différents éléments de l'enveloppe, et par conséquent ne peuvent pas traiter la continuité de la migration de vapeur, ni celle de l'étanchéité à l'air, ni des ponts thermiques, aux interfaces. L'approche qualitative conduit au contraire à viser un 1^temps étape substantielle des travaux, regroupant judicieusement plusieurs postes de travail.

Atteindre la performance dans le temps: les principaux résultats des calculs

Le rapport rétablit un calcul sur 10 typologies de maisons représentatives du parc avant 1982, et 5 parcours de rénovation entre 1 et 6 étapes permettant de traiter les 6 postes de travail d'une rénovation performante: isolation des murs, de la toiture, plancher bas, remplacement des menuiseries extérieures, des systèmes de ventilation et de chauffage / ECS.

Cette analyse montre les conclusions suivantes pour le parc construit avant 1982 (voir Figure C):

1. La rénovation complète et efficace permet d'amener le parc au niveau de performance requis (Objectif fixé à 80 kWhEP / m²SHAB.année pour le chauffage et l'ECS en calcul physique, soit l'équivalent de 80 kWhEP / m²SRT.année pour les 5 positions du label BBC rénovation (calcul conventionnel).
2. Rénovations en 2 ou 3 étapes de travaux peut amener la flotte au niveau de performance requis sous réserve du bon traitement des interfaces et des interactions et le regroupement de 4 à 5 postes de travail soigneusement choisis dans la première étape.
3. La pratiques actuelles (traitement de 5 postes de travail sur 6, avec une performance alignée sur les seuils d'aide financière) ne pas amener la flotte au niveau de performance au fil du temps. C'est également le cas pour un parcours par gestes de travail intégrant un niveau intrinsèque de performance compatible avec le niveau de rénovation BBC pour les 6 postes de travail mais sans prendre en compte les interfaces et les interactions. Pour ces itinéraires, les niveaux de consommation de la flotte avancée sont de 1,4 à 2,7 fois supérieurs aux objectifs.

Figure C: Différences de consommation sur la moyenne du parc construit avant 1982 entre les différentes voies de rénovation en fonction du nombre d'étapes, et différence par rapport à l'objectif de rénovation BBC ou équivalent.

Légende: RCP = Rénovation complète et efficace;

Note importante : Les objectifs de rénovation BBC sont atteints avec des travaux en 2 étapes.

Les différences relatives entre les tracés sont importantes (voir figure C): un programme de rénovation composé d'ouvrages dont chacun atteint la performance de rénovation BBC intrinsèque (résistance thermique d'une paroi opaque, conductivité thermique d'une paroi en verre, efficacité d'un système de chauffage , etc.) atteint effectivement un niveau de performance «rénovation BBC ou équivalent», sur la moyenne du parc, en 1 ou 2 étapes si les interfaces sont bien traitées, mais augmente de + 30% de consommation d'énergie en moyenne dans le parc s'il est mis en œuvre en 3 ou 4 étapes, et jusqu'à + 60% en moyenne de la flotte en 6 étapes.

Figure D: Comparaison des consommations de chauffage et d'ECS avant et après rénovation, pour les parcours de rénovation en une étape (RCP) et en 6 étapes (pratiques actuelles).

La figure D présente les résultats des calculs des filières de rénovation en une étape (RCP) et des pratiques actuelles pour les 10 typologies étudiées et sur la moyenne du parc de maisons unifamiliales construites avant 1982. Ce graphique apporte une conclusion complémentaire: typologies de maisons (compacité, copropriété, impact des ponts thermiques, etc.) et programme de travail prévu (par exemple ITE ou ITI, chaudière gaz ou bois, etc.) fait varier le niveau de performance dans le temps autour de l'objectif de consommation (entre 43 kWhEP / m². an et 97 kWhEP / m² . année pour RCP pour un objectif national de 80 kWhEP / m².an).

Il convient donc de conserver qu'une stratégie de rénovation doit concerner l'ensemble du parc immobilier (moyenne du parc rénové en RCP: 70,7 kWhEP / m².an). Si, au contraire, les efforts étaient limités à certaines typologies, des efforts beaucoup plus substantiels devraient être faits sur d'autres (ce qui peut mettre en péril l'équilibre économique de la rénovation).

De plus, l'étude révèle que les différences de consommation entre les itinéraires d'un même type sont très variables (parfois élevées, parfois faibles) et ne dépendent pas du nombre d'étapes. Ce résultat confirme l'analyse qualitative précédente (matrice d'interfaces) selon dont certaines configurations de tâches sont plus faciles à traiter de manière non simultanée (moindre impact sur les performances au fil du temps) tandis que d'autres sont plus délicats (impact plus élevé).

Systèmes d'amélioration énergétique

1. Le ventilation concentre simultanément plusieurs défis: la gestion de l'humidité et des polluants, la réduction de la consommation de chauffage et d'électricité. Il doit être mis en place dès le 1^temps étape de travail pour réduire le risque de condensation (et donc de pathologies) et améliorer la qualité de l'air intérieur. La ventilation double flux semble être le système le plus efficace en rénovation, c'est-à-dire capable d'atteindre efficacement ces différents objectifs, s'il est correctement installé, bien entretenu et équipé d'un échangeur à haut rendement (85% selon Eurovent et / ou plus de 70% selon PHI7) et ventilateurs basse consommation (<0,25 W / m³/ h).

2. Le système de chauffage doit avoir de bonnes performances, y compris à faible puissance car les besoins sont extrêmement réduits dans une rénovation performante. La plage de modulation de certaines chaudières à gaz est importante, et permet leur installation dès que les pertes ont été divisées par deux lors de la première étape des travaux. Pour les chaudières à bois et fioul, les pompes à chaleur, ou encore les poêles à bois, la plage de modulation est actuellement plus restreinte, ils devront être remplacés en fin de process. Lorsque le système de chauffage (défectueux) doit être remplacé au début du voyage, il est nécessaire d'initier simultanément la rénovation de l'enveloppe pour réduire considérablement les pertes. Sinon, on observe une surconsommation importante, incompatible avec les performances visées (sauf pour certaines chaudières gaz très modulantes, seuls systèmes de chauffage actuellement sur le marché avec une large plage de modulation de puissance). Dans certaines rénovations où l'équipement de production de chaleur est remplacé avant la réduction de la demande, l'occupant devra remplacer le système une deuxième fois à la fin du voyage.

3. Le consommation pour la production d'ECS deviennent importants dans le bilan énergétique d'une rénovation performante (de 20% à 70% de la consommation du logement) et doivent impérativement être traités en rénovation performante: installation de systèmes hydro-économiques, isolation thermique des réseaux de distribution et sur-isolation des réservoirs électriques s & # 39; ils sont conservés.

4. Le énergies renouvelables (ER) pour le chauffage (poêle à bois, chaudières à bois, pompes à chaleur, solaire thermique) doit être intégré en priorité sur toutes les maisons pour des parcours en une à trois étapes. Cependant, le compensation le pire bilan énergétique d'un cours en quatre étapes ou plus par la production d'énergie renouvelable n'est pas souhaitable : l'investissement requis dépasse systématiquement le coût d'une rénovation complète (en une seule étape). De plus, la multiplicité du nombre d'étapes de ces itinéraires compensés par les énergies renouvelables risque de générer une mauvaise qualité de l'air intérieur (report de la ventilation notamment), des risques de pathologies dans les murs (humidité dans les murs, ponts thermiques, etc.) et donc deinconfort pour les occupants: dans ce cas, la température de consigne est augmentée pendant compenser cet inconfort lié à la surconsommation. Pour atteindre et assurer le maintien des performances dans le temps (bilan énergétique et confort des occupants), il est donc préférable de réduire le nombre d'étapes de travail, plutôt que d'investir dans les énergies renouvelables pour compenser une consommation d'énergie excessive lié au nombre d'étapes.

Les conditions de réussite et les outils à développer pour une rénovation progressive efficace

L'étude montre qu'une rénovation efficace par étapes est possible, sous certaines conditions, bien qu'elle soit plus complexe à réaliser.

Dans tous les cas, un approche globale rénovation est nécessaire, ce n'est pas seulement pour une rénovation ponctuelle *. Quel que soit le nombre d'étapes, cette approche globale implique:

1. Pour respecter le bonnes pratiques en matière de migration de l'humidité et de la vapeur d'eau ;
2. Assurer un renouvellement d'air suffisant pour garantir un bien Qualité de l'air intérieur ;
3. De traiter les 6 postes de travail au bon niveau de performance ;
4. Portez une attention particulière à traitement d'interface (continuité du pare-vapeur, étanchéité à l'air et traitement des principaux ponts thermiques);
5. Respecter un ensemble de recommandations pour choix des systèmes ventilation, chauffage et production d'ECS;
6. Réaliser un plan de financement pour l'ensemble du parcours.

* C'est pourquoi il est clairement préférable de conserver le terme rénovation complète plutôt que rénovation globale pour des rénovations performantes réalisées en une seule fois.

La maîtrise des interfaces est un élément clé de la performance, et nécessite que toutes les conditions suivantes soient appliquées à tous les axes de rénovation envisagés:

1. Un processus de rénovation limité à 2 ou 3 étapes de travail,
2. ET une bonne conception en amont, afin de regrouper judicieusement les postes de travail et notamment le regroupement de 4 à 5 postes dans une première étape,
3. ET une excellente coordination des différents métiers, même à des années d'intervalle pour assurer traitement efficace des interfaces et des interactions. Ce point constitue aujourd'hui un enjeu majeur pour mettre en place une dynamique massive de rénovations échelonnées qui, à terme, se comportera bien.

L'étude met en évidence le besoin:

1. Poursuivre le travail d'analyse détaillée sur les points de vigilance associés aux différentes configurations d'interface rencontrées lors de la rénovation,
2. Identifier clairement, au regard des objectifs, les interfaces qu'il est envisageable / délicat / aberrant de traiter en plusieurs étapes, et les regroupements judicieux des travaux,
3. De sensibiliser les ménages et aider les accompagnants à contribuer à une prise de décision éclairée entre les différents parcours de rénovation efficaces (en une seule fois ou en 2 à 3 étapes),
4. Et D & # 39;équiper, former et accompagner les professionnels la réalisation de rénovations performantes en une ou plusieurs étapes (3 au maximum) avec par exemple des carnets détaillés soutenant la conception et la mise en œuvre et facilitant la traçabilité des choix effectués.

Nouvelles pratiques et lignes directrices pour une rénovation progressive réussie

Au-delà des préconisations techniques listées ci-dessus, l'étude pointe quelques évolutions souhaitables dans les mécanismes d'accompagnement et de financement de la rénovation énergétique, qui sont autant de conditions de réussite à mettre en place (voir partie 5 du rapport détaillé).

Les conclusions appellent à:

• À exclure les rénovations partielles, dont la juxtaposition des actions de travail ne permet pas d'atteindre la performance dans le temps et risque de favoriser le développement de pathologies entre les étapes de travail,
• À promouvoir et faciliter le financement et la réalisation de rénovations performantes en une seule étape (rénovation complète et efficace, RCP),
• À soutenir des rénovations efficaces par étapes (jusqu'à 3 étapes maximum) lorsque la RCP ne peut être mise en œuvre pour des contraintes techniques, psychologiques (reprise de travaux récents), sociologiques et / ou architecturales.
• À développer des systèmes de production de chaleur à base d'énergies renouvelables pour offrir des plages de modulation plus larges.

Cela implique:

• Développer la communication nationale autour de la rénovation énergétique en intégrant le concept de performance (sain + préservation du bâtiment + confort + consommation rénovation BBC ou équivalent) pour des rénovations en une ou plusieurs étapes (3 maximum),
• Augmenter le système d'information, de conseil et d'accompagnement des ménages afin de pouvoir accélérer la rénovation efficace, et la faire évoluer pour intégrer le support technique en amont pendant et après le chantier nécessaire à cette rénovation efficace.
• Accompagner la montée en compétences et accompagner les professionnels dans leurs changements de pratiques, afin de pouvoir faire face par étapes aux nouveaux enjeux complexes de la rénovation performante.

En conclusion et simplement …

Il apparaît donc fondamental, dans les maisons individuelles, de favoriser une rénovation complète et efficace et de construire en urgence les outils pour rendre possible une rénovation efficace par étapes en 2 ou 3 étapes de travaux. Il s'agit d'un impératif national majeur pour réduire la consommation d'énergie, mais aussi pour préserver la santé des occupants, leur confort et le bâtiment.

Obtenez le rapport détaillé 2021 sur la rénovation efficace par étapes (182 pages)

Par Philippe Nunes – Ingénieur ENSAIS-ICG – PDG de XPair

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Sources et liens