Par Hervé GRATON, directeur de BET Kypseli

Une rénovation énergétique et environnementale exigeante, mais pas seulement …

Ce retour d'expérience suggère une réhabilitation de l'école Saint Exupéry à Doué La Fontaine (49) dans le but de concilier confort, santé des enfants et empreinte carbone.
La ville de Doué-la-Fontaine a décidé en 2016 de rénover une école pour réunir les élèves de deux écoles sur le même site.

Rénovation de l'école Saint Exupéry à Doué La Fontaine (49)

Bien que le programme ait été rationalisé, les intentions étaient pragmatiques et fortes:

• Groupe 2 écoles sur un seul site,
• Améliorer les conditions éducatives des enfants,
• Restructuration sans démolition, travaux sur site occupé
• Louer économies d'énergie prenant en compte les enjeux du développement durable.

Cette rénovation est soumise à des contraintes importantes puisque le site a été développé sur un site occupé en 5 phases d'intervention. La rénovation de la chaufferie a été réalisée en temps masqué pour assurer la saison de chauffage 2017/2018.

Frais: 2 068 m² pour 2,49 M € HT soit 1 210 € HT / m²

Ce défi a été relevé par une équipe pluridisciplinaire avec l'agence d'architecture DRODELOT architectes à Nantes comme mandataire. Il a été proposé de réduire les nouvelles surfaces à construire en utilisant la circulation généreuse pour faire des ateliers. Les circulations sont effectuées à l'extérieur par des passages translucides formant une cour sans dégrader l'accès à la lumière naturelle dans les salles de classe.

Règlement de rénovation RT

• Ubat 0,621 – Ubat max 0,815 – Gain 20,41%
• Cep 67,34 kWh / m² – Cep maximum 108,48 kWh / m² – 37,92%

Indice de confort de simulation thermique dynamique (STD) : Surchauffe: T °> 28 ° C inférieure 0,15% du temps d'occupation

• Remplacement des chaudières fioul par une chaudière bois
• Radiateurs à eau chaude au lieu de radiateurs électriques
• Ventilation double flux
• Eclairage sur détection d'absence avec variation du flux en fonction de l'apport de lumière naturelle
• Accès facile à l'équipement

Le client avait un diagnostic énergétique en amont pour définir les axes de travail. C'est ainsi qu'il a été donné à titre d'orientation de rapprocher les 2 écoles sur le même site et d'envisager une chaudière à bois collective pour l'école, le restaurant de l'école et enfin la réception parascolaire adjacente.

Des simulations et des travaux collaboratifs très précoces ont permis la mise en place d'installations optimisées dans une enveloppe préservée existante.

Dès le départ, les discussions avec l'architecte et le client ont permis d'avoir un aperçu des enjeux fonctionnels et environnementaux.

le rénovation thermique de l'école a été l'occasion d'améliorer le confort hygrothermique, visuel et acoustique et d'utiliser un énergies renouvelables locales.

La rénovation a permis de diviser par deux la puissance installée. Une chaufferie bois a été choisie pour remplacer les chaufferies fioul et les radiateurs électriques.

Deux chaudières à granulés de bois automatiques de 300 kW et 2 silos textiles (capacité de 2 * 4 tonnes) et un système de transfert sous vide ont été mis en place. 4 ravitaillements / an sont nécessaires pour couvrir une consommation annuelle équivalente à 14 tonnes.

Réseaux de chauffage existants 675 kW

Réseau de chauffage au bois 300kW

Contrôle des ambiances intérieures

Le volume et la largeur entre la façade sud et la façade nord ont permis de reconfigurer des espaces généreux et confortables. L'atmosphère visuelle a été retravaillée avec des cadres en verre pleine hauteur, une deuxième journée d'ateliers (ex-circulation), des colorimétries murales et des puits de lumière par tubes solaires.

Des études pour concilier confort visuel, thermique et acoustique

Lumière artificielle complète la détection d'occupation et s'adapte à la lumière naturelle. Pour améliorer la répartition de la lumière naturelle, des conduits de lumière ont été installés à l'arrière de la salle de classe.
le confort acoustique est traité en raison de la volumétrie du plafond et des murs perforés.

Les systèmes techniques habituels de fluides ne sont pas la seule préoccupation de nos conceptions. L'analyse croisée des enjeux énergétiques et de la santé des jeunes ne va pas nécessairement dans le même sens. Que disent les textes réglementaires? Que font nos voisins européens? Quelle marge de manœuvre pouvons-nous nous donner pour augmenter la qualité d'utilisation et de service tout en réduisant nos émissions polluantes?

Confort hygrothermique

Le confort hygrothermique dépend de 3 facteurs: les températures des parois, la vitesse de circulation de l'air et l'humidité relative. Les enfants ont des capacités de régulation thermorégulatrice plus faibles que les adultes.

Source: Bar-Or, O. (1983). Médecine sportive pédiatrique pour le praticien (manuel complet en pédiatrie). New York: Springer-Verlag.

Aucun texte réglementaire ne fixe actuellement la valeur minimale et maximale de la température intérieure pour les locaux scolaires.
Notre rénovation thermique vise à concilier confort d'hiver et confort de mi-saison voire d'été (juin, fin août septembre).

Diagramme extrait "Construire pour la santé des enfants"; Suzanne Déoux, Éditions Médieco 2010

Les cours, les parasols à lames, le verdissement du patio, l'ouverture possible des fenêtres, la ventilation, la ventilation sont autant d'éléments contribuant à la confort hygrothermique d'été. Une simulation thermique dynamique a été réalisée et a permis d'évaluer les températures intérieures. Les salles de classe restent toutes à des températures intérieures inférieures à 25 ° C.

Gestion de la santé et de l'énergie avec un public enfant

L'activité des enfants augmente la fréquence et le volume de leur respiration. Leur métabolisme les fait consommer deux fois plus d'oxygène qu'un adulte. Le rejet de vapeur d'eau est également presque le double pour un adulte et pose donc la question de la gestion de la vapeur d'eau dans un bâtiment qui vient d'être réisolé et rendu plus étanche à l'air.
Remarque: il n'y a pas eu de test d'étanchéité à l'air en raison des 5 phases de construction, des contraintes du site occupé et des délais.

Diagrammes réalisés à partir de données compilées "Action collaborative européenne, qualité de l'air intérieur et son impact sur l'homme" dans Building for children & # 39; s health, Suzanne Déoux, Médieco éditions, 2010.

Notre la réglementation actuelle est très insuffisante et prévoit le renouvellement de l'air des bâtiments destinés aux jeunes enfants de 15m³ / h / personne (RSDT, règlement départemental sanitaire standard). le norme NF / EN 15 251 peut-être choisi pour concevoir une ventilation avec un taux de renouvellement d'air plus élevé. Une étude européenne de 2016 fournit un aperçu des réglementations en vigueur concernant le renouvellement de l'air dans 16 pays européens.

Un bon compromis est de 20 m³ / h / pers

Dans le cas présent, nous avons choisi un compromis de 20 m³ / h / personne pour concilier qualité sanitaire et économie d'énergie.
La valeur limite recommandée par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) pour les salons est fixée à 1 000 ppm ou 0,10%. En France, l'article 64.1 du règlement général départemental de la santé (RSDT) stipule que la teneur en dioxyde de carbone ne doit pas dépasser 1300 ppm dans les pièces à pollution non spécifique.
En régime permanent, le débit d'air frais nécessaire pour maintenir la concentration d'un polluant donné en dessous d'une certaine limite est donné par la relation suivante:

Par exemple, une personne en activité sédentaire produit en moyenne 18 litres de CO2 par heure. Pour maintenir une concentration limite inférieure à 1300 ppm lorsque la concentration moyenne est d'environ 400 ppm, le débit d'air doit être de 20 m³ / h.

La vapeur d'eau libérée par les enfants est presque le double de celle des adultes. L'humidité de l'air influe sur la qualité de l'atmosphère dans la sensation de chaleur. En revanche, il est plus difficile et plus consommateur d'énergie de chauffer de l'air chargé d'eau. De plus, un air trop humide peut entraîner l'apparition de moisissures si l'isolation des murs n'est pas continue. D'où la nécessité d'une rénovation globale des locaux d'enseignement.

La qualité sanitaire de l'air est un enjeu de réussite sanitaire et pédagogique. Une mauvaise ventilation est source de symptômes plus ou moins légers: dessèchement des muqueuses, transmission de maladies respiratoires, augmentation du syndrome asthmatique, maux de tête, problèmes de concentration, etc.

Calculons la consommation d'énergie associée à l'augmentation du débit mais aussi à la réduction de la durée de la ventilation

La programmation horaire de la ventilation double flux compense largement l'augmentation des débits hygiéniques.
Si l'on a ventilé en double flux en permanence avec un taux de renouvellement d'air de 20 m³ / h / pers. au lieu du débit régulateur (15m³h / pers.), une augmentation de la consommation d'énergie de 33% serait générée. Mais en ventilant à 20m³ / h / pers. uniquement pendant un lieu d'occupation étendu à 10h / jour d'école², la consommation d'énergie est réduite de 78% par rapport au renouvellement d'air permanent à un débit réglementaire de 15m³ / h.pers.
La ventilation hygiénique est permanente. Cependant, en dissociant la ventilation simple flux pour les pièces humides de la ventilation double flux pour les salles de classe, il est possible de couper la ventilation hors occupation pour les salles de classe, soit 84% du temps annuel (vacances, week-ends, nuits).

Pendant la rénovation, la ventilation ne doit pas être négligée. Ceci couplé au fait d'une sous-ventilation générale des locaux, sans tenir compte du fait que les enfants dégagent deux fois plus de vapeur d'eau que les adultes, ce qui peut générer des troubles de santé (moisissure sur les murs, condensation sur les fenêtres). Cela a souvent été observé lors des opérations de rénovation en ne changeant que la menuiserie simple vitrage non étanche en menuiserie double vitrage très étanche sans installer de système de ventilation.

Comment construire à moindre coût et à moindre empreinte carbone?

À l'heure où le poids du carbone est (enfin) un critère dans l'acte de construire, il ne faut pas oublier la notion d'évitement par une approche en économie circulaire.

La rénovation de celles existantes est un enjeu majeur dans la maîtrise globale de nos émissions de carbone. Le groupe de travail «BRB 2020-2050» du Plan Bâtiment Durable met en évidence le fait de réutiliser la structure et la structure principale dans le cadre d'une opération de rénovation, permettant d'économiser environ 300 kgeqCO2 / m². La rénovation permet depuis plusieurs décennies d'avoir une meilleure empreinte carbone que la construction d'un nouveau bâtiment, même si ce dernier consommerait moins d'énergie qu'un bâtiment bien rénové.

Ne pas construire neuf, dans notre cas, environ 900 tonnes d'équivalent CO2 évitées sans prendre en compte l'éventuelle démolition de l'existant⁴! Dans ce projet, cela représente l'équivalent de 18 ans d'émissions de CO2 après rénovation!
Comment rénover, augmenter la qualité d'utilisation et accueillir plus d'enfants sans générer trop de surface chauffée supplémentaire?

Pour réduire l'empreinte carbone, il est possible de s'appuyer sur le calcul RT / ACV. Ce projet datant de 2016, il n'a pas fait l'objet de calcul E + C-.

Mais n'est-il pas temps de revoir nos repères?
Il est proposé d'analyser les indicateurs de consommation d'énergie et de carbone (liés à la consommation d'énergie) réduits au nombre d'élèves reçus.

Nombre de jours d'école par an (36 semaines x 4 jours), nombre d'heures par jour incluant la présence de l'enseignant et la pause méridienne (8h-18h)! 4 jours = 40h * 36 semaines = 1440 h / 8760 = 16% du temps d'occupation annuel

Un mot de conclusion

Demain, nous pourrions aller plus loin et envisager d'intensifier l'utilisation et de ramener les émissions à l'heure de service rendue aux équipements publics. Mutualisation des espaces, flexibilité, partage, réutilisation, recyclage: la chronotopie⁵, une culture d'urgence à co-construire!

Par Hervé GRATON, directeur de BET Kypseli

• Client: Ville de Doué-La-Fontaine
• Agence des architectes et économistes de Drodelot – www.agence-drodelot.fr
• Bureau d'études fluides énergétiques environnementaux: KYPSELI – www.kypseli.fr
• Bureau d'études structures: ALS – www.als44.com

Remarques :
1 / Promouvoir des bâtiments sains et économes en énergie dans l'Union européenne, mise en œuvre nationale des exigences de la directive bâtiments à performance énergétique (2010/31 / UE), Stylianos Kephalopoulos, Otma Geiss, Josefa Barrero-Moreno, Delia D & # 39; Agostino, Daniele Paci, 2016.
2 / Nombre de jours d'école par an (36 semaines x 4 jours), nombre d'heures par jour incluant la présence de l'enseignant et la pause méridienne (8h-18h)! 4 jours = 40h * 36 semaines = 1440 h / 8760 = 16% du temps d'occupation annuel
3 / Le décret n ° 2015-1000 du 17/08/15 sur les modalités de suivi de la QAI dans certaines ERP, rend obligatoire le suivi périodique de la QAI pour les établissements d'accueil collectif des enfants de moins de six ans, les jardins d'enfants et les écoles élémentaires.
4 / Calcul effectué rapidement à partir de: http://www.bilans-ges.ademe.fr/documentation/UPLOAD_DOC_FR/index.htm?batiments.htm
5 / L'économie circulaire, un tremplin pour la construction durable pour tous, 15 leviers d'action, Alliance HQE GBC France, 2017, http://www.hqegbc.org/wp-content/uploads/2018/01/CadreDefEcoCircuBat-OK.pdf

Source et lien

Kypseli Bureau d'études fluides et énergies
19, rue Ste Radegonde | 85530 La Bruffière
02 51 07 51 70 | contact@kypseli.fr | www.kypseli.fr

Par Richard LOYEN, délégué général d'ENERPLAN

À une époque où le «Citizens & # 39; Convention »a entamé ses travaux pour proposer une série de mesures début 2020, afin que la France parvienne à réduire ses émissions de 40% d'ici 2030 par rapport à 1990, l'urgence climatique incite tout le monde à réfléchir à« faire sa part », comme le colibri.

Comment réduire votre empreinte carbone?

C'est la question que se posent de plus en plus d'individus, comme de nombreux décideurs économiques et politiques.

Partant du constat que la chaleur représente 46% des besoins énergétiques du pays et que l'énergie solaire thermique permet de produire, stocker et redistribuer des calories solaires décarbonées, les solutions solaires sont immédiatement qualifiées pour réduire les émissions de CO2 dans le bâtiment et l & # 39; industrie. L'assemblée générale 2019 du solaire thermique, qui se tiendra à Lille le 15 octobre, mettra en avant les atouts du secteur afin qu'il contribue à la décarbonisation du pays.

L'article propose de se concentrer sur certains thèmes qui seront abordés lors de l'EGCS19.

Du concept à la réalité, le brise-soleil solaire

Lors de l'édition 2018 de l'EGCS (Assemblée Générale de la Chaleur Solaire), Camille Langlois, designer associée chez Premices and Co, a présenté sa réponse à la commande GRDF, pour inventer de nouvelles solutions d'intégration architecturale hors du toit de modules solaires, avec 6 «concepts solaires» proposés.

Un an plus tard, le concept devient réalité avec le chauffe-eau solaire, que GRDF présentera cette année, avec déjà 3 constructeurs impliqués (De Dietrich Thermique, ELM Leblanc et HélioFrance).

Chauffe-eau solaire

Cette proposition solaire sans toit pour le résidentiel collectif. Ces appareils répondent à quatre préoccupations des propriétaires d'immeubles et notamment des bailleurs sociaux. Ils évitent la fermeture et ses pertes importantes, équilibrant, surdimensionné ainsi que la chaufferie, permettant l'individualisation des charges. Si la solution technique fait l'objet de plans de simulation RT / RE2020, des tests en conditions réelles seront effectués en 2020 pour une commercialisation prévue en 2021.

Chaudière associée à un chauffe-eau solaire brise-soleil

Vers des bâtiments à énergie positive nouveaux et rénovés avec PVT hybride solaire

Laetitia Brottier, co-fondatrice de DUAL Sun, PMI qui fabrique un Capteur solaire hybride PVT (= capteur hybride photovoltaïque et thermique) à la pointe de l'eau de pointe, présentera deux références. L'un dans une maison individuelle neuve, l'autre dans la rénovation d'un bâtiment tertiaire, tous deux à énergie positive: clairement, ces bâtiments produisent plus d'énergie qu'ils n'en consomment, et le solaire y contribue!

En Hérault, la maison neuve de Fabrice T, 160 m² habitables, achevée en 2017, est équipée d'un Pompe à chaleur air / eau, un réservoir de 500 litres et 10 m² de capteurs solaires hybrides PVT Dual Sun (4,04 kWth et 2,8 kWc). La maison a été conçue pour réduire ses besoins, avec bien sûr de l'isolation, mais aussi de grandes baies vitrées orientées plein sud, afin que la maison puisse chaleur solaire "passive" dans la structure.

En termes de résultats: le solaire thermique couvre 87% des besoins en eau chaude sanitaire sur 6 mois (mai-septembre) et permet 68% de couverture annuelle.

La production d'électricité solaire compense 98% de la consommation de la PAC sur l'année, avec 67% d'autoconsommation (part d'électricité solaire directement consommée) et 38% d'autoproduction (couvrant les besoins électriques de la maison).

A Dardilly près de Lyon, la société KTR, leader mondial de la transmission, du freinage et du refroidissement, a choisi de rénover un bâtiment d'un peu moins de 1000 m² datant des années 1970, pour y établir son siège social. . En termes d'équipements techniques utilisés, le choix s'est porté sur un système géothermique PVT +, avec 40 m² de panneaux PVT DualSun (9,35kWth et 7kWp), un réservoir de 1 5m3 couplé à un 1 PAC de 26kW équipé de 4x150m de sondes géothermiques et comprenant 10kWc de PV en plus.

Une "passoire énergétique" avant sa rénovation, le bâtiment KTR est désormais à énergie positive. Sur ce projet, le système de régénération des sondes géothermiques à PVT hydraulique est déployé pour la première fois en France. La production d'électricité solaire alimente la pompe à chaleur et l'énergie solaire thermique vient régénérer le sol en été. Ainsi, les calories solaires sont acheminées vers des sondes géothermiques pour être stockées dans la roche à 150 mètres de profondeur (réservoir de calories), et les performances de la pompe à chaleur sont optimales toute l'année. La consommation pour tous les usages du bâtiment est inférieure à 36 MWh, tandis que l'excédent PV annuel (hors autoconsommation) est supérieur à 38 MWh.

Solaire thermique et location longue durée

Solaire thermique et location longue durée: une nouvelle approche pour attirer les consommateurs

Si la location longue durée est déjà bien implantée sur le marché automobile, elle émerge sur le marché des équipements solaires thermiques, comme en témoigne EKLOR Invest qui partage son retour d'expérience sur l'île d'Oléron.

Ainsi, EKLOR Invest, filiale de l'industriel éponyme, a financé la construction de 6 installations de production d'eau chaude solaire sur l'île d'Oléron. Avec une puissance moyenne de 38,5 kWth (surface de 55 m²) avec un taux de couverture des besoins élevé, le coût moyen fourni (environ 615 € HT / m²) nous permet d'offrir un loyer moyen sur 10 ans inférieur à 8 c € / kWh. Cela représente moins de 2 500 € HT par an et par installation en moyenne (avec maintenance intégrée + coûts de surveillance).

A partir de ce retour d'expérience, on voit clairement que la contrainte économique est forte pour structurer ce type d'offre, avec un équilibre recherché depuis moins de 10 ans. Avec des coûts d'installation optimisés, le solde dépend essentiellement du prix de l'énergie substituée. Selon EKLOR Invest, le gaz propane et l'électricité offrent une rentabilité à partir d'une production solaire de 30 MWh / an. Avec le gaz naturel, une production de plus de 100 MWh / an est requise.

XXL solaire pour l'industrie pour réduire son empreinte carbone

On assiste en France à l'émergence du solaire thermique XXL, avec des industriels pionniers qui souhaitent réduire leur empreinte carbone, de plus en plus nombreux à répondre à l'appel à projets ADEME pour les grandes installations solaires thermiques lancé en 2015. Ainsi, plus de 28 MWth (40 000 m² de capteurs) sont prévus pour les applications industrielles fin 2019!

Ce solaire XXL sera mis à l'honneur d'EGCS19! D'une part, cet événement offrira l'occasion de visiter l'opération de référence de la société Lys Services à Merville, la veille de l'Assemblée Générale, le 14 octobre dans l'après-midi. Avec plus de 900 kWth (près de 1 300 m² de capteurs) pour un volume de stockage de 40 m3, l'installation produit 537 MWh / an de chaleur solaire utilisée pour le lavage des citernes de camions, soit 20% des besoins. C'est le plus grand système de chauffage solaire pour l'industrie de la moitié nord de la France!

D'autre part, lors de l'EGCS sera présentée la réalisation du projet sur la papeterie CONDAT du groupe LECTA en Dordogne, réalisé par NewHeat sur un modèle de producteur indépendant d'énergie qui fournit de la chaleur solaire à la papeterie. D'une capacité de près de 3 MWth (4211 m² de capteurs solaires thermiques sur trackers), l'installation doit délivrer 3900 MWh par an sous forme d'eau chaude afin d'économiser plus de 1000 tonnes de CO2 / an. L'installation est en service depuis janvier 2019.

Je donne rendez-vous à tous les acteurs concernés par la transition énergétique et le recours aux calories solaires, pour nous rejoindre à Lille le 15 octobre pour nos États Généraux. Et je remercie chaleureusement tous nos partenaires pour cette édition 2019, qui contribuent à son succès: ADEME, CD2E, GRDF, Région Hauts-de-France, CCI Hauts-de-France et Rev3, Qualit & # 39; EnR et Uniclima.

Inscrivez-vous aux États généraux pour la chaleur solaire

Assemblée générale de la chaleur solaire 2019 à Lille

Par Richard LOYEN, délégué général d'ENERPLAN

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Profitez de son confort

Un radiateur électrique avec double chauffage vous apportera un maximum de confort. Les radiateurs électriques à inertie fournissent une température stable et homogène. Certains sont recommandés pour chauffer les pièces à vivre, d'autres pour la salle de bain, les chambres ou les pièces secondaires. Faites votre choix de radiateur électrique et laissez-vous guider.

Maintien du confort à 100% PAC jusqu'à -15 ° C

Unité extérieure repensée: un ventilateur pâle repensé, caché derrière un couvercle noir

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Unité intérieure intégrée avec ballon ECS (ballon inox d'une capacité de 180 L ou 300 L) Module hydraulique avec ballon ECS conventionnel à distance (ballon inox d'une capacité de 150 L, 200 L et 300 L. Ballon ECS ECH2O multi-énergies (300 L ou 500 L en eau technique) permettant le stockage de l'énergie solaire pour la restituer sous forme de chaleur pour la production d'eau chaude sanitaire ou le chauffage de la maison en moyenne saison. La pompe à chaleur peut être connectée à la nouvelle gamme de ventilo-convecteurs (console FWXV-AT). Cette unité intérieure permet d'atteindre plus rapidement la température réglée et assure le refroidissement pendant l'été. Le nouveau Daikin Altherma 3 H HT PAC se connecte au thermostat modulant de conception Daikin Madoka. Il est également contrôlable à distance via l'application Daikin Residential Controller (1) et est compatible avec les assistants vocaux Amazon Alexa® et Google Home®.

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