Le BEPOS, échanges et regards d’Alain Maugard

Par nos consultants et experts techniques.

4 Juillet 2019

Par Philippe NUNES – Ingénieur ENSAIS - ICG

Le bâtiment énergie positive à la fois perçu comme une difficulté ou une opportunité technique, économique, environnementale et sociale. Cette chronique émane d’échanges récents et éclairés avec Alain MAUGARD, président de QUALIBAT et ex-président du CSTB. Depuis son origine jusqu’à sa prochaine obligation au titre de la RT 2020, le BEPOS trace un itinéraire créateur de richesses tant sur le plan de l’innovation que sur les économies d’énergie, avec un impact vertueux sur nos comportements.

Les différentes chroniques peuvent être également consultées à partir du lien : conseils.xpair.com.htm

Un abonnement gratuit est également possible à la lettre mensuelle « le regard d’Alain MAUGARD » www.xpair.com/moncompte.htm

Quand et comment est née l’idée de bâtiment à énergie positive ?

La notion de BEPOS est née en 2005 lors de réflexions entre experts sur la maîtrise de l’énergie à l’horizon 2025. C’est la première fois que la « demande » devait être prise en compte, car même avec l’offre énergétique nucléaire de la France nous savions que nous n’arriverions pas à répondre aux besoins énergétiques. C’est la première fois également que les énergéticiens tels qu’EDF étaient confrontés au fait de trouver des solutions pour économiser l’énergie de leurs clients. Il fallait vendre moins d’énergie pour conserver le client. De plus, cette idée de maîtrise de l’énergie allait bien évidemment dans le sens de la préservation des infrastructures de réseaux électriques qui auraient coûtés chers quant à leur renforcement continu sur le territoire national.

Dans ce contexte de maîtrise de l’énergie, l’idée du BEPOS, bâtiment économe et de plus à énergie positive devenait naturelle.

Comment le BEPOS s’est-il raccroché immédiatement au Grenelle de l’Environnement ?

Au moment où se lançait le Grenelle en 2007, le président de la République Nicolas Sarkozy accompagné de son ministre Jean-Louis Borloo nous avait fait venir dans son bureau avec les représentants de filière bâtiment, en l’occurrence la FFB, des promoteurs, des architectes, des industriels,… Apparemment préparé, il nous demandait si nous étions capables de réaliser des bâtiments énergie positive. Le président de la FFB, Christian Baffi répondit oui ! Il était trop tard, le ministre Jean-Louis Borloo avait anticipé et validé, et il n’était plus question de remettre en cause le principe du BEPOS, mais de savoir quand il pouvait être appliqué et avec quel échéancier.

A quel moment est apparue l’opportunité d’une nouvelle réglementation thermique ?

Avant de mettre en place le bâtiment à énergie positive, il s’agissait de mettre en place au préalable une nouvelle réglementation thermique permettant de réaliser une première étape avec un bâtiment économe en énergie, et de monter d’un cran significatif par rapport à la réglementation 2005. Cela a donné naissance à la RT 2012, comme mentionné sur la loi Grenelle 1.

La question qui était soulevée était la question carbone. Le Grenelle de l’environnement était un Grenelle de lutte contre l’effet de serre, et non pas un Grenelle de l’énergie. La question demeurait : comment lutter contre l’effet de serre ? La réponse prospective du BEPOS était nécessairement une réponse « déviée », car nous ne parlions que de préservation d’énergie et de production positive d’énergie. Bien évidemment, si nous voulons lutter contre l’effet de serre, un bâtiment qui consomme peu était déjà une première réponse majeure.

La RT 2012 a-t-elle été et reste-t-elle une réelle difficulté ?

Le BEPOS étant positionné comme objectif, le bâtiment basse consommation BBC devient l’étape précédente et la référence de la RT 2012. La notion de bâtiment basse consommation n’a pas été une difficulté en elle-même, de nombreux bâtiments BBC ont été réalisés, et ainsi la réglementation 2012 s’est mise progressivement en place sans grande difficulté si ce n’est quelques problèmes de mises en application, mais ceux-ci sont surmontables. Rendons-nous compte que nous avons divisé par trois la consommation par rapport à l’ancienne réglementation thermique. Globalement, nous sommes passés de 130 kWh à 50 kWh de consommation d’énergie primaire. Aujourd’hui, le niveau conventionnel des 50 kWh par mètre carré n’est aucunement remis en question, et les bâtiments réalisés atteignent pour la plupart cet objectif.

Nous sommes donc arrivés à réaliser du BBC sans grand obstacle. L’ensemble des industriels ont accepté l’épure et ont adapté leurs offres. Les entreprises de gros œuvre ont su mettre en œuvre les dispositifs ou limiter les ponts thermiques, les fabricants de fenêtres proposent des surfaces vitrées très performantes, les équipementiers ont adapté leurs chaudières, leurs pompes à chaleur, leurs chauffe-eaux, leurs systèmes de ventilation, leurs régulations, etc.

Il y a eu comme conséquence, non pas une révolution industrielle, mais une adaptation en douceur des équipements et des méthodologies de construction, et cela même en avance par rapport aux prévisions.

Un bâtiment BEPOS est obligatoirement producteur d’électricité?

Actuellement, nous maîtrisons la consommation pour la construction neuve désormais réduite. Il nous faut donc produire l’équivalent, ou un peu plus, pour être positif en énergie. Pour cela, le BEPOS doit intégrer obligatoirement des énergies renouvelables.

Nous avons le solaire thermique, la biomasse, la thermodynamique avec la géothermie,… Cependant, quel que soit le système, nous allons avoir besoin d’électricité pour faire fonctionner nos équipements, et pour répondre aux usages généraux et d’éclairage. Globalement, et en première intention, nous allons devoir mettre en œuvre une production d’électricité solaire photovoltaïque.

En France, nous avons un problème ou un avantage avec notre tarification électrique. Eu égard à nos tarifs actuels, il est aujourd’hui plus économique d’utiliser l’électricité du réseau que de la fabriquer soi-même. Or, se pose le problème de l’évolution des prix des énergies, et le prix de notre électricité va fatalement augmenter, et d’un autre côté, l’électricité photovoltaïque devrait progressivement diminuer dans le temps, et encourager les installations de moins en moins chères. Ainsi, les deux courbes se croiseront sur « un point d’équilibre », où l’électricité photovoltaïque n’est pas plus chère et est donc au même prix que l’électricité du réseau ; ceci à échéance sans doute de 8 à 10 ans.

Quelles sont alors les différents types de BEPOS?

Tout d’abord, comme pour la RT 2012 actuelle, il devrait y avoir des BEPOS avec des performances différentes selon les zones géographiques climatiques. Ensuite, il faudra bien définir si le BEPOS couvre uniquement les cinq usages de la RT 2012 ou tous les autres usages (appareils ménagers, boxes TV,…) qui sont de plus en plus émergents. Troisièmement, le BEPOS ne peut se concevoir sans l’intégration de l’énergie grise. Imaginons un BEPOS très performant mais qui aurait été réalisé avec des matériaux très carbonés, le bilan ne pourrait être similaire à un BEPOS mieux conçu en termes d’énergie grise.

Enfin, la question urbaine qui introduit obligatoirement la mobilité et le transport, impacte sur la qualité du BEPOS au sein de la ville avec un critère différenciateur qui est la densité.

La définition du BEPOS est ainsi stratégique car elle ouvre la voie à des développements et applications industrielles. Car si les industriels savent que le bâtiment de demain tiendra compte de l’énergie grise, ils vont adapter leurs processus pour fabriquer des matériaux équipements à bas carbone. D’où l’intérêt d’annoncer le plus tôt possible aux industriels la venue du BEPOS.

La notion de BEPOS "part" du bâtiment pour aller vers la ville ?

Oui, nous allons le voir, le BEPOS trouve sa vraie légitimité surtout en zone dense lorsqu’il sort du cadre unique du bâtiment pour aller vers un BEPOS collectif : l’îlot, le quartier, la ville ; en énergie positive bien sûr !

Effectivement, la notion de BEPOS est liée à la collectivité, tant au niveau de la densité de construction que des moyens de transport. Si nous voulons un résultat positif, la notion de densité devrait être liée à un très bon réseau de transport en commun et à l’abandon progressif du tout véhicule.

Mieux que le bâtiment seul, nous allons nous apercevoir que c’est l’îlot de bâtiments qui est intéressant. L’îlot possède un fonctionnement pluriel, propice aux énergies partageables. Nous pouvons imaginer un îlot avec des logements et des bureaux, dans lequel les transferts de chaleur de l’un vers l’autre pourraient être utilisés. À l’échelle de l’îlot, il est possible de mieux gérer les énergies renouvelables, le solaire, la géothermie, la biomasse bois. Par exemple, une chaufferie bois avec injection d’énergie solaire possède un sens économique sans même intégrer le paramètre de la mobilité.

En fait, et c’est la direction qui se dégage, il sera beaucoup plus intelligent dans les zones denses de parler de BEPOS à l’échelle de l’îlot. C’est ce que j’appellerais le BEPOS collectif ou le BEPOS à plusieurs.

Est-ce à dire que la maison individuelle à énergie positive doit être écartée ?

Non, dans la ville non dense, le BEPOS dit « bâtiment seul » sera plus facilement atteignable dans la maison individuelle que pour l’immeuble collectif. En tout cas, la production photovoltaïque solaire sera bien meilleure pour la maison individuelle que pour l’immeuble collectif. Cela paraît évident car sur le toit d’une maison individuelle il y a presque autant de mètres carrés « solaires » que de mètres carrés d’habitation. Le rapport toit solaire/m² n’est pas le même dans un immeuble collectif !

La maison individuelle BEPOS, nous avons vu qu’elle avait l’avantage de pouvoir produire plus d’électricité photovoltaïque eu égard à la surface de son toit, et vraisemblablement plus d'électricité qu’elle n'en a besoin à l’instant « T », ce qui est nécessairement valorisable. Cet excès d’électricité pouvant être bien évidemment lié à l’éco mobilité et donc aux véhicules électriques.

Une de vos chroniques s’intitule-telle bien « le BEPOS ou ma petite entreprise » ?

Nous pouvons aussi nous recentrer sur le BEPOS comme consommateur et producteur d’énergie, c’est-à-dire à tout moment je peux imaginer auto consommer l’énergie que je produis, ou bien la renvoyer dans le réseau, et ceci à tout moment de la journée. Cela étant valable pour le réseau électrique comme pour les réseaux de chaleur.

Le problème de l’intermittence est essentiel. Première idée, il faut diminuer l’intermittence des consommations, car les pointes de consommation sont très difficiles à gérer. On se rappelle de ces annonces médiatiques par exemple pour des zones desservies en bout de réseau, où il était nécessaire de réduire sa consommation en période de pointe hivernale. En parallèle nous savons également que pendant ces mêmes périodes de pointe, si vous ne consommez pas vous avez des conditions préférentielles sur le coût de l’électricité, et faites de sérieuses économies financières - exemple les fameuses heures effacement d’EJP.

Ainsi, nous arrivons au constat suivant c’est que faire payer l’énergie en l’occurrence l’électricité le même prix, pour des heures différentes, des jours différents de l’année, pour des zones différentes,…, est une hérésie économique et écologique. L’idée que les tarifs doivent être variables est une idée d’avenir qui doit être mis en œuvre le plus tôt possible. Ainsi, l’utilisateur pourra être un « intermittent de l’énergie » et gérer sa propre consommation et production d’énergie.

Cela devient possible à condition d’avoir des compteurs intelligents. Ainsi, nous constatons que la technologique du compteur et que le planning de sa mise en œuvre deviennent primordiaux. Plus vite nous disposons de compteurs intelligents et plus vite nous pouvons mettre en œuvre une tarification adaptée de l’énergie. Incontestablement dans l’avenir c’est ce dont nous aurons besoin.

Cela peut-il déclencher un véritable développement économique et industriel ?

Oui, car si je mets en place très rapidement des compteurs et des tarifs intelligents, des solutions industrielles innovantes vont se mettre en place, s’adapter et évoluer.

Ainsi, on pourra imaginer les scénarios suivants : supposons que je sois en période de pointe où l’électricité coûte très cher, si je consomme peu ou si je ne consomme pas, je risque de faire des économies remarquables. Et je peux également décider de ne pas consommer du tout sur le réseau et me situer dans une position d’autosuffisance grâce à une autonomie.

Malheureusement, actuellement ce n’est pas le cas. Je n’ai pas intérêt à stocker de l’énergie pour la revendre ou pour l’utiliser lorsque l’énergie est à un prix très cher. En revanche, si elle était variablement valorisée, j’aurais tout intérêt à investir dans ma propre autonomie qui devient intéressante sur le plan économique. Ainsi, je pourrais par exemple attendre, si je dispose d’une autonomie en énergie, de revendre mon énergie lorsque l’énergie aura le coût le plus cher.

Un tel contexte me permet de disposer d’un BEPOS avec autonomie qui devient rentable avec le simple jeu des flux d’énergie entrant et sortant.

Est-ce que le BEPOS collectif est la solution la plus intelligente en zone dense ?

La notion de bâtiment à énergie positive est nécessairement collective comme nous allons le voir. Le BEPOS attaché uniquement au bâtiment, s'il est un passage obligé pour avancer dans la réflexion, ne suffit pas: c’est bien la notion de BEPOS à l’échelle collective qui apporte le plus d’intérêt. Ainsi, le BEPOS à l’échelle du bâtiment est nécessaire à la compréhension des enjeux et opportunités, cependant nous allons démontrer que c’est la solution collective BEPOS qui est encore plus pertinente.

Ce changement d’échelle, nous amènera à l’échelle de l’ilot, puis du quartier et ensuite de la ville et de son environnement proche.

C’est la deuxième grande idée qui ne limite pas le BEPOS au seul bâtiment, et qui fait évoluer le BEPOS à un mode collectif de fonctionnement.

Les différentes typologies de bâtiments que nous retrouvons fréquemment dans la ville permettent des complémentarités énergétiques riches de sens et d’utilisation.

Il y a des bâtiments de natures différentes, de type bureaux et de type logements, dont l’occupation n’est pas simultanée et avec un usage fort complémentaire sur le plan énergétique. En fin de journée je peux avoir un bâtiment de bureaux qui dispose de chaleur excédentaire qui pourrait être restituée vers les logements lorsque les occupants arrivent le soir et pour les réchauffer plus vite. Ainsi, la complémentarité entre les typologies de bâtiments entre eux par le biais d’échanges de chaleur mais également en électricité est un plus dans la préservation et l’optimisation des énergies. C’est une facilité « à disposition » afin de rendre une zone à typologies différentes plus facilement « BEPOS ».

Autre exemple, dans la journée un logement inoccupé peut produire de l’électricité photovoltaïque qui pourrait être délivrée aux bureaux à proximité pour l’éclairage, pour leurs ordinateurs, pour leurs usages décalés. Par ailleurs, que fait-on de l’électricité qui serait disponible sur le toit d’une école en été ? Nous nous apercevons ainsi que l’idée de complémentarité entre les différentes typologies de bâtiments qui ont des usages différents, des intermittences différentes, est d’un énorme potentiel et peut générer un surplus énergique, pour tout un chacun qui veut bien en profiter.

Vous parlez alors d’îlot à énergie positive, ou de quartier à énergie positive ?

Oui, car au sein d’une même typologie non préalablement organisée, et autour de l’articulation de bâtiments neufs au milieu de bâtiments existants, nous trouvons un potentiel de BEPOS sous-estimé.

C’est le cas avec des logements neufs qui s’implantent au sein d’un environnement de bâtiments anciens. Supposons le cas où vous avez un bâtiment à construire qui doit être BEPOS. Ce bâtiment de type R+8, dispose d’une toiture réduite en surface qui ne pourra recevoir qu’une capacité réduite de cellules photovoltaïques. Cependant, le fait d’être situé au sein d’un ilot de bâtiments existants avec des toits à couvrir, signifie que nous pouvons créer une organisation collective BEPOS à l’échelle des bâtiments anciens avoisinants. Les toits des garages et hangars mieux exposés qui pourraient se situer à proximité de l’immeuble neuf seront des emplacements judicieux pour générer de l’électricité photovoltaïque. Ainsi est créée une communauté qui partage à plusieurs le droit de produire de l’énergie positive.

Avec les réseaux de chaleur, l’intérêt est le même et nous pouvons échanger et produire de la chaleur au sein de la même typologie de bâtiment. Et ainsi créer une coopérative de consommateurs de chaleur et profiter des avantages de centrales d’achat afin de négocier des prix d’énergie moins chers et de fédérer les énergies renouvelables collectives telles que le solaire thermique, la géothermie.

C’est dire que nous pourrions imaginer des coopératives d’énergie ?

Acheter, produire, vendre de l’énergie « à plusieurs » est loin d’être une utopie. D’où des missions d’ingénierie nouvelles extraordinaires qui verront le jour prochainement. Des acteurs comme Bouygues immobilier par exemple, se préoccupent de telle organisation en coopérative de vente et en coopérative achat d’énergie pour leurs programmes immobiliers. Est-ce que nous avons le droit de faire, ou faut-il de nouveaux règlements, de nouvelles lois ? Ils s’interrogent avec le droit actuel… Il peut arriver que pour un même quartier ils aient comme projet 2 ou 3 bâtiments de construction, …, BEPOS. Ne pourraient-ils pas alimenter aussi d’autres logements à venir et alimenter également des bâtiments publics ?

Agir en fait en prestataire de services pour les trois copropriétés, pour un ilot de bâtiments, voire pour le quartier est certainement une nouvelle forme d’ingénierie qui va se développer. D’autres et de nouveaux services vont probablement voir le jour, comme produire une énergie à redistribuer au même titre que s’effectue la vente d’autres services : téléphone, internet, … Vendre du service au niveau d’un ilot ou du quartier, … Ainsi pourront se créer des communautés de coopératives qui engendrent des échanges et optimisent un réseau de chaleur et d’énergie en général.

Pour faire suite à cet échange extrêmement intéressant, nous vous suggérons de consulter et télécharger les chroniques suivantes :

Par Philippe NUNES
Ingénieur ENSAIS-ICG et Directeur Général d'XPAIR, ex-dirigeant de bureaux d’études (Project Ingénierie et Ingetec), il intervient en apportant son éclairage et son expérience de plus de 25 ans dans les métiers du génie climatique et énergétique.