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Logements à énergie positive, retour d’expérience !

Par Robert PELZER - Président du BET BETEC

Voici un exemple de bâtiment de 30 logements collectifs à énergie positive. Trois de ces logements ont été « instrumentés » pour connaître en continu les relevés de consommations réelles. Cette synthèse présentée lors de l’Université ICO du 11 au 13 mai 2011, vous livre les résultats.

1°/ Fiche signalétique du projet BEPOS

30 logements collectifs à énergie positive

30 logements à structure bois type BEPOS ; à énergie positive

« Les Héliades » Z.U.S. de Saint Roch Saint-Dié-Des-Vosges

SA Le Toit Vosgien – BP 31 – 88100 SAINT DIE DES VOSGES

Architecte F. LAUSECKER - BET GEST'ENERGIE

2°/ Intégration et structure bois

30 logements collectifs à énergie positive

L'intégration du projet à son environnement a conduit à réaliser au préalable une simulation dynamique pour déterminer le nombre de bâtiments, leur orientation, les positions dans le site et les uns par rapport aux autres.

Une structure bois a été choisie comme mode constructif pour les 2 bâtiments

Structure en bois du bâtiment

3°/ Vecteur air pour le chauffage

La sur-isolation thermique de la structure bois a permis de répondre à des déperditions très limitées.

La VMC double flux complémentée par une petite batterie électrique permet d'assurer le chauffage des locaux. Un radiateur d'appoint est installé par sécurité pour un appoint de confort pour les jours les plus froids.

L'eau chaude sanitaire, poste majeur dans le bilan énergétique, est assurée par des capteurs solaires thermiques. En appoint une chaudière gaz et une récupération sur micro-cogénération permet de satisfaire économiquement aux besoins d'ECS, d'une manière collective.

En toiture des panneaux solaires photovoltaïques couvrent la toiture et apportent une énergie électrique dans le bilan BEPOS.

Schéma CESI

4°/ Relevés des températures sur 1 an

Relevé des températures des 3 appartements tests en été et en hiver (°C / j)


Relevé des températures

En hiver (graphe de droite), la régulation fonctionne bien car les courbes de températures intérieures sont assez plates. Néanmoins on s'aperçoit par la mesure que l'appartement 6 est surchauffé avec une température intérieure de 25°C.

En été, le confort est relativement bien assuré autour d'une température moyenne de 25°C. Selon son exposition, c'est l'appartement n°1 qui est le plus sensible avec une pointe de 30°C intérieur autour du 8 juillet 2010.

5°/ Relevés des consommations de chauffage

Relevés des consommations de chauffage

Les consommations d'énergie primaire ramenées au m² montrent une disparité du simple au double, avec une consommation allant de 27.5 kWh(ep)/m².an pour l'appartement 1 mieux exposé à une consommation annuelle de 65.8 kWh(ep)/m².an pour l'appartement 6.

La surconsommation de l'appartement n°6 est du au comportement de l'usager avec un niveau de température intérieure élevé (24°C).

6°/ Relevés des consommations de ventilation

Relevés des consommations de ventilation

Les consommations électriques sont similaires pour les appartements n°1 et 6. La surconsommation constatée pour le logement n°17 provient, après enquête, d'un mauvais réglage de ventilation de la centrale double-flux (sur-débit inutile).

7°/ Relevés des consommations d'éclairage

Relevés des consommations d'éclairage

L'appartement n°6 est vraiment très différent des appartements 1 et 17 qui ont une consommation moyenne d'éclairage de 2 kWh(ep)/m².an.

Le mode d'utilisation et le comportement de l'occupant pénalisent cet appartement n°6 qui consomme jusqu'à 4 fois plus d'éclairage(8,58 kWh(ep)/m².an !

8°/ Bilan annuel en énergie primaire des 30 logements

Bilan annuel en énergie primaire

Le bilan annuel en énergie primaire mesuré sur une période d'avril 2010 à avril 2011 permet de voir globalement la part significative de l'eau chaude sanitaire et du chauffage, en proportion quasi équivalente (nous sommes en énergie primaire, et nous rappelons que l'appoint de chauffage s'effectue en électricité).

La contribution en énergie positive du photovoltaïque est très importante et celle de la cogénération plus mesurée. Cette électricité directement produite est prioritairement utilisée dans le site même du fait des appoints de chauffage, des auxiliaires ventilateurs et pompes.

Le bilan de cette réalisation BEPOS est ainsi, en Energie Primaire, de
+118 – 83.89 = +34.11 kWh(ep)/m².an

9°/ Bilan annuel en énergie finale des 30 logements

Bilan annuel en énergie finale

Le bilan annuel en énergie finale mesuré sur la même période est similaire. Avec une proportion du chauffage moindre du fait du coefficient de conversion de l'énergie électrique 1 kWh(ef) = 2.28 kWh(ep) ; ceci par rapport à l'eau chaude sanitaire plus importante en proportion et complémentée avec l'énergie gaz naturel.

La contribution en énergie positive du photovoltaïque est importante du fait de la couverture des toitures avec des PV; celle de la cogénération plus mesurée. Cette électricité directement produite est prioritairement utilisée dans le site même du fait des appoints de chauffage, des auxiliaires ventilateurs et pompes.

Le bilan de cette réalisation BEPOS est ainsi, en Energie Finale, de
+45.7 – 42.62 = +3.08 kWh(ef)/m².an

10°/ Commentaires et avis du pro !

Comme pour le BBC il est important de noter que c'est le bâtiment en entier qui possède l'attribut de BEPOS. Nous nous apercevons que les 30 logements présentent un bilan de consommations annuelles BEPOS, alors que l'instrumentation réalisée démontre des écarts importants entre les appartements.

Ceux-ci proviennent de réglages fins comme le sur-débit découvert en ventilation pour un logement. Mais également du comportement des usagers. Un des occupants chauffant en moyenne son appartement à 24°C, consommant jusqu'à 4 fois plus d'éclairage, ….

Sans doute que le BEPOS, pour prendre toute son ampleur, devra plus prendre en compte et gérer ses dérives :

  • Avec des essais et mises au point de chantier scrupuleux,
  • Des systèmes d'alarmes quand la température intérieure est excessive,
  • Des systèmes d'extinction automatique de l'éclairage

Ceci conduisant probablement vers la gestion de « tous les usages », et non seulement les 5 usages réglementaires que sont le chauffage, le rafraîchissement, l'éclairage, l'eau chaude sanitaire et les auxiliaires. N'oublions pas les autres postes consommateurs comme les appareils ménagers, TV et PC, modems et boxes, ….

L'instrumentation de ces 3 logements est une première indication Le BEPOS aura sans doute besoin pour gérer tout cela d'une domotique ou GTB très adaptée et simplifiée.

Robert PELZER - Président du BET BETEC
Robert PELZER, Ingénieur ENSAIS spécialisé génie thermique, dirige le bureau d'études technique parisien BETEC. Il intervient dans des opérations importantes de réhabilitation de bureaux et de surfaces commerciales à caractéristiques basse consommation. www.betecsa.com

→ AUTRES CHRONIQUES de Robert PELZER

→ POUR ALLER PLUS LOIN

  • Conférences en lignes - Conférence animée par Jean-Luc CHARRIER - le Toit Vosgien – lors de l'Université ICO du 11 au 13 mai 2011 « Objectif Energie Zéro ?! »

Commentaires

  • Daniel
    20/11/2017

    Bonjour Pourquoi les constructions de bepos ne se développent elles pas plus sur toute la France? et pourquoi les incitations financières au travers de la c.i.t.e.ne sont elles pas connues? En fait très peu d'encarts publicitaires dans les médias et sur les panneaux d'affichage de constructions immobilières quelles explications pouvez-vous nous apporter ? Merci et Cordialement

  • Claude GARRIER
    22/08/2012

    Une part importante du Tiers-monde est proche de l'équateur. La construction de maisons à énergie positive y serait un facteur de développement durable. Un partenariat est-il pensable entre des entreprises de cette partie du monde et votre entité ? J'enseigne sur ce thème à l'université d'Abidjan et suis preneur d'informations à ce propos.

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