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Les multi BEPOS nous attendent !

13 Mai 2013

Par Alain Maugard – Président de QUALIBAT

Nous maîtrisons actuellement la consommation des principaux usages énergétiques dans le bâtiment. Ne peut-on pas commencer à définir précisément le BEPOS qui verra le jour ? Cela permettrait de lancer huit ans auparavant l’offre industrielle et d’explorer les méthodes de construction. Cette chronique pose le sujet.

Comment être positif en énergie ?

Actuellement, nous maîtrisons la consommation dans la construction neuve. Elle est 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. Mais quelles énergies renouvelables ?

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

Il peut être également possible de produire de l’électricité avec le gaz, avec des systèmes de cogénération. Néanmoins le gaz n’est pas majoritairement une énergie dé-carbonée, et n’est pas une énergie renouvelable sauf dans le cas du biogaz. Quant à la biomasse, le bilan carbone est très bon, c’est une énergie renouvelable, elle peut être une solution généralisée à condition de ne pas impacter les ressources alimentaires et les ressources forestières de bois noble.

Il nous faudra dans tous les cas produire de l’électricité

L’électricité est ainsi au cœur du développement du BEPOS. Pour « être » BEPOS, il nous faudra produire de l’électricité. Si elle est produite à partir de panneaux photovoltaïques, elle est totalement renouvelable et dépourvue de carbone, hormis l’énergie et le carbone qu’il a fallu utiliser pour fabriquer lesdits capteurs, ce qui représente un à deux ans de production, soit moins de 10% de la durée de fonctionnement du panneau.

En France, nous avons un problème ou un avantage de 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 conduire à des installations de moins en moins chères. Ainsi les deux courbes se croisent sur « un point d’équilibre », où l’électricité photovoltaïque est au même prix que l’électricité du réseau.

La question imminente est de savoir à quel moment, cette parité aura-t-elle lieu ?

Notre mix énergétique électrique (nucléaire hydraulique, fossiles), même si il est un des plus performants en Europe et au monde, va nous coûter cher dans le temps. Il faudra renforcer les mesures de sécurité des centrales nucléaires existantes, et investir dans leur démantèlement. Ainsi, attendons-nous à l’horizon des  15 prochaines années à disposer d’un mix énergétique électrique qui augmentera avec un coefficient de 1,5. Cette augmentation de prix devrait être sans doute plus élevée car nous risquons d’avoir des surcoûts de prestations pour les démantèlements de centrales et qu’il faudra bien un jour s’assurer pour couvrir le risque d’un accident nucléaire (ce qui n'est pas le cas actuellement).

Il y a peu de temps le prix de l’énergie photovoltaïque, comparé au prix de l’électricité du réseau, était quatre fois plus cher. Aujourd’hui, si nous comparons les deux courbes, nous obtenons un coefficient de l’ordre de 1,7. Ainsi, à quel moment, la parité entre ces deux énergies se fera-t-elle ?

À l’époque, nous imaginions que cette parité s’effectuerait dans les années 2025, aujourd’hui les projections rapprochent ce point et nous amènent à l’horizon 2020, et même avant dans le Sud. Ce pronostic renforce la pertinence de la généralisation du BEPOS 2020 par voie réglementaire. Signalons par exemple que dans le sud de l’Italie la parité est déjà atteinte, du fait d’un très bon ensoleillement et d’une électricité réseau beaucoup plus chère !

La question est donc la suivante : devons-nous attendre la parité qui sera là dans 5 à 10 ans ? Ou  devons-nous d’ores et déjà investir dans les renouvelables ? Le risque n’est-il pas en France de se retrouver les derniers laissant devant d’autres nations comme les allemands qui sont d’ores et déjà particulièrement en avance sur les technologies solaires photovoltaïques ? Avec une ambition européenne, ne devrions-nous pas créer, à l’image industrielle d’EADS, un consortium de type Airbus pour une industrie européenne du photovoltaïque ? La fabrication du photovoltaïque est très robotisée, et elle s’y prête, comme l’industrie européenne de l’aéronautique, de l’espace, … À l’image de la CECA (communauté européenne du charbon et de l’acier) qui avait été créée à l’époque en 1952 pour soutenir les industries du charbon et de l’acier et ce pour une durée de 50 ans, ne pourrions-nous pas avec quelques pays européens nous engager dans la voie industrielle du photovoltaïque ?

Un BEPOS différent par zone géographique

La performance du BEPOS est directement liée à l’utilisation des énergies renouvelables et à la rigueur climatique du lieu. Si nous prenons le solaire en particulier, il y a lieu de différencier le BEPOS par rapport à la zone géographique où il est installé. Il est évident que les performances BEPOS dans les zones ensoleillées et à climat doux sont plus faciles à atteindre, que dans la région Nord-Pas-de-Calais. Ainsi, une première analyse consiste de disposer d’objectifs BEPOS territorialisés, tout simplement comme le fait la réglementation thermique 2012 actuelle qui différencie les objectifs de consommations conventionnelles en kWh/m2.an par zone climatique. Si par exemple la RT 2012 donne 40 kWh pour les zones les plus favorables et donc les plus ensoleillées, cela sera d’autant plus facile de couvrir cette faible consommation avec du photovoltaïque. C’est vraisemblablement ce qui nous entraînera à réaliser le BEPOS plus rapidement en région PACA, et sans doute plus tardivement en région Nord pas de Calais.

Un BEPOS intégrant tous les usages et l’énergie grise par-dessus le marché ?

Définissons le BEPOS par rapport aux usages énergétiques. Un bâtiment est-il un BEPOS s’il couvre les cinq usages principaux de la RT 2012 ? Devrait-il l’être pour six ou sept usages ? Doit-il être BEPOS pour tous les usages ? La prise en compte des consommations d’appareils électriques (appareils ménagers, box TV, …) de plus en plus émergentes, devrait être intégrée ?  Bien évidemment, l’énergie positive doit à terme couvrir tous les usages.

En second lieu, 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 énergivores et très carbonés, le bilan ne pourrait être similaire à un BEPOS mieux conçu en termes d’énergie et de carbone gris.

Nous nous dirigeons donc vers un BEPOS intégrant plus d’usages, ainsi que l’énergie grise.

La définition du BEPOS est stratégique car elle ouvre la voie à de nouveaux 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 et des équipements à bas carbone. D’où l’intérêt d’annoncer le plus tôt possible aux industriels la caractérisation du BEPOS afin que ceux-ci  mettent dès à présent leurs équipes de recherches et développement sur l’objectif d’énergie grise. Et de là, des solutions vont émerger : consommer moins d’énergie pour fabriquer les matériaux, travailler sur l’allongement de la durée de vie et sur le recyclage, etc, …

Un BEPOS « urbain »

La question urbaine qui introduit obligatoirement la mobilité et donc l’accès au bâtiment impacte la caractérisation du BEPOS.

Faisons un détour par la question urbaine. Il est naturel de se poser la question de l’accessibilité transport et la desserte des bâtiments. Cette question urbaine qui introduit la mobilité impacte le BEPOS au sein de la ville. Le paramètre qui intervient est la densité. S’il y a des zones denses, il est plus facile de les desservir par les systèmes de transport en commun. En revanche, il est plus difficile de rendre les bâtiments collectifs BEPOS. Par conséquent, si nous voulons un résultat positif (Bâtiment + Transport), la densité doit s’accompagner d’un très bon réseau de transport en commun, de l’utilisation du covoiturage et de l’abandon progressif du véhicule personnel, bref faire appel à l’éco-mobilité.

Par ailleurs, dans la ville non dense, le BEPOS sera plus facilement atteignable pour la maison individuelle que pour l’immeuble collectif. En tout cas, la production photovoltaïque solaire rapportée au m² habitable 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 !

L’immeuble collectif est généralement lié à la densité urbaine. Mieux que l’immeuble, nous allons nous apercevoir que c’est l’îlot qui est plus intéressant. Nous pouvons imaginer un îlot avec des logements et des bureaux, dans lequel  les transferts de chaleur des uns vers les autres pourraient être opérés.  À l’échelle de l’îlot, il est possible de mieux optimiser les énergies renouvelables, le solaire, la géothermie, la biomasse, le bois. Par exemple, une chaufferie bois  liée à un réseau de chaleur intelligent. En fait, et c’est la direction qui se dégage, il sera beaucoup plus cohérent dans les zones denses de parler de BEPOS à l’échelle de l’îlot. C’est ce que j’appellerai le BEPOS collectif ou le BEPOS à plusieurs.

Quant à la maison individuelle BEPOS, nous avons vu qu’elle avait l’avantage de pouvoir produire plus d’électricité photovoltaïque, et vraisemblablement plus électricité qu’elle en a besoin à l’instant « T », ce qui est nécessairement valorisable. Cet excès d’électricité pouvant être bien évidemment utilisé pour l’éco-mobilité c’est-à-dire les véhicules électriques.

Ainsi nous allons pouvoir donner un objectif à la maison individuelle BEPOS, non seulement de produire sa propre électricité, mais également de fournir l’énergie pour la locomotion. Cette idée est intéressante même si l’on sait déjà qu’il faudra des grandes surfaces de capteurs photovoltaïques avec de bien meilleurs rendements à l’avenir. L’approche du BEPOS « maison individuelle avec véhicule électrique » est tout à fait compatible avec les trajets de courte distance associés  à la maison individuelle.

Ainsi il se dégage dès maintenant pour l’horizon 2020 des solutions BEPOS plurielles : en zone dense, c’est le BEPOS à plusieurs et avec transports collectifs qui émerge, et en zone étendue c’est du BEPOS avec voiture électrique.

Pour le BEPOS collectif en zone dense, nous ne sommes pas obligés d’intégrer immédiatement le transport, nous pouvons vérifier cependant que les transports collectifs peuvent être adaptés.

Pour la maison individuelle, la capacité de production d’énergie peut-être dimensionnée à la fois pour le bâtiment et pour assurer le transport courte distance d’une voiture. Nous savons également que dans des cas standards, un véhicule sur deux est utilisé dans la journée. L’autre restant au garage. Celui-ci peut être chargé électriquement toute la journée via sa batterie électrique. De plus, nous disposons, grâce à la voiture électrique, d’un stockage qui sert pour la maison aussi.

L’idée que ce stockage puisse être utilisé pour les besoins de la maison permet d’envisager le traitement des pointes de consommations électriques par effacement.  Ainsi en fonction de différents moments de la journée, l’électricité photovoltaïque peut être autoconsommée ou bien stockée dans une batterie électrique, utilisée également pour le transport ou bien réexpédiée sur le réseau. Ce que je ne consommerai pas dans la maison, je le stockerai et le consommerai avec mon véhicule. J’aurais donc également augmenté ma capacité d’autoconsommation grâce au stockage possible dans le véhicule électrique. Nous nous apercevons que la notion de stockage est capitale pour la maison comme pour le véhicule. La réflexion sur le stockage est vaste et ne fais que commencer. Je peux imaginer des batteries pour véhicule faisant 150 km, prendre une batterie supplémentaire si mon trajet est plus long, voire imaginer toute une logistique autour de la notion de stockage électrique, comme nous commençons à le voir dans d’autres pays.

Alors si le BEPOS dispose d’une autonomie et d’une capacité d’autoconsommation, il peut consommer l’électricité à des heures choisies (celles où l’électricité est la moins chère) et exporter sa production sur le réseau à des heures choisies (celles où l’électricité est la plus chère). Nous allons ainsi vers un BEPOS économiquement intelligent.

C’est ce que nous verrons lors de notre prochaine chronique !

Alain Maugard


Commentaires

  • gael
    19/08/2013

    Pour le stockage d'électricité on peux utiliser des compresseurs à air, avec système d'inversion air électricité, moteur à air comprimé et alternateur. Que pensez vous des paraboles solaires Stirling? ou micro cogénération à bois pour les zones les plus froides?

  • JOSE
    15/05/2013

    je suis opposé au photovoltaïque dans sa conception actuelle mais après lecture de votre regard sur le sujet mon avis à présent diffère l' idée de stockage et autoconsommation est intéressante devenir autonome pour l'énergie n'intéresse pas forcément les acteurs de la production de l'énergie je doute fortement que ce système vois le jour dans un proche avenir

  • paolo
    13/05/2013

    Malheureusement tout cela sera une utopie, car l'état se désengage de plus en plus du photovoltaïque (baisse du prix du Kwh solaire).

  • André
    13/05/2013

    Voila une vision intelligente et objective d'un avenir proche que nous devons "mettre en musique " rapidement et qui, de plus, permettra de créer nombre d'emplois tout en contribuant au rééquilibrage de notre balance commerciale

  • Bernard
    13/05/2013

    oui, c'est très bien en théorie, mais quelques remarques: _à ce jour on ne sais pas stocker l'électricité autrement qu'avec des accumulateurs, qui demandent un entretien. et la production d'électricité en France est peu modulable en raison du pourcentage trop important du nucléaire. la production photovoltaïque ne correspond pas du tout aux courbes de consommation d’électricité annuelle, hebdomadaire et journalière. de plus une production photovoltaïque en Provence est -elle oportune, mais beaucoup moins dans ma région Franche-Comté ou dans le Nord Pas de Calais. _ les voitures électriques ont une autonomie limitée, il serait plus souhaitable d'aller vers la voiture hybride _ passer par la maison passive, en incluant les autres consommations d'énergie me semble une étape intermédiaire avant d'aller vers le Bepos à vous lire prochainement. cordialement.

  • jean luc
    13/05/2013

    Quand je lis cet article de M.MAUGARD, je suis fier d'être Qualibat, il a tout compris et synthétisé en une page.

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