Un outil pour optimiser la performance énergétique des bâtiments

Le certificat de performance énergétique pour bâtiments d’habitation et fonctionnels constitue un pas vers des bâtiments plus verts. La prochaine étape est 2020, date à laquelle toute nouvelle construction devra présenter un bilan énergétique nul, voire positif.

Pour relever cet ambitieux défi, on peut d’ores et déjà se tourner vers le standard basse énergie ou passif… mais pas sans avoir au préalable mené une étude poussée. C’est ce que nous explique Julien Bertucci, gérant technique de Cocert.

Les bâtiments isolés et étanches à l’air font apparaître de nouvelles contraintes. Ils permettent certes de réduire l’apport en chauffage, mais ils risquent également de faire augmenter proportionnellement les besoins en climatisation et par conséquent l’inconfort dans le bâtiment en cas d’absence de système de refroidissement.

Réaliser une simulation thermique dynamique permet de mettre en évidence ces phénomènes, qui ne ressortent pas dans le certificat de performance énergétique (CPE). Ceci s’explique par le fait que la simulation thermique dynamique (STD) tient compte d’un nombre de paramètres moins restreint que le CPE. Alors que le CPE ne mesure que la performance énergétique d’un bâtiment à travers une série de critères objectifs comme l’isolation, l’étanchéité ou les besoins en énergie pour le chauffage et l’eau chaude, une STD propose une approche plus complète qui tient compte d’un facteur essentiel: comment l’occupant va-t-il vivre dans cet espace? L’objectif étant d’optimiser le confort des utilisateurs en fonction de l’utilisation auxquelles seront affectées les différentes zones du bâtiment.

Quand on sait, par exemple, que les températures peuvent atteindre 35 ou 40 degrés Celsius dans certaines pièces non climatisées d’une maison passive, on comprend l’importance d’adopter, dès la conception du bâtiment, une vision globale qui va guider les choix techniques de manière à anticiper tout risque de surchauffe. Il peut s’agir d’agencer le bâtiment de manière à ce que chaque zone soit orientée de façon optimale en fonction de son affectation et, le cas échéant, d’installer un système de rafraichissement peu, ou pas, énergétivore (par exemple, récupération de l’énergie du sol pour apporter de la fraîcheur dans le bâtiment, ventilation nocturne, protection solaire aussi efficace qu’esthétique…), ou encore d’investir dans des appareils électro-ménagers qui dégagent peu de chaleur.

Le bâtiment de l’IFSB est l’exemple type d’une telle approche. Ce dernier n’exige aucune climatisation, sauf dans l’auditorium où un système de 15 kW a dû être installé, et ceci grâce à une orientation logique: les salles de cours, qui peuvent accueillir une vingtaine de personnes dégageant de la chaleur, sont placées au Nord et n’ont pas besoin de stores, alors que les ateliers, plus vastes, bénéficient d’un apport solaire au Sud. Si l’agencement avait été inversé, une climatisation de 100 kW aurait été nécessaire.
Le bâtiment a été construit en béton, matériau à forte inertie thermique par excellence –qui emmagasine la chaleur et la restitue progressivement. L’inertie thermique est un critère non valorisé dans le CPE.

Concrètement, au cours d’une simulation thermique dynamique, le bâtiment est modélisé en tenant compte d’un certain nombre de paramètres: ses dimensions, sa structure (orientation, vitrage, protection solaire, masque…), ses équipements (pour la production d’énergie, l’éclairage…), différents scénarios (occupation, ventilation, usage, consignes…) et des données climatiques (température, ensoleillement, vent…). Plusieurs zones thermiques homogènes sont ensuite déterminées en fonction des expositions et des consignes liées aux fonctions des locaux, à leur mode d’occupation et aux charges correspondantes, ce qui permet d’identifier les périodes où une température trop élevée pourrait générer un certain inconfort en fonction de seuils été et hiver établis avec le maître d’ouvrage. Les conclusions de cette étude servent de base à l’élaboration d’une stratégie énergétique et à la définition des choix techniques les plus adaptés à l’utilisation du bâtiment.
Une STD permet de comparer, en coût global (investissement, exploitation, entretien et maintenance, amortissement), différentes solutions chiffrées phase par phase et visant à limiter les consommations et les coûts par une combinaison judicieuse des énergies en fonction des usages et par une gestion performante, tout en assurant le confort des utilisateurs et l’hygiène des locaux en toute saison et sur l’ensemble du bâtiment.

Réaliser une STD est obligatoire dans certaines situations. C’est le cas notamment lorsque l’on postule à l’obtention d’un des labels qui s’appliquent bâtiments verts, qu’il s’agisse de labels tels que DGNB, BREEAM, HQE… Dans tous les autres cas, elle est facultative mais vivement recommandée à plusieurs titres. Nous ne serons sans doute pas prêts à sacrifier notre confort sur l’autel des économies d’énergie, d’où l’importance d’appréhender un projet de construction de bâtiment passif ou d’assainissement énergétique avec une approche globale qui prend en considération le confort d’utilisation. “Si la construction de bâtiments passifs n’est pas réalisée en s’appuyant sur une étude énergétique globale, les utilisateurs risquent de revenir à des constructions traditionnelles, par mécontentement”, conclut Julien Bertucci.