Moins consommer, c’est mieux :

En France, 47% de l’énergie produite est utilisée par les ménages pour leur usage domestique La consommation d’une résidence principale se répartit en moyenne de la manière suivante : 69% pour le chauffage, 12% pour la production d’eau chaude sanitaire, 12% pour des besoins spécifiques en électricité comme l’éclairage ou le réfrigérateur, et 7% pour la cuisson des aliments.

Il faut savoir qu’un réfrigérateur de type américain consomme 3 à 4 fois plus d’énergie que son homologue européen. Au moment d’acheter ou de renouveler un appareil ménager, cela vaut le coup de choisir un modèle économe en énergie.

L’électricité n’étant pas chère en France, on n’hésite pas à en consommer plus que de raison. Notre bonne conscience se rassure de ce que 90% de cette production est d’origine renouvelable ou nucléaire, donc sans émission de gaz carbonique. Mais, dans d’autres pays où l’électricité est souvent produite à partir de combustibles fossiles, notamment du charbon, le plus polluant d’entre eux, ce n’est pas le cas.

Même en France, pendant les heures de pointe, on utilise des centrales thermiques utilisant des combustibles fossiles qui émettent du CO2 lors de leur combustion. Au total, environ 10% de l’électricité française est produite par ce moyen. Consommer l’électricité aux heures creuses plutôt qu’à celle de forte demande produit moins de CO2.

Avant tout, la meilleure énergie est celle que l’on ne consomme pas. Laisser une pièce allumée quand on n’y est pas ne sert à rien. Parcourir quelques centaines de mètres en marchant est plus efficace (en matière d’énergie) et plus sain pour l’environnement (mais aussi la santé) que de les faire en voiture. Se demander « est ce que je peux pas faire autrement ce que je m’apprête à faire ? » est un réflexe à acquérir.

Chauffage et isolation de l’habitat

En France, le chauffage représente en moyenne 75% des dépenses énergétiques  d’une maison.

C’est le plus gros consommateur d’énergie à la maison. Baisser la température d’un logement de 1°C au voisinage de 20°C permet de diminuer la consommation de 7%. Dès lors, se contenter de 19°C à 20°C  dans les pièces où l’on vit et de 16°C à 17°C dans les chambres, plutôt que de 21 ou 22°C dans toute la maison, permet d’appréciables économies.

Prenons, pour donner un ordre de grandeur, un logement d’une centaine de m2 construit avant 1975. Ses besoins en chauffage seront de l’ordre de 30 000 kWh/an. Baisser d’environ 1°C la température moyenne dans le logement conduit à une économie de 2100 kWh/an, ce qui représente la consommation annuelle d’un réfrigérateur, d’un congélateur, d’un lave-linge, d’un lave-vaisselle et d’un sèche-linge réunis.

La température d’une pièce peut aussi être plus faible la nuit que le jour lorsque l’on y séjourne. Une gestion intelligente, utilisant les moyens électroniques modernes, de la température dans les différentes pièces et une programmation du chauffage tenant compte du jour et de la nuit, peut aussi faire économiser une dizaine de pour cents.

Le système de chauffage doit pour cela être convenablement entretenu. Un bon réglage, lors de la visite annuelle de suivi, peut faire chuter la consommation de 8 à 12%.

Si la maison possède un chauffage central, une bonne régulation peut permettre d’économiser jusqu’à 25% d’énergie. Une pompe à chaleur, plutôt que des convecteurs permet de diviser par 3 ou 4 la consommation d’électricité. par rapport à des radiateurs électriques classiques.

Sachant qu’un logement n’est jamais parfaitement isolé mais subit des pertes, un petit investissement dans l’isolation peut fortement améliorer les performances. Beaucoup de logements consomment encore beaucoup trop pour se chauffer. Un bâtiment construit avant 1975 réclame 330 kWh/m2/an. Le même satisfaisant à la réglementation de l’année 2000 ne consomme plus que 80 à 100 kWh/m2/an. L’objectif est aujourd’hui de 50 kWh/m2/an d’énergie primaire (RT 2012).

C’est vraiment l’isolation de l’habitat qui permet de réaliser les économies d’énergie les plus importantes.

Moins d’énergie, moins de CO2, plus de confort

Poster 8

futur_possible Habitat malin, à consommation réduite

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Il a trois acteurs principaux dans un habitat : l’habitant, les sources d’énergie, et l’enveloppe, c’est à dire le bâtiment lui même. Quand ces trois éléments sont pris en compte dès la conception, la consommation d’énergie descend, le confort augmente. Par exemple, cette jolie  maison, ne consomme que 8000 kWh par an, tout compris, pour une surface de 200 m2 ! C’est  entre 5 et 10 fois moins que les maisons construites avant 1975.

Et pour arriver à une telle diminution de la consommation  d’énergie des habitants, le bâtiment utilise des techniques simples. Celles-ci peuvent encore être améliorées : il y a encore beaucoup d’imagination à avoir pour concevoir les enveloppes thermiques (notamment  pour la rénovation des bâtiments anciens), pour développer de nouvelles techniques de construction, pour avoir de bons diagnostiques thermiques, pour modéliser les bâtiments.

orientation Profiter de la lumière pour se chauffer

Un bâtiment bien orienté par rapport au soleil  peut profiter de l’énergie apportée par la lumière pour son chauffage. En été la circulation de l’air peut réaliser une climatisation naturelle. Les nouvelles maisons devraient utiliser ces principe plutôt que compter sur les radiateurs et climatisations énergivores 1.

isolation Isoler  le bâtiment et garder la chaleur

De façon spontanée un objet chaud refroidit et un objet froid se réchauffe. Un isolant thermique permet de limiter ce phénomène : ce qui est chaud reste chaud plus longtemps, et de même pour ce qui est froid.

Empêcher la chaleur de s’échapper d’un logement permet de réduire la consommation d’énergie de chauffage et/ou de climatisation.

Certains matériaux de construction sont naturellement de bons ou de mauvais isolants2. Par exemple, une chambre d’appartement séparée de l’extérieur par un simple mur de béton (épaisseur 10 cm, surface 10 m2 ) est très mal isolée : quand il fait froid dehors, pour une différence de température de 20°C entre l’extérieur et la pièce, la fuite de chaleur est de 2 kWh chaque heure.  Pour contrer cette fuite, et maintenir la température,  il faut  fournir ces 2 kWh à la pièce, en faisant fonctionner en permanence un radiateur puissant3.

Si ce mur est protégé par 20 cm de laine de roche ou de liège, la fuite de chaleur est réduite 40 fois. Le radiateur n’est pas nécessaire : un ordinateur allumé ou les occupants pourraient même dégager assez de chaleur pour chauffer la pièce !

pompe Le futur du chauffage électrique : les pompes à chaleur

La pompe à chaleur permet de faire passer de l’énergie thermique d’un endroit froid à  un endroit chaud ! C’est le contraire de ce qui se passe spontanément.

C’est le système de chauffage le plus performant : on s’aperçoit que quand on utilise  1 kWh électrique  (pour le compresseur), on arrive à  pomper 3 à 4 kWh de chaleur qui passe de l’endroit froid vers l’endroit chaud.

Toutefois, plus l’écart de températures est grand, moins le système est efficace, et certains systèmes doivent être réchauffés pour fonctionner sous 0 °C.

L’inconvénient de la pompe à chaleur est qu’elle est beaucoup plus chère à l’achat qu’un simple radiateur électrique (mais celui ci reviendra plus cher à l’usage) : il faut investir pour faire ensuite des économies.

equipement Choisir des équipements efficaces

En choisissant des appareils ménagers performants, on économise de l’énergie. Des progrès considérables ont été faits. Un réfrigérateur d’aujourd’hui consomme environ 300 kWh/an, soit environ 37 fois moins qu’un frigidaire des années 60. Toutefois il y a beaucoup plus de réfrigérateurs aujourd’hui qu’il y a cinquante ans 4 .

L’étiquette énergie, que l’on peut voir sur les appareils ménagers indique leur efficacité énergétique. Par exemple, un lave-linge ou un lave-vaisselle utilisant peu d’eau utilisent aussi moins d’électricité pour la chauffer. Ils peuvent être encore plus économes s’ils acceptent l’eau chaude d’un panneau solaire thermique, chauffée gratuitement.

puits_canadien Puits canadien, VMC et renouvellement de l’air

Dans les maisons très bien isolées, les échanges d’air sont limités. L’air est renouvelé par un système de ventilation naturel ou mécanique. Avant d’entrer dans l’habitat l’air extérieur est mis à température par un système peu énergivore : « puis canadien », VMC double flux, pompe à chaleur.

Le « puits canadien » est un conduit enterré de plusieurs dizaines de mètres de long. L’air y passe en hiver avant d’entrer dans la maison. A l’issue du trajet, l’air n’est plus glacial, et le chauffer avant qu’il n’entre dans l’habitat coûte moins cher. En été, l’air est rafraîchi par son passage sous terre, et l’air qui rentre par ce moyen dispense de climatisation. Au printemps, si la terre est fraiche, il n’est pas utilisé.

Un puits canadien doit être réalisé selon des règles précises, pour que l’eau de condensation ne puisse s’y accumuler. Sinon il devient un nid à bactéries.

eclairage Il y a lumière et lumière

Les lampes aussi doivent faire l’objet d’un choix judicieux. Les modèles à incandescence (lampes dites ordinaires qui disparaissent progressivement) produisent 5% de lumière et 95% de chaleur. C’est pourquoi elles sont bouillantes lorsqu’elles sont allumées. Les lampes fluocompactes (dites aussi basse consommation) émettent au contraire 80% de lumière et seulement 20% de chaleur. Elles sont plus chères mais durent en théorie plus longtemps (6 à 7 fois) si on ne les éteint et allume pas trop souvent (dans la pratique leur durée de vie dépasse rarement 5000 heures contre 2000 à 3000 heures pour une lampe halogène). Ainsi, une lampe à incandescence de 100 W peut être remplacée par une lampe fluocompacte de 15 W qui, sur sa durée de vie, permettra une économie théorique de plus de 300 kWh. Toutefois il ne faut les jeter n’importe où en fin de vie car elles comportent du mercure, un poison pour l’homme et l’environnement.

L’avenir est aux lampes utilisant des LED (en Anglais « light emission diodes », ou en français DEL : diodes électroluminescentes) qui consomment encore moins que les lampes fluorocompactes,  durent beaucoup plus longtemps (15 000 à 30 000 heures en pratique).  Leur rendement est proche de 15-20%, elles utilisent donc 5 fois moins d’électricité. La difficulté avec ces dispositifs est de produire une  lumière agréable, dont la teinte est proche de la lumière naturelle.

La lumière du jour, lorsqu’on peut l’utiliser, est encore plus économique … Bien aménager  un espace c’est aussi exploiter au maximum la lumière du jour : placer le plan de travail sous une fenêtre, opter pour des couleurs claires, bien orienter le bureau, etc.

transport_velo Éviter les transports énergivores

Selon l’endroit où l’on habite un véhicule est nécessaire ou non.

En France, les automobiles produisent en moyenne une tonne de CO2 par habitant et par an.  Une petite  voiture effectuant 60 km par jour produit 3  tonnes de CO2 par an, et une grosse voiture, 6 tonnes.

Les véhicules de l’avenir émettent beaucoup moins de CO2 : voiture, vélo, scooter électriques, par exemple.

D’autre part, un véhicule électrique possède une batterie qui pourrait fournir quelque centaines de Watt-heures d’électricité à toute la maison en cas de besoin.

fenetres Le secret des fenêtres isolantes

Le verre n’est pas un bon isolant thermique. Pour qu’une fenêtre soit néanmoins isolante, elle possède deux vitres séparées par une fine couche d’air. C’est elle qui procure l’isolation. C’est le principe des fenêtres à « double vitrage ». L’air  peut être remplacé par un autre gaz, encore meilleur isolant thermique.

Une fenêtre double vitrage d’un m2, soumise à une différence de température de 20°C, laisse fuir environ 0,03 kWh de chaleur par heure 5.  Les fenêtres à « triple vitrage » permettent de gagner encore un facteur 2 si nécessaire.

Mais des mesures simples permettent d’éviter les fuites de chaleur la nuit : les rideaux, les  volets  constituent de très bons moyens supplémentaires de réduire la fuite de chaleur.

casquette Une « casquette » pour faire de l’ombre

Un bon moyen de ne pas avoir trop chaud en été est de se mettre à l’ombre. Au sud, un toit qui dépasse fait de l’ombre à la fenêtre, en pleine journée, tout en laissant la lumière entrer le soir quand le soleil est plus bas.

Un arbre bien placé peut aussi faire de l’ombre au bon moment l’été. En hiver, s’il a perdu ses feuilles, il laisse passer la lumière.

panneaux Utiliser  l’énergie renouvelable disponible

Un panneau solaire thermique et un panneau photovoltaïque sur le toit permettent de produire chaleur et  électricité, pour obtenir un habitat autonome du point de vue énergétique, et utilisant une électricité sans carbone.Cette électricité peut aussi être cédée au réseau électrique, surtout en été.

L’électricité est fournie par le panneau solaire en courant continu, et il doit être transformé en courant alternatif de tension 220 V. Cette transformation fait perdre de l’énergie. Il faudrait que les appareils électroménagers puissent être alimentés directement avec du courant continu de 24 Volts !

energie_positive Innovation : les bâtiments à énergie positive

Ces bâtiments pilotes démontrent qu’il est possible de concevoir des bâtiments très peu consommateurs d’énergie,  avec des matériaux contenant peu d’énergie grise. Leurs faibles dépenses de fonctionnement peuvent amortir sur la durée le surcoût de leur fabrication.

Les BEPOS, bâtiments à énergie positive, ce sont des « Bâtiments Basse Consommation »(BBC) 6 qui possèdent sur le toit des panneaux photovoltaïques dont production d’électricité couvre en moyenne la consommation d’énergie annuelle du batiment.

fr_maison-zenLa Maison Zen, dans les Alpes est la première maison construite en France7 selon cette exigence. Exposition, ouvertures, isolation, pompes à chaleur, circulation d’air, échanges avec l’extérieur ont été pensés pour minimiser les besoins en énergie, avec un confort élevé. Elle a été construite avec des matériaux ayant une faible empreinte CO2. Sa surface est de 200 m2.

Les panneaux photovoltaïques qui constituent le toit sont des panneaux à couche mince. Ils   sont disposés sur les deux cotés du toit, donc y compris la face nord pour une production de 3000 kWh contre 7000 kWh au Sud, pour une surface un peu moindre au nord.

La maison est occupée par des bureaux (14 personnes en 2011). « Sur trois ans, du 12 Nov. 2007 au 11 Nov. 2010, la production photovoltaïque s’élève à 29 460 kWh (soit 9 820 kWh/an) et la consommation totale d’énergie (relevés compteur EDF) s’élève à 26 760 kWh (soit 8 920 kWh/ an) et 44,6 kWh/m².an. L’objectif de départ a donc été rempli. »8.

Ce bilan repose en premier lieu sur l’efficacité énergétique du bâtiment et des appareils électroménagers et informatiques. Mais elle repose aussi sur la manière de vivre des occupants, car dans une maison à si faible consommation,  l’impact des comportements devient prépondérant.

La sobriété énergétique des occupants  implique une plus grande attention aux dépenses d’énergie dans l’utilisation des appareils domestiques, le chauffage et l’aération des pièces.

annees_60 Rénovation des anciens bâtiments : la tour Bois le Prêtre

Une astuce à la base de cette rénovation qui fait économiser beaucoup d’énergie : la couche extérieure d’isolant thermique n’est pas posée sur le mur de l’immeuble. C’est une vaste enveloppe de verre, qui entoure le bâtiment en créant des jardins d’hiver pour tous les logements.

tour-bois-le-pretre-avantEn général, la rénovation de l’habitat ancien vise  plusieurs objectifs :

  • Un confort accru pour les occupants ;
  • Une consommation énergétique moindre, ce qui permettra d’amortir le coût des travaux ;
  • une réduction des émissions de gaz à effet de serre, pour se conformer aux engagements de la France.
  • La prise en compte d’exigences environnementales diverses, pour un habitat durable.

En général, le coût de la rénovation est inférieur au coût de la démolition reconstruction, qui exige de plus de loger les habitants durant les travaux.

La rénovation de la Tour Bois le Prêtre9 (Paris) a valu l’Équerre d’argent à leurs auteurs en 2011. Elle comporte 100 logements.

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Le bâtiment datant de 1962 étant encore sain du point de vue de la structure,   mais ne correspondait plus du tout aux besoins des familles y habitant : isolation, installation de chauffage, nombre d’ascenseurs. Cette rénovation a été effectuée en maintenant les habitants dans leur logement. Elle réorganise l’espace, apporte des améliorations techniques. Elle offre plus de surface aux habitants par l’ajout de jardins d’hiver : la surface passe de 8 900 m2 à plus de 12 000 m2. Le confort été comme hiver est amélioré.

La performance énergétique passe à  82 kWh/m2, ce qui réduit de plus de la moitié  la facture énergétique. Le site de Druot (voir références) offre de nombreux documents sur cette rénovation.

futur_possible Innovation : le futur possible de l’habitat urbain 

Un projet d’habitat écologique innovant porté par une équipe d’étudiants  ingénieurs,  architectes, designers de Rhône Alpes a remporté  le Solar Decathlon Europe 2012 à Barcelone.

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Le projet « Canopea » a remporté ce concours international  proposé à des universités du monde entier. Le but du concours qui a lieu tous les deux ans, est de construire la maison de demain,  n’utilisant que le solaire comme source d’énergie.  Un genre de « Concept House », un démonstrateur,  très en avance sur son temps mais qui permet de tester les idées et les techniques.

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Le projet de la Team Rhône-Alpes10 était le seul à proposer  un habitat collectif de petits immeubles, appelés « Home-towers », qui s’inscrit dans un quartier.  Le coordonateur de l’aventure Pascal Rollet, enseignant à l’école d’architecture de Grenoble raconte11 :   «C’est un habitat simple, l’antithèse de la maison d’architecte ! Surtout, Canopea n’est pas un bâtiment seul mais un écosystème urbain, en relation avec des voisins, des transports. Qui a nécessité un travail collectif de Recherche & Développement de haut niveau pendant quatre années. Avec des milliers de règles, comme dans la réalité.»

Les dix critères étaient : architecture, ingénierie/ construction, fonctionnalité énergétique, balance énergétique, confort, fonctionnement, liens avec le social, industrialisation et marchés, innovation et développement durable. «C’était une folie, Pour ce marathon de deux semaines, nous avons piloté numériquement notre prototype comme un bateau à voile, en fixant des caps. Afin d’ajuster notre stratégie en direct pour répondre à dix épreuves.»

L’intérêt de cette recherche ne se limite pas à un bilan énergétique domestique. Par exemple «Il y a une cinquième roue oubliée, ajoute Rollet, la chaîne alimentaire. Une salade, pour arriver dans un magasin, parcourt en moyenne six cents kilomètres. On propose donc une ferme en étages à côté des tours, une agriculture urbaine biologique dans des bacs de terre, une invention savoyarde. Cela fonctionne et est agréé par l’Inra. On pourrait assurer le complément alimentaire du quartier en fruits et légumes.

Retrouvez l’article complet  dans le dossier de presse 12

puce Compléments

puce Références

  1. voir l’article sur le chauffage []
  2. voir l’article : Quels matériaux pour la construction ? []
  3. Matériau conductivité thermique(l) Épaisseur e (m) résistance thermique (e/ l)  Fuite : 10 m2 20°C en une heure
    laine de roche, liège 0,045  W/m/K 0,20 m  0,20/0,045 = 4,4 m2.K/W 20*10/4,4 ~ 0,05 kWh par heure
    béton 0,92     W/m/K 0,10 m   0,1/1,1 = 0,11 m2.k/W  20*10/0,11 ~ 2 kWh par heure

    []

  4. voir l’article Moins consommer, c’est mieux []
  5. Pour une fenêtre double vitrage ayant un assez bon coefficient  Ug=1,5 W/m2/K, le flux de chaleur à travers  1 m2, pour une différence de 20 °C est de  30 Wattheures par heure []
  6. selon la norme RT 2005 []
  7. []

  8. Suivi de performance de la Maison Z.E.N, 2007-2010, http://www.cythelia.fr/documents.html []
  9. Rénovation de la tour Bois le Prêtre

    []

  10. voir le site facebook de l’équipe : http://www.facebook.com/pages/CANOPEA-Solar-Decathlon-Europe-2012-Team-Rh%C3%B4ne-Alpes/207903355924726 []
  11. Dans le journal libération, voir le dossier de presse du projet : http://www.solardecathlon.fr/?page_id=270 []
  12. site http://www.solardecathlon.fr/?page_id=270 []
  13. http://www.dailymotion.com/video/xb784p_le-puit-canadien-et-la-ventilation_tech#.UTRgxDeUKWE []
  14. http://onetonnelife.com/ un cas intéressant, car ils ont pris en compte les 3 principaux postes d’émissions de CO2 pour un ménage : alimentation, logement, déplacement []