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.

Mieux vivre, en ville et ailleurs

Poster 10

emmissions Réduire les émissions des gaz à effet de serre : le rôle des villes

Pour atteindre les objectifs de réduction de 75% des émissions de gaz à effet de serre en 2050, il ne suffit pas de faire attention à éteindre les lumières quand on sort d’une pièce, ni même de remplacer  les lampes pour des modèles à basse consommation. Le problème est plus vaste.

En général, en France,  les transports (de personnes et de marchandises) et le bâtiment ( chauffage, éclairage, cuisine et salle de bain, multimédia) sont les principaux émetteurs de gaz à effet de serre (Voir par exemple le cas de Nice,  dixième plus grande ville de France). C’est là qu’il faut agir en priorité pour atteindre une réduction massive  (75%). Pour atteindre un tel niveau de réduction dans le futur, il faut changer les modes de transports et l’organisation des villes,  la construction et le chauffage des bâtiments,  la production d’énergie  et de biens, le recyclage, et même les habitudes alimentaires, … 1

Les  villes ont un rôle important à jouer : 50 % de la population mondiale vit dans les villes. Elles se sont développées  sans se soucier  de consommation d’énergie ou d’émission de gaz à effet de serre.  Aujourd’hui 70 % des gaz à effet de serre viennent des villes. En contrepartie, c’est dans les villes que les mesures  de réduction des émissions ont le plus d’impact et devraient permettre de réduire considérablement les émissions de CO2. Les grandes villes y travaillent déjà, en France et dans le monde 2. Ces objectifs sont atteignables,  avec de l’électricité, des  transports, des infrastructures plus propres,  et avec  de petites modifications du mode de vie.

La première étape consiste à effectuer des mesures pour identifier exactement les activités les plus émettrices de gaz à effet de serre.

performancePerformance énergétique des bâtiments.

thermal imaging of a multi-story building

Pour réduire la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre  des bâtiments  on peut réduire leur besoin de chauffage et de climatisation, et leur consommation d’électricité.

La réduction massive des émissions de gaz à effet de serre dues au chauffage  demande :

1-      d’isoler thermiquement le logement de façon à réduire la consommation d’énergie. Ceci permet aussi des économie l’été sur la climatisation dont l’usage va devenir plus fréquent avec le réchauffement climatique.

2-      de remplacer le système de chauffage (surtout  s’il  est au fioul) par une chaudière à  bois, une pompe à chaleur ou un chauffage géothermique.

Le coût total d’une telle opération de rénovation  est  de plusieurs dizaines de milliers d’euros par logement, une somme trop importante pour de nombreux propriétaires.  Au coût actuel de l’énergie, une transformation totale d’un logement est rarement rentable financièrement en moins de 10 ou 20 ans. Pour 30 000 000 de logements au niveau de la France entière, le coût peut atteindre environ 1 000 milliards d’euros.  Par comparaison, la facture des énergies fossiles est de 80 milliards par an. Il s’agit donc d’investir des sommes gigantesques pour effectuer des transformations nécessaires, mais qui seront rentables en général seulement à long terme. Il s’agit donc d’un très gros problème économique auquel il faut trouver des solutions.

De façon générale, il est nécessaire de consommer moins d’énergie.  C’est pourquoi les radiateurs électriques sont remplacés par des pompes à chaleur, et les nouveaux appareils ménagers consomment moins d’énergie que les précédents.

transportsLes transports

Dans de nombreuses villes moyennes ou grandes,  la voiture est toujours la  reine des moyens de transport. Pourtant la plupart des trajets  en voiture sont des trajets courts (moins d’un ou deux km ) et on peut penser que  la ville peut offrir une grande variété de moyens de transports  capable de la remplacer : bus, tramway , métro, voitures électriques, vélos, rollers, trottinettes …

Mais on s’aperçoit que la création de nouveaux services de transports en commun ne fait pas forcément diminuer la circulation automobile : les habitudes ne changent pas facilement.

Pour provoquer un changement d’attitude des usagers, ces nouveaux moyens de transport doivent être accompagnés de services ou d’avantages qui peuvent contrebalancer un confort moindre : rapidité, prix, …3.  Certaines mesures ci-dessous par exemple, pourraient inciter les particuliers à utiliser une combinaison de transport en commun et de vélo électrique pour se rendre au travail :

  • Accepter les vélos et vélos électriques dans les parking gardés près des gares, pour faciliter leur utilisation entre domicile et gare.
  • disposer  d’une case près du parking  à vélo pour y ranger son casque est un vrai plus avant de poursuivre son voyage avec un autre moyen de transport
  • Les informations arrivant sur les smartphones à propos de l’état du trafic ou du remplissage des parkings permettent aussi aux usagers de se diriger vers la meilleure solution et font gagner du temps.
  • Des vélos ou vélos électriques en libre service disponibles à la sortie des gares pour achever le trajet rapidement, lorsque gare et lieu de travail sont séparés d’un kilomètre ou plus.

D’autre part,  même avec un réseau dense de moyens de transports diversifiés, les voitures ne peuvent pas être remplacées facilement pour certains usages, par exemple pour aller dans les supermarchés qui se sont développés en périphérie des villes. Alors, les voitures vont elles disparaître des villes ? Cela suppose de changer d’habitude, et de changer aussi l’organisation de la ville. L’arrivée de voiture hybrides et voitures électriques permettra aussi de faire baisser les émissions de CO2

A noter que l’énergie stockée dans les  batteries des véhicules électriques sera bientôt  loin d’être négligeable.  Elles pourraient  servir à stocker l’énergie pour la restituer au réseau en cas de surcharge, permettant de compenser leur prix élevé.

organisationL’organisation de la ville

Au cours des 50 dernières années, la plupart des villes se sont développées en s’étalant : en périphérie des villes les centres commerciaux et de nouvelles zones d’habitations ont vu le jour, très mal desservies par les transports en commun. La possession d’une voiture  y rend de tels services qu’elle est devenue une priorité, rendue possible par le prix bas des carburants. 4. Cette organisation est à l’origine de bien des pollutions de l’air, de l’eau, et de l’occupation de bonnes terres agricoles par les villes.

Il s’agit dans le futur d’organiser différemment la ville pour qu’il ne soit pas utile de posséder une voiture. L’idée est de rapprocher logements, services (crèches, écoles, magasins) et loisirs (jardins,  lieux de culture et  loisirs).   C’est sur ce  modèle que sont conçus les écoquartiers qui voient le jour à travers le monde. Cette transformation de la ville est une opération de longue haleine,  qui se construit petit peu par petit peu. Ces transformations de la ville prennent des années,  mais elles auront des conséquences importantes pendant des dizaines d’années.

Utiliser les énergies renouvelables

Actuellement, l’électricité est produite essentiellement par des centrales nucléaires qui n’émettent pas de gaz  à effet de serre.  Néanmoins, lors des pics de consommation, le soir, ou lors de vagues de froid ou de chaleur, la production d’électricité est assurée par des centrales thermiques classiques qui fonctionnent avec des combustibles fossiles. Des recherches sont menées pour stocker le CO2 émis par ces centrales thermiques de façon à ce qu’il ne soit pas envoyé dans l’atmosphère. Pour  rendre l’électricité moins carbonée, les collectivités (villes, régions)  peuvent aussi produire des énergies renouvelables :

– de l’électricité dans des centrales solaires ou éoliennes adaptées à leur territoire et leurs besoins. Elle est  vendue au réseau. Une gestion intelligente de celui-ci permet de distribuer cette électricité  en fonction des besoins locaux.

– de la chaleur par géothermie, ou lors du  traitements des déchets.

Valoriser les déchets

En moyenne, un Français produit près de 300 kg de déchets par an, soit environ 1 kg de déchets ménagers par jour … En 2050 ce chiffre aura diminué;  mais la collecte des déchets et leur valorisation restera une préoccupation majeure des agglomérations.   Traiter les déchets, permet  d’éviter les pollutions, de réduire l’impact de la consommation de matières premières, de réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Les déchets peuvent être valorisés de plusieurs façons :
  • Le recyclage  consiste à fabriquer de nouveaux produits ou nouveaux emballages à partir des emballages récupérés, ce qui préserve des ressources naturelles. Par exemple une tonne de canettes d’aluminium recyclée évite l’extraction de deux tonnes de bauxite.  En 2010, le recyclage des déchets ménagers s’est élevé à 3  millions de tonnes permettant une limitation d’émission de presque 2 millions de tonnes de CO2.
  • La combustion des plastiques permet de produire de l’énergie. Par exemple,  le recyclage d’une tonne de plastique permet d’économiser 650 kg de pétrole.
  • les cartons, papiers et végétaux peuvent être transformés en compost
  • Certains déchets demandent des traitements particulier comme les batteries, les médicaments…5.

Par exemple, dans l’éco-vallée du Var, le Syndicat Mixte d Élimination des Déchets6 a pour missions principales de trier les déchets du tri sélectif et de produire du compost à partir des ordures ménagères comme on le voit ici http://www.valleeduvar.fr/fiches/trier_valoriser_dechets/Presentation_usine_smed_broc.pdf

compost-au-brocalpes-maritimes

.Pour ce qui est de l’incinération, les anciennes installations ne se préoccupaient pas de récupérer chaleur et énergie. Par exemple dans la vallée de Chevreuse (175 000 habitants), la chaleur n’est récupérée que sur un seul des deux  fours de l’usine SIOM (avant travaux en 2012), la chaleur du four le plus ancien ne servant qu’à chauffer l’air.  A l’avenir une efficacité énergétique de plus de 65 % est recherchée, et la rénovation de l’usine vise la production de 18 GWh/an d’électricité, dont la moitié consommée par l’usine, et une production de chaleur récupérée  et valorisée de 100 GWh/an. Ces activités sont rentables puisque linvestissement réalisé permet de vendre chaleur  (1,3 M€ par an) et électricité (0,66 M€ par an), en économisant de l’eau (0,26 M€ par an). L’investissement sera donc  remboursé en environ 13 ans 7

mesurerLes smart grids pour une gestion intelligente de l’énergie

Dans les bâtiments et les villes, des ensembles de capteurs permettent de ne distribuer l’énergie que là où elle est utile : capteurs de présence pour éteindre ou baisser le chauffage de pièces inoccupées, l’éclairage des bâtiments publics,  des bâtiments et des rues …

Si ces données sont centralisées sur un ordinateur qui s’en sert pour piloter la distribution d’énergie, on parle de « smart Grid », c’est à dire, mot à mot  « réseau intelligent ». L’énergie est distribuée en fonction des besoins,  des pics de consommation,  … et de la production disponible. Le point important est d’abord l’information  fournie par une multitude de capteurs. L’ordinateur n’est pas très « intelligent » puisqu’il ne fait que piloter le réseau selon les scénarios qu’on lui a fourni. Les prévisions de la météo permettent d’anticiper la demande, de prévoir les pics de consommation, réagir à temps.

Les expériences en cours montrent que l’on peut ainsi atteindre des réductions de 10 à 30 % de  la consommation électrique, selon les villes et les installations.  Ces systèmes permettent de passer plus facilement les pics de consommation, qui sont les plus coûteux et les plus polluants. Cela rend aussi le réseau plus sûr, et moins cher.

Des projets démonstrateurs voient le jour en Europe8, en France en particulier le projet Nice Grid  dans la plaine du Var9, qui inclut une production décentralisée d’énergie par panneaux solaires, des systèmes de stockage électrique par des batteries, et environ 1500  consommateurs, qui sont à la fois des particuliers, des bureaux et des installations collectives. L’ensemble peut aussi recevoir  de l’électricité du réseau, ou lui en fournir10
Nice Grid

Mesurer pour pouvoir réduire

Comment réduire sa consommation d’énergie, ou ses émissions de CO2 si on ne connait pas  les gestes ou les appareils qui émettent le plus ?

En l’absence de compteurs il faut se fier à quelques règles générales :

  • Utiliser de l’électricité la plus décarbonée possible, en dehors de heures de pointe :  limiter  les dépenses d’énergie électrique entre 18 et 21 h.
  • Pour le transport : en voiture, favoriser  le covoiturage, sinon les autres transports terrestres.
  • Pour l’habitat : dans le futur l’énergie coutera plus cher, penser à prévoir des travaux. Savoir aussi que rideaux et volets limitent la fuite de calories en cas de froid. Si la chaudière est à changer, favoriser le bois.
  • Nourriture : produits de saison locaux, moins de surgelés, moins d’emballages, et moins de viande rouge.
  • Favoriser le recyclage, trier les déchets.

Les émissions de CO2 aujourd’hui et en 2050

emissions-co2-2050

L’exemple donné ci-dessus, en 2010, est celui du cas particulier, qui n’est pas forcément représentatif d’un français moyen. Il s’agit de l’émission de CO2 par un membre d’une famille de 4 personnes, qui habite un logement chauffé au fioul et mal isolé, dont un membre utilise une voiture tous les jours, et prend l’avion de façon exceptionnelle. L’émission de CO2 pour chaque personne est de 4,7 tonnes par an, ce qui est plus faible que la moyenne française : selon les études, celle-ci se situe entre 7,5 et 10 tonnes équivalent CO2 par an en France en incluant les autres gaz à effet de serre, comme le méthane émis dans l’agriculture.11

Le graphe montre comment les émissions de CO2 auront pu être réduites en 2050 par une famille similaire. En remplaçant la chaudière par une chaudière au bois, en utilisant un véhicule hybride ou électrique ou plus souvent les transports en commun, l’émission de CO2 est réduite de 2,8 tonnes par an, soit plus de la moitié des émission actuelles. Les biens de consommation et la production de nourriture produisent aussi moins de CO2, car l’énergie utilisée a été rendue moins productrice de carbone.  Les cantines de collèges ont par exemple été transformées pour ne pas utiliser de cuisson au gaz, ou de produits surgelés.A la maison, l’eau chaude sanitaire et l’électricité n’émettent quasiment pas de CO2, sans doute par l’usage d’électricité produite par des énergies renouvelables. Des panneaux thermiques fournissent peut être l’essentiel de l’eau chaude sanitaire.Le recyclage des déchets par la collectivité permet aussi d’abaisser le niveau d’émission de CO2.Dans cet exemple, en 2050, les émissions de CO2 atteignent 1,8 tonnes de CO2 par an, ce qui est encore un peu dessus de la moyenne de 1,5 tonne requise par les accords internationaux. Descendre au dessous de cette valeur demanderait à cette famille de- réduire encore les émissions dues au transport, par exemple en utilisant moins l’avion ou à condition que celui ci utilise des carburants non fossiles.

– réduire les émissions liées aux biens de consommation, soit en faisant plus attention à sélectionner des produits à basse émission, soit en différant les achats. Pour ce qui est de l’alimentation, éviter les viandes rouges permet de réduire les émissions de CH4.

L’énergie grise de construction de la maison, a été aussi très diminuée : la famille a emménagé dans un habitat construit selon de nouvelles normes qui prennent en compte les émissions de CO2 dues à la construction.

Exemples d’écoquartiers

ecoquartier-de-bonne-vue-panoramique

Références

  1. En France, en moyenne,  47% de l’énergie produite est utilisée par les ménages pour leur usage domestique.  Tout le monde croit que c’est le chauffage de l’eau qui consomme le plus d’énergie. En fait la consommation d’une résidence principale se répartit en moyenne de la manière suivante : 69% pour le chauffage,  et seulement 12% pour la production d’eau chaude sanitaire, 12% aussi pour des besoins spécifiques en électricité comme l’éclairage ou le réfrigérateur, et 7% pour la cuisson des aliments. []
  2. voir les plans climat énergie des villes de plus de 50 000 habitants  http://observatoire.pcet-ademe.fr/ []
  3. voir  les recherches sur l’usage du  vélo à assistance électrique à l’IFSTARR, et le site http://www.cleanenergyplanet.com/ []
  4. Dans une jolie petite ville du sud de la France, Lambesc (10 000 habitants), en PACA,  il a été calculé que les parents parcouraient chaque jour 6 500 km en voiture pour accompagner leurs enfants  à l’école ! La cause était que les établissements scolaires étaient tous regroupés au même endroit de la ville.  L’ouverture d’écoles dans d’autres quartiers a entrainé la diminution de ce nombre de kilomètres journaliers []
  5. voir http://www.smed06.fr/index.php?id=3396  dans l’Eco Vallée du Var ou : http://www.siom.fr/search/node/Upload   dans la vallée de Chevreuse dans la région parisienne []
  6. le site  http://www.valleeduvar.fr/index.php?page=dechets  contient de nombreux documents sur le traitement des déchets et le SMED []
  7. source : Présentation du fonctionnement de l’UION du Syndicat Intercommual des Ordures Ménagères de la Vallée de Chevreuse, par Yves Faure et http://www.dailymotion.com/video/xmjpx1_table-ronde-3-yves-faure-president-du-siom-91_news#.UdGDGqy0P50 []
  8. http://www.grid4eu.eu/ []
  9. http://www.nicegrid.fr/grid4eu-14.htm []
  10. voir un schéma de Nice Grid ici :http://www.nicegrid.fr/scripts/tinymce/uploaded/schemademonstrateur.png et un film de présentation http://www.youtube.com/watch?v=qsvaRarvV-E&feature=player_embedded []
  11. Pour les statistiques globales concernant nos émissions de gaz à effet de serre,  voir
    http://www.ipsos.fr/ipsos-public-affairs/actualites/2011-03-28-l-observatoire-bilan-carbone-menages
    -Carbone 4 http://www.carbone4.com, dans  La Lettre du Carbone N°2 de septembre 2011, donne des chiffres supérieurs de 10,5 tonnes par an et par personne, tous gaz à effet de serre confondus : http://www.carbone4.com/download/lettre_du_carbone/La_Lettre_du_Carbone_2.pdf []

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

Poster 8

futur_possible Habitat malin, à consommation réduite

futur_possible

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 []