Consommation conventionnelle, calcul conventionnel
Une modélisation dite « conventionnelle » permet d’estimer les consommations qu’aurait un bâtiment avec des températures de consigne, nombre d’occupant et occupation standards.
En se détachant de l’usage réel, ce calcul permet de juger le bâtiment uniquement.
Il serait par exemple infondé d’affirmer qu’une passoire énergétique est performante sous prétexte que les occupants ne la chauffent pas.
Th-C-E-ex [calcul Thcex]
C’est le nom du moteur de calcul utilisé pour réaliser les calculs conventionnels.
Il se distingue du diagnostic performance énergétique [DPE] en prenant en compte davantage de paramètres
RT2000, RT2005, RT2012 et RE2020
Les réglementations thermique RT 2000, 2005 et 2012 et la réglementation thermique et environnementale RE2020 s’appliquent aux constructions neuves uniquement.
Il s’agit de réaliser un calcul à partir de la géométrie du bâtiment, de son exposition solaire et de ses systèmes afin de vérifier qu’il répond à de multiples critères de performance comme par exemple la consommation d’énergie.
La RE2020 est une petite révolution car elle intègre un calcul d’analyse du cycle de vie ACV. Celui-ci permet notamment de calculer le CO2 émis par le bâtiment lors de sa fabrication.
Simulation Thermique Dynamique [STD]
Un logiciel de simulation thermique dynamique [STD] permet d’analyser précisément le comportement énergétique d’un bâtiment en fonction de divers paramètres tels que l’ensoleillement, la ventilation ou l’isolation. Il simule l’évolution des températures intérieures au fil du temps, tenant compte des variations météorologiques et des usages du bâtiment.
Audit thermique et énergétique
L’audit énergétique est le point de départ le plus pertinent d’une rénovation énergétique. C’est une expertise technico-économique dégagée de tout intérêt commercial qui permet de dresser le bon cahier des charges.
Il apporte une vision d’ensemble des travaux à réaliser de manière à en assurer la cohérence.
Il s’agit de réaliser un audit technique, thermique et énergétique du bâtiment. Celui-ci présente les travaux envisageables dans leurs aspects technico-économiques et les hiérarchise. A l’issue de l’audit, le maitre d’ouvrage est capable d’orienter ses choix de travaux d’améliorations énergétiques et d’amélioration du confort thermique. Il dispose aussi d’une description synthétique et commentée de ses équipements et de l’enveloppe du bâtiment ce qui lui permet de communiquer plus facilement en cas de travaux avec d’éventuels maitre d’oeuvre ou entreprises.
Etude d’ensoleillement [Héliodon]
Un héliodon permet de simuler et d’observer l’insolation d’un bâtiment, offrant ainsi une étude précise de son ensoleillement tout au long de l’année. Cet outil est essentiel pour une conception bioclimatique efficace. Il permet de déterminer les meilleurs emplacements pour les ouvertures, d’optimiser la dimension des protections solaires, et de s’assurer que les pièces reçoivent la quantité idéale de lumière naturelle, tout en évitant les surchauffes.
Thermographie infrarouge
La thermographie permet de visualiser des ponts thermiques et des défauts d’isolation à l’aide d’une caméra. C’est un outil qui peut intervenir à l’appui d’un audit énergétique.
kWh « Kilo Watt heure »
C’est l’unité de mesure la plus courante en France pour exprimer une consommation d’énergie. Votre fournisseur l’utilise par exemple pour vous facturer la quantité d’énergie que vous avez consommée.
1kWh = consommation d’un appareil électrique d’une puissance de 1000 W pendant 1 heure
En physique, l’unité légale pour une quantité d’énergie est le Joule [J]. On a 1 kWh = 3600 J
Energie finale [EF] / Energie primaire [EP]
Nous avons la relation suivante :
▬ 1 kWh final de gaz ou fioul = 1 kWh primaire
▬ 1 kWh final de bois = 1 kWh primaire ou 0.6 kWh suivant certain label de performance énergétique
▬ 1 kWh final d’électricité = 2.58 kWh ou 2.3 kWh primaire suivant les réglementations
1. Aspect physique
L’énergie finale c’est celle que l’on utilise, c’est celle qui est facturée par les fournisseurs d’électricité.
L’énergie primaire c’est toute l’énergie qui est consommée pour mettre à disposition l’énergie finale. Effectivement, une centrale électrique consomme environ 2.5 kWh de combustible [uranium, gaz, …] pour produire 1 kWh d’électricité.
2. Aspect politique
Le coefficient de l’électricité de 2.58 est très ancien alors que notre mix énergétique a évolué. Ce chiffre jadis calculé à deux décimales n’est donc pas cohérent avec la réalité. Il a récement été abaissé à 2.3 afin d’anticiper l’arrivée des nouveaux réacteurs nucléaires plus performants.
3. Aspect réglementaire
Ce coefficient est au cœur des réglementations thermiques françaises depuis la RT2000. Il est aussi utilisé dans les DPE pour le classement des étiquettes.
Par exemple, un logement avec chauffage et eau chaude au gaz avec une étiquette classe D, retirez lui sa chaudière et mettez lui des radiateurs et un ballon électriques, il devient alors classé G et est qualifié de passoire énergétique !
L’idée générale est de compter l’énergie primaire pour utiliser au mieux la ressource d’énergie disponible sur notre territoire. Par exemple, vous avez 1 m3 de gaz à disposition, si vous le mettez dans une chaudière gaz, il fournira 12 kWh de chaleur dans votre bâtiment, mettez dans une centrale électrique, il ne produira que 4.6 kWh d’électricité que vous pourrez utiliser pour vous chauffer avec un radiateur électrique.
Cette notion n’est pas intéressante en France car notre électricité est fabriquée essentiellement à partir de ressources qui ne peuvent, de toute façon, servir qu’à la production d’électricité [uranium, hydraulique, éolien, photovoltaïque]. Le contexte climatique fait que nous n’ouvrirons pas de nouvelles centrales au gaz et au charbon si la demande en électricité devenait très importante.
Inversement, pour un pays qui consomme beaucoup d’énergie fossile pour produire son électricité, il est intéressant pour lui d’orienter vers du chauffage au gaz plutôt que vers des radiateurs électriques.
Cette notion d’énergie primaire devrait être adaptée à la réalité énergétique et environnementale actuelle. Elle est trop obscure pour être utilisée dans les DPE et audits énergétiques qui sont des outils à vocation didactique pour communiquer avec le grand public sur des choix de rénovation. De plus, une passoire énergétique est avant tout un bâtiment mal isolé et ne se résume pas à dire s’il elle est chauffée à l’électrique ou pas. L’isolation thermique et l’exposition solaire sont souvent plus importante que la source d’énergie en matière de performance globale du bâtiment.
Pour la future réglementation thermique des bâtiments neufs, nous pensons que chaque énergie devrait avoir un coefficient déterminé suivant notre stratégie de maitrise de l’énergie.
Uw, Ujn, Ud, Up, Ueq
Uw : U windows, pour les fenêtres
Ujn : U jour-nuit, pour les fenêtres aussi mais en considérant une moyenne entre volets ouvert et volets fermés
Ud : U door, pour les portes
Up : U paroi, pour les murs, planchers et plafonds
Ueq : U équivalent, pour les planchers sur terre plein et peut aussi être utilisé pour les parois donnant sur un espace non chauffé [vide sanitaire, combles, garage, …]
Ces coefficients permettent de calculer les échanges de chaleur par les parois. Ils s’expriment en [W/m².K]. L’unité peut aussi s’écrire [W/m².°C].
Les mieux isolées ont un U inférieur à 0.1 W/m².K et les plus déperditives comme une fenêtre à simple vitrage sont à U = 5 W/m².K.
Exemple : la déperdition thermique d’un mur de 10 m² qui a un Up = 0.2 W/m².°C, si la pièces est chauffée à 20°C et qu’il fait 0°C dehors est égale à 10 m² x 0.2 W/m².°C x (20 °C – 0 °C) = 40 W
Coefficient Sw, facteur solaire
C’est un coefficient de performance de menuiserie. Le facteur solaire indique la part de chaleur par rayonnement solaire passant au travers d’une fenêtre. Il est compris entre 0 et 1 et n’a pas d’unité. Plus il est élevé, plus la chaleur du soleil pénètre dans le logement. C’est une qualité en hiver mais peut être un défaut en été si des protections solaires n’ont pas été prévues.
Coefficient Tlw, facteur de transmission lumineuse
C’est un coefficient de performance de menuiserie. Le facteur de transmission lumineuse indique la part de lumière par rayonnement solaire passant au travers d’une fenêtre. Il est compris entre 0 et 1 et n’a pas d’unité.