Glossaire énergétique

Approche globale, coût global

RT 2012 – Réglementation Thermique 2012

Label BBC – Bâtiment Basse Consommation

Bilan Carbone ®

Biocompatibilité

Capacité hygroscopique & perméabilité à la vapeur d’eau

Conception bioclimatique

Diagramme solaire

Energie finale / Energie primaire

Energie grise

Inertie, déphasage

Simulation thermique dynamique

Approche globale, coût global

L’étude en approche globale signifie que nous intégrons :

  • pour la partie économique : le coût initial du matériel, sa durée de vie, les frais de maintenance, et bien sûr le coût énergétique annuel, en intégrant l’évolution du prix des énergies à 10 et 20 ans (hypothèses basse et haute) [coût global],
  • pour la partie environnementale : non seulement la consommation d’énergie du bâtiment pendant son utilisation (chauffage, eau chaude sanitaire), mais aussi l’énergie grise nécessaire à la construction du bâtiment, ainsi que son Bilan Carbone ® (réalisé en option par un cabinet partenaire),
  • pour la partie qualitative : le service rendu, le confort thermique été/hiver, la biocompatibilité des matériaux et matériels.

Réglementation Thermique 2012 – RT 2012

Conformément à l’article 4 de la loi Grenelle 1, la RT 2012 a pour objectif de limiter la consommation d’énergie primaire des bâtiments neufs à un maximum de 50 kWhEP/m²/an en moyenne.

La réglementation thermique 2012 est avant tout une réglementation d’objectifs  et  comporte 3 exigences de résultats :

  • le besoin bioclimatique (Bbio) qui garantit la performance de l’enveloppe  (besoins de chauffage, refroidissement et éclairage)
  • la consommation d’énergie primaire (Cep) qui garantit la performance de l’ensemble du bâtiment, systèmes énergétiques inclus
  • le confort d’été (Tic) qui garantit une température maîtrisée lors des périodes de chaleur

La RT 2012 est applicable à tous les permis de construire :

  • déposés à compter du 28 octobre 2011 pour certains bâtiments neufs du secteur tertiaire (bureaux, bâtiments d’enseignement primaire et secondaire, établissements d’accueil de la petite enfance) et les bâtiments à usage d’habitation construits en zone ANRU ;
  • déposés à partir du 1er janvier 2013 pour tous les autres bâtiments neufs à usage d’habitation (maisons individuelles ou accolées, logements collectifs, cités universitaires, foyers de jeunes travailleurs).

Pour les autres types de bâtiments du secteur tertiaire, la RT 2012 sera complétée pour une application prévue au 1er janvier 2013.

Label BBC – Bâtiment Basse Consommation

BBC est actuellement un label qui garantit, selon le modèle de calcul réglementaire, que la consommation du bâtiment est inférieure à 50 kWhep/m²/an (à moduler selon les régions et l’altitude). Cette consommation intègre le chauffage, l’ECS (eau chaude sanitaire), les auxiliaires de ventilation et de chauffage, l’éclairage et la climatisation. Elle deviendra avec quelques modifications la réglementation thermique 2012, applicable en Octobre 2011 dans le non résidentiel, et début 2013 dans le logement.

Bilan Carbone ®

Il consiste à comptabiliser les émissions de gaz à effet de serre à partir de données facilement disponibles pour parvenir à une bonne évaluation des émissions directes ou induites par l’activité considérée.

Le Bilan Carbone ® est réalisé par un cabinet partenaire accrédité par l’ADEME.

Biocompatibilité

Elle caractérise les risques pour la santé humaine associés à tel ou tel matériau, telle ou telle solution technique. Nous nous appuyons sur les ouvrages des docteurs S. & P. Déoux, ainsi que ceux de J.-P. Oliva.

Capacité hygroscopique & perméabilité à la vapeur d’eau

La capacité hygroscopique est la capacité d’un matériau à stocker la vapeur d’eau reçue du milieu avec lequel il est en contact. Un matériau hygroscopique sera ainsi capable d’échanger et de réguler naturellement l’humidité intérieure d’un bâtiment. Ceci est particulièrement important en hiver, lorsque l’air neuf provenant de l’extérieur est sec : un matériau de forte capacité hygroscopique permettra de maintenir un niveau acceptable d’humidité relative dans le bâtiment. En l’absence de capacité hygroscopique, des stratégies de compensation sont nécessaires pour éviter un air trop sec (humidificateur d’air).

La perméabilité à la vapeur d’eau est la capacité d’un matériau à diffuser la vapeur d’eau d’un milieu vers un autre (on caractérise par µ le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d’eau). Une paroi devrait ainsi être conçue pour être capable de laisser transiter la vapeur d’eau de l’intérieur vers l’extérieur (règle du x5). Ainsi, lors de la rénovation d’un bâtiment ancien, il sera nécessaire de mettre en œuvre des solutions (isolation, finition) qui respectent le fonctionnement du mur, sous peine de générer des désordres.

Le matériau devra également être capillaire, c’est-à-dire capable de diffuser l’eau liquide résultant de la condensation de la vapeur d’eau au point de rosée (c’est ainsi que  les parois fonctionnaient depuis des siècles avant l’ère industrielle).

On pourra à ces sujets se référer à l’ouvrage de Jean-Pierre Oliva « L’isolation thermique écologique ».

Conception bioclimatique (architecture bioclimatique)

L’architecture bioclimatique recherche d’abord l’adaptation de l’habitat à son milieu.

De façon simplifiée, elle s’exprime sous forme de deux grands principes saisonniers :

  • en période froide : favoriser les apports de chaleur gratuite (solaire et interne), stocker cette chaleur (inertie) et diminuer les pertes thermiques (sur-isolation, étanchéité), tout en permettant un renouvellement d’air suffisant (ventilation performante),
  • en période chaude : diminuer les apports caloriques (protection solaire), limiter le réchauffement (inertie) et favoriser le rafraîchissement (ventilation nocturne).

Entre ces deux saisons extrêmes, on cherchera souvent, quand cela sera possible, à ouvrir généreusement l’habitat à son environnement extérieur.

Diagramme solaire

Le diagramme solaire permet de connaître la position du soleil (en hauteur angulaire et azimut) à tout instant de l’année (mois, heure) en fonction de la latitude du lieu d’implantation du bâtiment.

Il permet de vérifier si les masques en place (végétation, autres bâtiments…) sont intrusifs et rédhibitoires pour le projet (trop forte réduction des apports solaires). Il est possible de qualifier un terrain en quantifiant la perte d’énergie gratuite annuelle occasionnée par les masques.

Diagramme solaire permettant d'étudier les masques solaires

Exemple de diagramme solaire – Crédit l’habitat économe

Le logiciel de simulation thermique dynamique intègre les diagrammes solaires pour le calcul des apports solaires annuels au logement/bâtiment. On peut ainsi quantifier/optimiser les gains solaires et ajuster l’enveloppe du logement.

Energie finale (Ef) / Energie primaire (Ep)

L’énergie finale est l’énergie finale consommée, mesurée au compteur, donc à l’entrée du logement ou du bâtiment.

L’énergie primaire est l’énergie réellement prélevée à l’environnement, de façon irréversible (à l’échelle humaine). Elle intègre, en plus de l’énergie finale, les pertes thermiques lors de la production (par exemple pertes dans les centrales électriques thermiques) et du transport. Par exemple, en France, pour l’électricité, il faut prélever 2,58 kWh d’énergie primaire pour 1 kWh d’énergie finale (valeur conventionnelle, la valeur réelle étant plus proche de 3,3).

Pour les énergies renouvelables, on considère un facteur de transformation Ep/Ef < 1 (ex 0,6 pour le bois par convention en BBC), puisque le prélèvement est considéré partiellement ou complètement renouvelable. L’énergie primaire peut atteindre une valeur nulle si aucune énergie non renouvelable n’est utilisée pour « fabriquer » l’énergie finale.

Energie grise (d’un matériau)

C’est toute l’énergie primaire qu’il aura fallu dépenser pour fabriquer, transporter puis recycler ce matériau.

Inertie, déphasage

Pour optimiser le confort d’été et de façon générale la stabilité de la température intérieure, nous attachons une grande importance à l’inertie et à la capacité de déphasage et d’amortissement des matériaux constituant les parois.

Les grandeurs qui interviennent dans ces phénomènes sont la capacité thermique (capacité du matériau à stocker l’énergie) et la conductivité thermique (capacité du matériau à transmettre la chaleur). On calcule ainsi la diffusivité (capacité d’une paroi à diffuser une onde de chaleur).

Le bâtiment idéal sera ainsi constitué de parois intérieures à forte capacité thermique  (capacité à absorber/restituer la chaleur) et de parois extérieures à faible diffusivité (capacité à retarder la propagation de l’onde de chaleur due au rayonnement solaire).

Simulation thermique dynamique

Le logiciel de simulation thermique dynamique est un outil puissant permettant de modéliser finement le comportement thermique du bâtiment et de l’optimiser par comparaison de variantes de conception (épaisseur d’isolant, dimension des baies vitrées, inertie, protections solaires…).

Il prend en compte des scenarii d’utilisation du bâtiment : scenarii de chauffage par zone, scenarii d’occupation (prise en compte de la chaleur métabolique), scenarii d’apports internes (éclairage, électro-domestique…), scenarii d’occultation, scenarii de ventilation.

Les produits de sortie sont :

  • Optimisation de l’enveloppe et des apports solaires : taille et position des baies, nature et épaisseur des matériaux…
  • Calcul fin des besoins de chauffage par zone.
  • Optimisation de l’inertie et validation du confort d’été.
  • Une approche de la consommation d’énergie réelle annuelle du bâtiment (si les scenarii d’utilisation sont proches de la réalité) – calcul non réglementaire.

Exemples de résultats obtenus avec la simulation thermique dynamique :

Simulation du confort thermique en été

Validation du confort d’été : températures extérieure (vert) et intérieure (rouge) – Crédit l’habitat économe

Simulation de la puissance de chauffage

Puissance de chauffe nécessaire (semaine la plus froide) – Crédit l’habitat économe