Abonnez-vous Identifiez-vous

Identifiez-vous

Vos codes d'accès sont erronés, Veuillez les saisir à nouveau. Mot de passe oublié ?

L'Usine de l'Energie

Les défis du bâtiment à énergie positive

, , , ,

Publié le

Dossier Les projets de construction à basse consommation d'énergie se multiplient. Avec les technologies existantes, il est déjà possible de réaliser des bâtiments dont le bilan énergétique est positif.

Les défis du bâtiment à énergie positive

Sommaire du dossier

Les entreprises citées

 

Réduire sa consommation, c'est bien, produire plus que l'on consomme, c'est encore mieux ! Telle pourrait être la devise du « bâtiment à énergie positive ». L'ambition ? Faire passer la construction du statut de consommateur à celui de producteur net d'énergie, capable d'en réinjecter sur le réseau électrique. Un enjeu majeur : le bâtiment représente en France 46 % de la consommation d'énergie, devant les transports (25 %) et l'industrie (23 %).

Loin d'être une utopie, le bâtiment à énergie positive (BEP) est déjà plus qu'un concept. Quelques BEP voient le jour, en Allemagne notamment, et tout récemment en France. A Toulouse, c'est un immeuble de bureaux de 5 000 m², dont la livraison est prévue au second semestre 2007, qui, au moyen de capteurs photovoltaïques, démontre que le concept est réalisable avec les technologies actuelles. A Grenoble, la construction d'un bâtiment pilote de 1 600 m² de bureaux est prévu au sein du projet de la ZAC de Bonne, en centre-ville, sur le site d'une ancienne caserne. Point commun à ces deux constructions : une étude poussée de la réduction des besoins en énergie (chauffage, bureautique, ventilation, éclairage...), associée à l'utilisation de l'énergie renouvelable. Selon Bernard Sesolis, le directeur du bureau d'études Tribu Energie, qui participe au projet toulousain, ce type d'expérience met en évidence l'avantage de « dépenser ce qu'il faut pour réduire les besoins énergétiques, afin d'économiser des m² de capteurs solaires ».

Reste qu'une réalisation pilote n'est pas transposable à toutes les constructions neuves, et encore moins aux millions de logements existants qui devront être tôt ou tard rénovés pour se conformer aux réglementations thermiques. En revanche, des réductions chiffrées « raisonnables » de la consommation d'énergie s'imposent comme des objectifs admis. Par exemple, réduire à 50 kWh/m²/an la consommation nécessaire au chauffage et à l'eau chaude sanitaire, alors qu'elle se situe aujourd'hui en moyenne autour de 200 kWh/m²/an. Un effort qui répond au fameux « facteur 4 », soit l'ambition de diviser par quatre les besoins en énergie de la construction à l'horizon 2050. En fait, le seuil des 50 kWh/m²/an est déjà à portée de main, comme en témoigne la rénovation par la Logirep d'un bâtiment en logements sociaux, à Fontenay-sous-Bois (Val-de-Marne), menée notamment avec le CSTB et BASF, ce dernier fournissant des produits d'isolation et d'inertie thermique.

A savoir

Un gisement énorme...
> Le bâti représente 46 % de l'énergie consommée en France, et génère 1/4 des gaz à effet de serre.

...et une grosse marge d'amélioration
> 300 kWh/m²/an consommation moyenne d'un logement ancien
   (avant 1975)
> 100 kWh/m²/an consommation moyenne d'un logement neuf
> 50 kWh/m²/an cible à moyen terme




L'Allemagne pionnière

Un début... mais qui fait pâle figure comparé aux initiatives lancées depuis longtemps en Allemagne, où des dizaines de milliers de mètres carrés ont été rénovés pour atteindre moins de 60 kWh/m²/an. « La France a au moins quinze ans de retard sur l'Allemagne », estime Olivier Sidler, qui dirige le bureau d'études Enertech.

Pourtant, les choses bougent : les grands projets fleurissent, la certification se met en place, les industriels du secteur se mobilisent, et la recherche s'organise en impliquant tous les acteurs du secteur.

Le projet de nouveau quartier en centre-ville, Lyon Confluence, comprend la construction de 75 000 m² de logements, bureaux et commerces à basse énergie, répartis en trois groupes d'immeubles. Ces constructions s'inscrivent dans le programme européen Concerto qui soutient des projets visant l'autonomie énergétique. A partir d'exigences énergétiques globales (moins de 60 kWh/m²/an en chauffage pour les logements, 80 % du chauffage et de l'eau chaude fournis par des énergies renouvelables...), des solutions combinant toute la panoplie des technologies disponibles ont été définies pour chaque lot de bâtiment, en tenant compte de leur compacité (bâtiments dispersés ou monolithe) : isolation extérieure, ventilation hygroréglable, chaufferie à bois, panneaux photovoltaïques, conception bioclimatique favorisant les apports solaires, etc.

« Il ne faut pas brûler les étapes vers le bâtiment à énergie positive, notamment parce qu'il reste des inconnues en termes de mise en oeuvre de la construction », souligne Marc Jedliczka, le directeur d'Hespul, une association spécialisée dans la promotion de l'efficacité énergétique, et qui participe à de nombreux projets européens. Les chantiers doivent démarrer au printemps 2007, pour une livraison prévue fin 2008.




Un effet d'entraînement

A Grenoble, en dehors du projet pilote de BEP, l'aménagement de la ZAC de Bonne - autre volet du programme Concerto - prévoit la construction de 70 000 m² de logements et bureaux consommant respectivement 50 et 40 kWh/m²/an. « L'intérêt des grands projets de Lyon et Grenoble, c'est qu'ils raisonnent déjà à l'échelle de quartiers », explique Olivier Sidler, chez Enertech. Et qu'ils ont un effet d'entraînement sur l'ensemble des acteurs de la construction. Fait significatif : Eiffage a décidé d'implanter son futur siège régional à Lyon Confluence, et même d'en faire un BEP.

D'autres types de construction, moins spectaculaires, font aussi l'objet d'expérimentations ou de projets pilotes. Par exemple, un programme de 31 maisons individuelles à Saint-Priest (Rhône) dont les besoins en chauffage sont limités à... 15 kwh/m²/an, mis au point par MCP Promotion avec le bureau d'études Bastide et Bondoux. La recette ? Une façade plein sud, une isolation maximale, des panneaux photovoltaïques, et une ventilation double flux avec pompe à chaleur. Par ailleurs, des programmes de rénovation de logements avec un objectif de 50 kWh/m²/an sont lancés dans plusieurs régions (Rhône-Alpes, Nord, Bourgogne...)

Les régions jouent également un rôle déterminant dans l'association Effinergie, qui est en train de créer le label BBC (Bâtiment basse consommation). Soutenu aujourd'hui par cinq régions (Languedoc-Roussillon, Franche-Comté, Alsace, Bourgogne et Centre), le label national doit être officialisé ces jours-ci par la DGUHC (ministère du Logement), et commercialisé par des organismes certificateurs à partir de l'été 2007. Il impose une valeur moyenne de consommation « tous usages » de 50 kWh/m²/an pour le neuf, modulable selon les régions. « L'attribution du label BBC à un projet sera un gage de qualité - le respect de la consommation annoncée -, mais peut aussi favoriser l'attribution de prêts bancaires, et même la revente », affirme Catherine Bonduau, la coordinatrice d'Effinergie.

Le label BBC, qui inscrit un niveau d'exigence supérieure aux labels HPE (haute performance énergétique) et THPE créés dans le prolongement de la dernière réglementation thermique (RT2005), s'est inspiré des expériences menées en Allemagne et en Suisse. Un franc succès ! Le label allemand Passivhaus a déjà été attribué à 4 000 logements qui consomment moins de 15 kWh/m²/an, tandis que le label Minergie, en Suisse, qui limite la consommation d'énergie à 42 kWh/m²/an, est apposé sur 3,3 millions de m² construits.

Pendant que la construction basse énergie fait son chemin sur le terrain, le bâtiment à énergie positive est devenu un thème mobilisateur chez les grands industriels du secteur. Lafarge a présenté l'an dernier son concept Hypergreen : une tour de 246 mètres. Conçue par l'architecte Jacques Ferrier, sa peau extérieure est une résille en béton haute performance qui favorise l'utilisation de la lumière naturelle et assure la stabilité du bâtiment. Hypergreen serait à 70 % autonome en énergie, grâce notamment à 3 000 m² de panneaux photovoltaïques et des éoliennes placées au sommet. Un « concept building », comme il y a des « concept cars ». « C'est une "vitrine" qui réunit ce que l'on peut faire de mieux aujourd'hui, mais certains projets s'en sont déjà inspirés, notamment à La Défense », affirme Constant Van Aerschot, le directeur prospective construction chez Lafarge.

Dans la même perspective, le groupe cimentier a lancé en 2006, avec l'américain United Technologies, le projet Energy Efficiency in Buildings (EEB). Rejoint depuis par une dizaine de groupes internationaux représentatifs des industries concernées (Philips, Dupont, EdF, ITT, Cemex...), le projet EEB veut mener sur trois ans une réflexion commune afin de faire tomber les obstacles techniques, réglementaires ou financiers au développement de bâtiments économes en énergie. Un premier rapport est annoncé pour juin 2007, assorti d'une étude sur la notion de « bâtiment vert » telle qu'elle est perçue dans différents pays. Et neuf forums-débats sont prévus dans neuf pays, le premier ayant lieu en mars 2007 à Pékin. « Pour nous, ce projet est une manière d'apprendre à raisonner en termes de systèmes, sur des performances globales, et aussi de mieux cerner les perspectives de marché », explique Constant Van Aerschot.




Etudier les solutions choisies à l'étranger

Plus proche du terrain, la fondation Bâtiment-Energie créée en France par Arcelor, EdF, Gaz de France et Lafarge, a une approche plus pragmatique : elle soutient des projets axés, dans une première phase, sur le développement de solutions techniques pour améliorer les performances énergétiques des maisons existantes, avec un budget de 8 millions d'euros sur cinq ans. Une deuxième phase sera présentée en mars prochain, avec quatre projets consacrés cette fois aux bâtiments de bureaux (neuf et rénovation). Un troisième appel à projets sera lancé au même moment.

Ces études sont menées « en cohérence » avec le programme de R et D Prebat qui, depuis 2005, coordonne les recherches de la filière bâtiment. Sur la période 2005-2006, 14 millions d'euros ont soutenu 58 projets technologiques. Prebat réalise aussi un état des lieux des solutions techniques mises en oeuvre à l'étranger (Etats-Unis, Japon, Allemagne...), afin de mieux orienter les études, et d'identifier ce qui serait transposable dans le contexte culturel et réglementaire national. Une réflexion globale pour un enjeu mondial.

Thierry Lucas

Les quatre leviers pour progresser

1. Isoler par l'extérieur

> L'objectif

Améliorer significativement l'isolation du bâtiment, notamment en supprimant les ponts thermiques sur les façades.
> L'état des lieux
Quasiment généralisée dans des pays européens du Nord (Allemagne, Scandinavie), l'isolation par l'extérieur ne représente que 5 % du résidentiel en France, soit 4 à 5 millions de m². Elle est en revanche beaucoup plus fréquente dans le tertiaire.
> Les développements nécessaires
L'offre existe, représentée par le G2M (Groupement mur manteau), qui réunit une vingtaine d'industriels. Mais elle peine à percer en France, en raison du faible engagement des entreprises du bâtiment. Le G2M estime que, avec des réglementations thermiques qui exigeront 15 % de performances thermiques en plus tous les cinq ans, l'évolution vers le « mur manteau » est inéluctable.


2. Intégrer le photovoltaïque dans l'enveloppe

> L'objectif

Accélérer la diffusion de l'énergie solaire photovoltaïque en France, élément clé pour assurer l'autonomie énergétique de futurs bâtiments à énergie positive.
> L'état des lieux
Le marché français change radicalement : le nouveau tarif d'achat de l'électricité photovoltaïque par EdF, publié en juillet 2006 et bientôt applicable, est fixé à 0,30 euro/kWh (au lieu de 0,15 euro/kWh), plus une prime de 0,25 euro/kWh si le capteur solaire est intégré au bâti (couverture, façade, pare-soleil...).
> Les développements nécessaires
Le nouveau tarif va transformer l'offre. Les panneaux photovoltaïques standards surimposés sur la toiture (60 % du marché) devraient disparaître, tandis que se développeront des composants intégrés à double fonction (tuiles, membranes, éléments de façades, composants architecturaux...) « Ce tarif est un outil de politique industrielle qui soutient le développement de produits innovants », affirme le Syndicat des énergies renouvelables. Des études complémentaires sont toutefois nécessaires, telles celles menées au Cethil (Insa, Lyon), sur l'impact en termes thermiques de l'intégration du photovoltaïque, et ses conséquences sur le rendement global.



3. Optimiser la ventilation

> L'objectif

Limiter les pertes de chaleur lié à la ventilation automatique qui, en raison de l'amélioration des modes constructifs (isolation, double-vitrage...) représente une part importante de la déperdition énergétique.
> L'état des lieux
La ventilation hygroréglable, dont le débit est régulé en fonction de la présence, s'impose dans la construction neuve conforme à la RT2005. La ventilation double flux avec récupération de la chaleur de l'air sortant, encore rare en France, est plus répandue en Allemagne et en Hollande.
> Les développements nécessaires
Pour Jean-François Nouvel, le directeur de la recherche chez Aldes, spécialiste de la ventilation basé à Vénissieux (Rhône), seule la ventilation double flux permettra de répondre aux exigences futures. Mais son développement, qui nécessite un réseau d'air dans le bâtiment, demande une prise en compte dès la conception des constructions.



4. Instaurer un contrôle actif de l'énergie

> L'objectif

Réduire de 20 % la consommation d'énergie d'un bâtiment en contrôlant activement les systèmes électriques et la ventilation (éclairage régulé, ventilation programmée) et en intégrant les sources d'énergie renouvelable.
> L'état des lieux
Les solutions n'existent pas aujourd'hui. Le programme Homes, qui réunit de nombreux industriels (Ciat, Philips, Somfy, STMicroelectronics...) menés par Schneider Electric, vise la mise au point de systèmes de contrôle actif. Doté d'un budget de 80 millions d'euros sur quatre ans, il est financé à 45 % par l'Agence de l'innovation industrielle.
> Les développements nécessaires
Des capteurs de luminosité (pour réguler l'éclairage) et de qualité d'air (pour la ventilation) devront être développés à des prix compatibles avec le marché du bâtiment. Ils devront être autonomes en énergie et capables d'échanger des informations avec les systèmes de contrôle.


T.L.

Testez L'Usine Nouvelle en mode abonné. Gratuit et sans engagement pendant 15 jours.

Les entreprises qui font l'actu

Notre sélection : Les écoles d'ingénieurs, vivier préféré de l'industrie

Créez votre compte L’Usine Connect

Fermer
L'Usine Connect

Votre entreprise dispose d’un contrat
L’Usine Connect qui vous permet d’accéder librement à tous les contenus de L’Usine Nouvelle depuis ce poste et depuis l’extérieur.

Pour activer votre abonnement vous devez créer un compte

Créer votre Compte
Suivez-nous Suivre Usine Nouvelle sur Facebook Suivre Usine Nouvelle sur Twitter RSS Usine Nouvelle