Revision sheet: Conception de bâtiments à haute efficacité

📋 Plan du Cours

1. Contexte, enjeux et réglementation des bâtiments à haute efficacité énergétique
2. Performance énergétique des enveloppes : vitrages et apports solaires
3. Cadre réglementaire et principes de la ventilation dans l’habitat
4. Systèmes de ventilation : naturelle, mécanique simple flux et double flux
5. Calculs de consommation énergétique : chauffage, eau chaude sanitaire et éclairage
6. Exemples de calculs de besoins énergétiques et stratégies d’amélioration
7. Gestion technique du bâtiment : contrôle, supervision et optimisation des usages spécifiques
8. Introduction aux séismes : magnitude, impacts historiques et sismicité en France
9. Inertie thermique et matériaux à changement de phase dans l’enveloppe du bâtiment
10. Étanchéité à l’air, perméabilité et leur influence sur la performance énergétique et la ventilation
11. Systèmes de chauffage performants : chaudières à condensation et pompes à chaleur
12. Intégration des énergies renouvelables dans les bâtiments à haute efficacité énergétique

📖 1. Contexte, enjeux et réglementation des bâtiments à haute efficacité énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Bâti : Structure ou enveloppe du bâtiment assurant la protection contre les pertes thermiques et les infiltrations.
• Énergie finale : Quantité d’énergie disponible pour l’utilisateur final, exprimée en kWhEF.
• BATIMENTS A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE : ELEMENTS POUR LA CONCEPTION DES BATIMENTS A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE Jean-Luc FAURE Christian INARD
• Contexte et enjeux
• Conception bioclimatique
• Enveloppe du bâtiment
• Ventilation
• Chauffage, rafraichissement et ECS
• Intégration des énergies renouvelables (EnR)
• Usages spécifiques
• Contrôle et gestion 2 ELEMENTS POUR LA CONCEPTION DES BATIMENTS A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE Concentration en dioxyde de carbone et température mondiales Concentration en CO2 Température CONTEXTE ET

📝 Points essentiels

• La réglementation RE2020 vise à réduire la consommation d’énergie non renouvelable et à favoriser les bâtiments à énergie positive et bas carbone.
• Les exigences de moyens incluent l’étanchéité à l’air de l’enveloppe, la surface des baies vitrées et la limitation des ponts thermiques.

💡 À retenir

La réglementation environnementale actuelle structure les objectifs et moyens pour concevoir des bâtiments à haute efficacité énergétique, notamment par la réduction de la consommation d’énergie non renouvelable et l’amélioration de l’étanchéité et des performances des enveloppes.

📖 2. Performance énergétique des enveloppes : vitrages et apports solaires

🔑 Notions clés & Définitions

• 𝐸𝑐ℎ : Quantité d’énergie finale disponible pour l’utilisateur après transformation et distribution, correspondant à la consommation effective.
• 𝑆𝑆𝐸 : Surface solaire équivalente utilisée pour calculer les apports solaires, représentant une surface fictive pondérée par les caractéristiques solaires.
• Surfaciques : Caractéristiques ou mesures relatives aux surfaces des éléments de l’enveloppe du bâtiment, influençant les échanges thermiques.
• Coefficient de transmission thermique (U) : BATIMENT 74 Coefficient de transmission thermique U en W/m².°C Plus U est PETIT plus la paroi est ISOLANTE Brique isolante Épaisseur de 27 cm R = 1,00 m².°C/W Résistance thermique R en m².°C/W

📝 Points essentiels

• Le coefficient U caractérise la performance thermique des vitrages, avec des valeurs typiques : simple vitrage ~4,95 W/m²K, double vitrage ~2,95 W/m²K, double vitrage peu émissif ~1,80 W/m²K.
• Le facteur solaire Sw indique la part d’énergie solaire transmise par la fenêtre, variant selon le traitement et le gaz de remplissage.
• Les ponts thermiques génèrent des pertes thermiques et des risques de condensation, nécessitant des solutions comme l’isolation par l’extérieur ou des rupteurs thermiques.
• Le traitement des ponts thermiques inclut des techniques spécifiques telles que les planelles, rupteurs et chapes flottantes.

💡 À retenir

Maîtriser les caractéristiques des vitrages et la gestion des ponts thermiques permet d’optimiser la performance énergétique de l’enveloppe.

📖 3. Cadre réglementaire et principes de la ventilation dans l’habitat

🔑 Notions clés & Définitions

• Ordonnance de police de Paris de 1906 : Une réglementation imposant la présence d'un conduit de fumée dans chaque pièce principale pour le chauffage individuel au bois ou au charbon.
• Arrêté du 22 octobre 1969 : Un arrêté fixant les principes réglementaires pour la ventilation dans l'habitat neuf, notamment la circulation de l'air des pièces principales vers les pièces de service.

📝 Points essentiels

• L’air doit circuler des pièces principales avec entrées d’air vers les pièces de service avec sorties d’air pour assurer un balayage efficace.
• Les salles d’eau et WC pourvus d’ouvrants peuvent ne pas être équipés de conduits, tandis que d’autres peuvent être équipés de conduits SHUNT selon leur configuration.
• Crédit photo : ASDER crédit photo : Giordano Systèmes combinés chauffage et eau chaude INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 190 Les capteurs à tubes sous vide Montage avec caloducMontage 2 tubes Montage avec réflecteur INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 191 Chauffe-eau solaire (ECS) Type de capteurs INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 192 Exemples de chauffe-eau monobloc crédit photo : Sunmaster crédit photo : Solahart INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 193 Circulateur Sonde de température Régulation Mitigeur thermostatique Echangeur de chaleur Eau froide Eau chaude Eau mitigée Chauffe-eau à éléments séparés: ECS INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 194 R T1 Stockage Plancher chauffant T2 Chaudière R T3 Eau froide Eau chaude Système solaire combiné : Chauffage + ECS INTEGRATION DES DPE 6 CALCUL DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE DES LOGEMENTS Méthode de calcul Les postes de consommation d’énergie considérés : ❑ Chauffage ❑ Refroidissement ❑ ECS ❑ Eclairage ❑ Electricité des auxiliaires (ventilateurs, pompes) 5 usages Besoins de chauffage = Déperditions totales – Apports gratuits récupérés Consommations de chauffage = Besoins de chauffage / Rendement annuel 7 CALCUL DES CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE Principes généraux ❑ Les déperditions thermiques correspondent à la quantité d’énergie perdue par le bâtiment, lorsqu'on le chauffe à une température supérieure à celle de l’extérieur ❑ Les besoins de chauffage est la quantité d’énergie qu’il faut apporter au bâtiment pour compenser les déperditions afin de conserver une température de confort ❑ Les consommations intègrent aux besoins, les rendements de l’installation de chauffage Pour maintenir une température satisfaisante dans l’enceinte d’un bâtiment, il est nécessaire de compenser les déperditions par des apports de chaleur et ceci en fonction des apports externes et internes récupérés 8 CALCUL DES CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE Principes généraux 9 Bilan thermique du bâtiment Définition : 𝐸𝑐ℎ = 𝐸 − 𝐸𝑖𝑛𝑡 ∗ + 𝐸𝑠𝑜𝑙 ∗ [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸𝑐ℎ Energie fournie par le chauffage [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸 Pertes par transmission, ventilation et infiltrations [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸𝑖𝑛𝑡 ∗ Partie récupérée des apports internes (éclairage, électro-ménager, …) [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸𝑠𝑜𝑙 ∗ Partie récupérée des apports solaires [𝐽/𝑎𝑛] Hypothèse de calcul : Comportement du bâtiment en régime permanent établi Prise en compte des rendements du système de chauffage Avec : CALCUL DES CONSOMMATIONS DE SEMESTRE 1 HABITATS BIOCLIMATIQUES & OUVRAGES CM 1 – Fiabilité des structures – Actions Découverte du Génie Civil ‰ Pour maitriser le niveau de fiabilité : On observe l’effet de la variation de chaque paramètre (dans la plage de variation attendue) sur le résultat final le résultat évolue peu le résultat évolue beaucoup et peut même être instable On choisit une valeur moyenne ou nominale pour le paramètre étudié On choisit une valeur avec une probabilité maitrisée qu’elle ne soit pas dépassée dans le sens défavorable On applique ensuite des coefficients d’incertitude ( sécurité) sur l’ensemble Principe du dimensionnement – Approche par l’exemple 2 DECOUVERTE DU GENIE CIVIL LA ROCHELLE UNIVERSITE 2025 – C.

💡 À retenir

L’air doit circuler des pièces principales avec entrées d’air vers les pièces de service avec sorties d’air pour assurer un balayage efficace.

📖 4. Systèmes de ventilation : naturelle, mécanique simple flux et double flux

🔑 Notions clés & Définitions

• Avantages : Les bénéfices spécifiques associés à chaque type de ventilation, tels que le contrôle des débits d'air, la limitation des infiltrations, ou la récupération de chaleur.

📝 Points essentiels

• La ventilation naturelle repose sur les différences de pression et de température pour assurer le renouvellement d’air.
• La ventilation mécanique simple flux extrait l’air vicié via un réseau d’extraction unique.
• La ventilation mécanique double flux utilise deux réseaux (soufflage et extraction) et un échangeur thermique pour récupérer la chaleur.
• L’échangeur à plaques à flux croisés permet de transférer la chaleur entre l’air extrait et l’air neuf, améliorant l’efficacité énergétique.
• Civil 2 Calculer le « temps de retour » de l'opération. On considèrera que le coût de remplacement d’un simple vitrage par un double vitrage est de 300 €/m². b. La maison est ventilée mécaniquement à raison de 150 [m³/h]. On installe un échangeur de chaleur permettant un transfert de chaleur entre l'air chaud extrait et l'air neuf introduit (V.M.C à double flux). L'efficacité de l'échangeur est sensiblement constante et vaut 60 [%]. En négligeant les infiltrations, quelle économie d’énergie peut-on espérer ? Calculer le « temps de retour » de l'opération. On considèrera que le coût d’achat et d’installation d’une V.M.C. double-flux est de 2000 €. c. La maison est actuellement chauffée uniquement par une chaudière fioul. On étudie la possibilité d’installer une PAC air extérieur/eau sur le retour de la chaudière existante (voir schéma ci-dessous). La chaudière servira donc d’appoint lorsque les besoins ne pourront pas être couverts par la PAC. Pompe à chaleur en relève de chaudière La température extérieure minimale pour le fonctionnement de la PAC est de -7°C. La PAC est caractérisée par sa puissance utile et sa puissance électrique consommée, toutes deux fonctions de la température extérieure : - Puissance utile : ][2,624,0 kWTP extu += - Puissance électrique consommée : ][6,205,0 kWTP exte += Quel est le point de bivalence du système, c.a.d. à partir de quelle température la

💡 À retenir

La ventilation naturelle repose sur les différences de pression et de température pour assurer le renouvellement d’air.

📖 5. Calculs de consommation énergétique : chauffage, eau chaude sanitaire et éclairage

🔑 Notions clés & Définitions

• Basse température COP : Rapport entre l'énergie thermique produite et l'énergie électrique consommée par une pompe à chaleur fonctionnant à basse température, mesurant son efficacité énergétique.
• Chauffage : CHAUFFAGE 33 Les consommations de chauffage sont calculées à partir des besoins de chauffage et du rendement global du système de chauffage en tenant compte de l’intermittence du chauffage : 𝐶𝑐ℎ

📝 Points essentiels

• Les degrés-jours quantifient la demande de chauffage selon la différence entre la température extérieure et la température de consigne.
• Le facteur d’intermittence INT ajuste la consommation en fonction des périodes d’arrêt ou de réduction du chauffage.
• Les besoins en eau chaude sanitaire (Becs) se calculent en fonction de la surface habitable et de la température de l’eau froide.
• Le rendement du système ECS combine les rendements de génération, distribution et stockage pour estimer la consommation réelle.
• DPE 6 CALCUL DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE DES LOGEMENTS Méthode de calcul Les postes de consommation d’énergie considérés : ❑ Chauffage ❑ Refroidissement ❑ ECS ❑ Eclairage ❑ Electricité des auxiliaires (ventilateurs, pompes) 5 usages Besoins de chauffage = Déperditions totales – Apports gratuits récupérés Consommations de chauffage = Besoins de chauffage / Rendement annuel 7 CALCUL DES CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE Principes généraux ❑ Les déperditions thermiques correspondent à la quantité d’énergie perdue par le bâtiment, lorsqu'on le chauffe à une température supérieure à celle de l’extérieur ❑ Les besoins de chauffage est la quantité d’énergie qu’il faut apporter au bâtiment pour compenser les déperditions afin de conserver une température de confort ❑ Les consommations intègrent aux besoins, les rendements de l’installation de chauffage Pour maintenir une température satisfaisante dans l’enceinte d’un bâtiment, il est nécessaire de compenser les déperditions par des apports de chaleur et ceci en fonction des apports externes et internes récupérés 8 CALCUL DES CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE Principes généraux 9 Bilan thermique du bâtiment Définition : 𝐸𝑐ℎ = 𝐸 − 𝐸𝑖𝑛𝑡 ∗ + 𝐸𝑠𝑜𝑙 ∗ [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸𝑐ℎ Energie fournie par le chauffage [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸 Pertes par transmission, ventilation et infiltrations [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸𝑖𝑛𝑡 ∗ Partie récupérée des apports internes (éclairage, électro-ménager, …) [𝐽/𝑎𝑛] 𝐸𝑠𝑜𝑙 ∗ Partie récupérée des apports solaires [𝐽/𝑎𝑛] Hypothèse de calcul : Comportement du bâtiment en régime permanent établi Prise en compte des rendements du système de chauffage Avec : CALCUL DES CONSOMMATIONS DE
• Le chauffage est permanent pour une température de consigne de 20 [°C].

💡 À retenir

La maîtrise des paramètres clés et des formules associées permet d'estimer précisément les consommations énergétiques domestiques, notamment pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire.

📖 6. Exemples de calculs de besoins énergétiques et stratégies d’amélioration

🔑 Notions clés & Définitions

• Incertitude : Écart ou décalage entre la consommation réelle d’énergie et celle estimée par la méthode de calcul, affectant la précision de l’évaluation des besoins énergétiques.
• Puissance utile : Capacité effective de chauffage ou de refroidissement fournie par un système, fonction de la température extérieure et des caractéristiques de l’équipement.

📝 Points essentiels

• Le remplacement de simple vitrage par du double vitrage faible émissivité avec argon peut générer des économies d’énergie significatives.
• Le temps de retour est calculé en comparant le coût de l’investissement à l’économie d’énergie annuelle réalisée.
• L’isolation thermique par l’intérieur (ITI) est une technique courante pour améliorer la performance thermique des murs.
• Les stratégies de rénovation doivent considérer le rendement constant de l’installation pour évaluer l’efficacité des améliorations.
• On envisage de remplacer les menuiseries simple vitrage par des fenêtres battantes à vitrages doubles, faible émissivité et remplissage argon, avec menuiseries PVC (Uw = 1,6 W/m2K) posées au nu intérieur.
• On considèrera que le coût de remplacement d’un simple vitrage par un double vitrage est de 300 €/m².

💡 À retenir

L’évaluation concrète de l’impact économique et énergétique des améliorations de l’enveloppe permet de guider efficacement les stratégies de rénovation.

📖 7. Gestion technique du bâtiment : contrôle, supervision et optimisation des usages spécifiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrôle : Processus de régulation et de commande des équipements ou systèmes techniques d’un bâtiment pour assurer leur fonctionnement optimal, notamment en vue de réduire la consommation énergétique.
• Bâti : Ensemble des éléments constitutifs d’un bâtiment, incluant l’enveloppe, qui doit respecter des exigences telles que l’étanchéité à l’air, la limitation des ponts thermiques et la surface des baies vitrées pour garantir une haute efficacité énergétique.
• Usages spécifiques : Fonctions particulières des équipements techniques dans un bâtiment, telles que l’éclairage ou le chauffage, dont la gestion est adaptée aux besoins réels des occupants pour optimiser la consommation énergétique.

📝 Points essentiels

• Le pilotage de l’éclairage permet de réduire la consommation énergétique par une gestion adaptée.
• La gestion des usages spécifiques inclut le contrôle des équipements selon les besoins réels des occupants.
• La supervision technique centralise les données pour optimiser les performances et anticiper les dysfonctionnements.

💡 À retenir

Mettre en œuvre des systèmes de contrôle et de supervision permet de maximiser l’efficacité énergétique et le confort dans le bâtiment.

📖 8. Introduction aux séismes : magnitude, impacts historiques et sismicité en France

🔑 Notions clés & Définitions

• Accélération du sol : Variation de la vitesse du sol lors d’un séisme, qui influence directement la réponse des bâtiments face aux secousses.
• Sismicité en France : 9 87 149 morts Port-au-Prince (Haïti): 12/01/2010 M
• Séismes sont : Phénomènes de libération soudaine d’énergie dans la croûte terrestre provoquant des vibrations du sol.

📝 Points essentiels

• La magnitude de Richter est une échelle logarithmique basée sur l’amplitude maximale des ondes sismiques.
• Un accroissement de 1 en magnitude correspond à une multiplication par 30 de l’énergie libérée et par 10 de l’amplitude du mouvement.
• La France présente une sismicité modérée mais nécessite une prise en compte dans la conception des bâtiments.
• Les séismes historiques les plus meurtriers dans le monde depuis 1990 ont causé des dizaines de milliers de morts, illustrant l’importance de la prévention.
• France 4 7 Intensités maximales et épicentres depuis 1000 ans 8 En France, avec l’amélioration des réseaux de surveillance, environ 1500 événements sismiques sont détectés chaque année, de magnitude supérieure à 1.0. Parmi les séismes importants enregistrés ces dernières années, on peut citer : Brest: 07/02/2000 M=4.5 Asti (Italie): 21/08/2000 M=5.0 Nice: 25/02/2001 M=4.5 Lorient: 30/09/2002 M=5.4 (dégâts importants) Rambervilliers (Vosgues): 22/02/2003 M=5.4 Besançon: 23/02/2004 M=5.1 Hendaye: 19/09/2004 M=5.3 Colmar: 05/12/2004 M=5.3 Le Robert (Martinique): 29/11/2007 M=7.4 Pouzauges (Vendée): 17/12/2007 M=3.4 Îles d’Oléron (Charente maritime): 05/02/2011 M=3.9 La Laigne : 16/06/2023 M=5,8 5 9 Le dernier séisme destructeur en France métropolitaine a eu lieu en 1909 à Lambesc. 46 morts 210 blessés 230 à 280 M€ de dégâts Si le même séisme avait lieu aujourd’hui dans le mêmes conditions, compte tenu de l’urbanisation, installations techniques, usines, réseaux de gaz, etc… une étude a estimé que l’on aurait aujourd’hui: entre 400 et 1000 morts de 2000 à 6000 blessés 740 M€ de dégâts 10 Ancienne carte (zonage de 1991 à 2011) & Carte actuelle (à partir 01/05/2011) 6 11 Séismes enregistrés depuis 1960 La carte atuelle correspond mieux à la réalité de l’aléa sismique car basée sur des données mesurées récentes. L’approche est probabiliste Les objectifs du génie parasismique 7 1-
• Protéger les vies humaines 13 L'objectif principal de la réglementation parasismique est la sauvegarde du maximum de vies humaines pour une secousse dont le niveau d'agression est fixé pour chaque zone de sismicité. 3 dernières photos: Séisme en Italie - 228 morts 2- Limiter les dommages aux constructions 14 La construction peut alors subir des dommages irréparables, mais elle ne doit pas s'effondrer sur ses occupants. En cas de secousse plus modérée, l'application des dispositions définies dans les règles parasismiques permet de limiter les destructions et, ainsi, les pertes économiques. 8 3- Maintenir opérationnelles les grandes infrastructures 15 ¾ Maintenir opérationnelles les structures importantes pour la protection civile 16 9 La réponse d’un bâtiment… 18 Expérience par la pensée n°1 Secousse Secousse Expérience par la pensée n°2 Structure n°1 Structure n°2 Structure n°3 3 bâtiments de même hauteur mais avec des différences : masses, matériaux, forme … Bâtiment de structure analogue mais de hauteurs différentes Le comportement sismique est fonction de la période de vibration du bâtiment : T (s) 10 19 Expérience par la pensée n°3 Secousse Bol rempli de sable Bol rempli de jelly Secousse Bol rempli de coulis de ciment Vibration En fonction de la nature du sol en place, le spectre de réponse est modifié Risques de liquéfaction 20 Dissipation de l’énergie des vibrations par

💡 À retenir

Comprendre la mesure sismique et le risque sismique en France est essentiel pour la conception de bâtiments résistants aux séismes.

📖 9. Inertie thermique et matériaux à changement de phase dans l’enveloppe du bâtiment

🔑 Notions clés & Définitions

• Bâti : Ensemble des éléments constitutifs de l'enveloppe du bâtiment, tels que murs, planchers, toitures, qui assurent la structure et l'isolation thermique.
• Inertie thermique : Capacité d'un matériau ou d'une enveloppe à stocker et restituer la chaleur, affectant la stabilité thermique du bâtiment.
• Matériaux à changement de phase (MCP) : Matériaux capables de stocker ou libérer de l'énergie lors de leur transition de phase, améliorant la régulation thermique passive.

📝 Points essentiels

• L’inertie thermique désigne la capacité d’un matériau à stocker et restituer la chaleur, influençant le confort thermique.
• Les matériaux à changement de phase (MCP) stockent ou libèrent de l’énergie lors de leur transition de phase, améliorant la régulation thermique.
• La capacité thermique massique mesure l’énergie nécessaire pour augmenter la température d’un kilogramme de matériau d’un degré Celsius.
• L’enthalpie massique de fusion correspond à l’énergie absorbée ou libérée lors du changement d’état (fusion/solidification).

💡 À retenir

L’inertie thermique désigne la capacité d’un matériau à stocker et restituer la chaleur, influençant le confort thermique.

📖 10. Étanchéité à l’air, perméabilité et leur influence sur la performance énergétique et la ventilation

🔑 Notions clés & Définitions

• Étanchéité à l’air de l’enveloppe : Capacité de l’enveloppe du bâtiment à limiter les infiltrations d’air non contrôlées, réduisant les pertes énergétiques.
• Perméabilité à l’air : VENTILATION 141 VENTILATION Ventilation mécanique double flux Influence de la perméabilité à l’air de l’enveloppe Bonne étanchéité de l’enveloppe Mauvaise étanchéité de l’enveloppe 142 VENTILATION Ventilation mécanique double flux Influence de la perméabilité à l’air de l’enveloppe 143 Puits canadien ou puits provençal Ventilation double flux Ventilation mécanique double flux et puits canadien

📝 Points essentiels

• La perméabilité à l’air mesure la facilité avec laquelle l’air traverse l’enveloppe du bâtiment.
• Une bonne étanchéité améliore la performance énergétique mais nécessite une ventilation adaptée pour garantir la qualité de l’air intérieur.
• La perméabilité influence directement l’efficacité des systèmes de ventilation et le confort thermique.

💡 À retenir

Comprendre le rôle de l’étanchéité et de la perméabilité est essentiel pour concilier économie d’énergie et qualité d’air intérieur.

📖 11. Systèmes de chauffage performants : chaudières à condensation et pompes à chaleur

🔑 Notions clés & Définitions

• 𝑃𝑒𝑐𝑙 : Puissance électrique consommée par une pompe à chaleur, variable en fonction de la température extérieure.
• Chaudière à condensation : France 30 LES CLES DU BATIMENT « BASSE ENERGIE »
• Optimisation des consommations énergétiques
• Utilisation des énergies renouvelables … Conception bioclimatique (compacité, orientation, inertie…) … Enveloppe (isolation, perméabilité, ponts thermiques…) … Ventilation (double-flux, puits canadien…) … Systèmes (PAC, chaudière à condensation…) … Energies renouvelables (solaire, biomasse, éolien…) … Usages spécifiques (basse consommation…) … Gestion intelligente et maintenance des équipements CONTEXTE ET

📝 Points essentiels

• La chaudière à condensation récupère la chaleur latente contenue dans les fumées en condensant une partie de l'eau qu'elles contiennent, ce qui améliore son rendement.
• La pompe à chaleur utilise un fluide frigorigène circulant dans quatre composants principaux : compresseur, évaporateur, condenseur et détendeur, pour transférer la chaleur d'une source froide vers un milieu chaud.
• Le coefficient de performance (COP) des pompes à chaleur est généralement supérieur à 3, ce qui indique une efficacité énergétique élevée.
• Le brûleur modulant ajuste sa puissance de fonctionnement en continu pour optimiser la consommation d'énergie et assurer le confort thermique.

💡 À retenir

Les chaudières à condensation et les pompes à chaleur sont des technologies clés qui optimisent la production de chaleur en améliorant le rendement énergétique grâce à la récupération de chaleur latente et à un transfert efficace de chaleur.

📖 12. Intégration des énergies renouvelables dans les bâtiments à haute efficacité énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Bâti : Ensemble des éléments constituant l'enveloppe d'un bâtiment, incluant l'étanchéité à l'air, la surface des baies vitrées et la limitation des ponts thermiques, qui influencent les performances énergétiques.
• Énergies renouvelables (EnR) : Sources d'énergie inépuisables ou naturellement renouvelées, telles que le solaire, la biomasse ou la géothermie, intégrées dans les bâtiments pour réduire la consommation d'énergie non renouvelable.
• Bâtiments à énergie positive : Bâtiments conçus pour produire, sur une année, plus d'énergie qu'ils n'en consomment, grâce à une intégration efficace des énergies renouvelables et à une conception bioclimatique optimisée.

📝 Points essentiels

• L’intégration des EnR vise à réduire la consommation d’énergie non renouvelable et à favoriser l’autonomie énergétique.
• Les bâtiments à énergie positive produisent plus d’énergie qu’ils n’en consomment sur une année.
• Le pilotage énergétique permet d’adapter la production et la consommation en fonction des besoins et disponibilités.
• La gestion des usages spécifiques optimise l’utilisation des équipements pour maximiser l’efficacité globale.
• Crédit photo : ASDER crédit photo : Giordano Systèmes combinés chauffage et eau chaude INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 190 Les capteurs à tubes sous vide Montage avec caloducMontage 2 tubes Montage avec réflecteur INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 191 Chauffe-eau solaire (ECS) Type de capteurs INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 192 Exemples de chauffe-eau monobloc crédit photo : Sunmaster crédit photo : Solahart INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 193 Circulateur Sonde de température Régulation Mitigeur thermostatique Echangeur de chaleur Eau froide Eau chaude Eau mitigée Chauffe-eau à éléments séparés: ECS INTEGRATION DES EnR Solaire thermique 194 R T1 Stockage Plancher chauffant T2 Chaudière R T3 Eau froide Eau chaude Système solaire combiné : Chauffage + ECS INTEGRATION DES INARD 2 CALCUL DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE DES LOGEMENTS Méthode de calcul Méthode d’évaluation des consommations d’énergie : ❑ Méthode 3CL-DPE-2021 (Arrêté du 08 octobre 2021) ❑ 3CL = méthode de Calcul Conventionnel des Consommations des Logements pour le Diagnostic de Performance Energétique (DPE) ❑ Méthodologie utilisée pour effectuer les DPE (bâtiments résidentiels après 1948) Avantages : ❑ Standardisation : Permet une comparaison fiable entre les logements ❑ Objectivité : Evalue la performance intrinsèque du bâti, indépendamment des occupants ❑ Fiabilité : Repose sur des principes physiques et thermiques reconnus ❑ Indentification des postes de déperdition : Le calcul met en évidence les points faibles du logement ❑ Limites : ❑ Incertitude : Décalage avec la consommation réelle ❑ Sensibilité aux données d’entrée : la qualité et la précision des données collectées par le diagnostiqueur sont cruciales ❑ Complexité : La méthode nécessite des compétences technique et l’utilisation de logiciels spécifiques Diagnostic de Performance Energétique : DPE ➢ Information des propriétaires et locataires ➢ Incitation à l’amélioration des bâtiments Décret n° 2006-1147 du 14 septembre 2006 Décret n° 2007-363 du 19 mars 2007 Décret n° 2008-461 du 15 mai 2008 Arrêté du 15 septembre 2006 Arrêté du 7 décembre 2007 Arrêté du 31 mars et 17 juin 2021 Arrêté du 08 octobre 2021 - Obligatoire lors de la vente d’un bien immobilier (depuis 01/11/2006) - Obligatoire lors de la location d’un bien immobilier (depuis 01/07/2007) - Etabli lors du contrôle réglementaire d’un bâtiment neuf (fiche de synthèse) - Affichage pour les bâtiments publics existants de plus de 1000 m² et les parties neuves de plus de 150 m² (depuis 02/01/2008) 3 Présentation en 8 pages minimum standardisées : - Description du bâtiment et des équipements - Evaluation des consommations en énergie primaire - Montants et consommations annuels d’énergie - Etiquette émissions de CO2 - Etiquette énergie - Conseils standards et propositions chiffrées d’améliorations 4 Diagnostic de Performance Energétique : DPE Méthode de calcul (Arrêté du 08 octobre 2021) : - 3CL-DPE 2021Ö méthode simplifiée - Coefficient de conversion EF-EP : 1,9 (Arrêté du 13 août 2025, application 01 janvier 2026) le D.P.E.

💡 À retenir

Concevoir des bâtiments qui exploitent les énergies renouvelables pour atteindre des performances énergétiques exemplaires.

📅 Repères chronologiques

Date	Événement
12/01/2010	Séisme Port-au-Prince
07/02/2000	Séisme Brest
21/08/2000	Séisme Asti (Italie)
25/02/2001	Séisme Nice
30/09/2002	Séisme Lorient
22/02/2003	Séisme Vosgues (Rambervilliers)

📊 Tableaux de Synthèse

Comparatif des systèmes de ventilation

Type de ventilation	Avantages	Inconvénients
Naturelle	Faible coût	Moins contrôlable, dépend des conditions extérieures
Mécanique simple flux	Contrôle de la qualité de l'air	Consommation électrique
Double flux	Haute efficacité énergétique, récupération de chaleur	Coût plus élevé, maintenance plus complexe

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confusion entre étanchéité à l'air et perméabilité à l'air.
2. Sous-estimation de l'impact des ponts thermiques.
3. Mauvaise évaluation des apports solaires dans le dimensionnement.
4. Ignorer l'influence de l'inertie thermique dans la conception.
5. Confusion entre consommation d'énergie finale et énergie primaire.
6. Utilisation incorrecte des coefficients de conversion dans les calculs.
7. Négliger la variabilité des données météorologiques dans les simulations.

✅ Checklist Examen

1. Vérifier la conformité de l'étanchéité à l'air.
2. Calculer précisément les apports solaires.
3. Évaluer l'influence de l'inertie thermique.
4. Comparer différents systèmes de ventilation.
5. Analyser la performance énergétique des enveloppes.
6. Mettre à jour les données météorologiques utilisées.
7. Vérifier la précision des mesures de perméabilité.
8. Intégrer les énergies renouvelables dans la conception.
9. Considérer la sismicité dans la conception structurelle.
10. Utiliser des logiciels certifiés pour les calculs.
11. Prendre en compte la réglementation en vigueur.
12. Évaluer le coût et le retour sur investissement des améliorations.