efficacit é énerg étique, confort acoustique et qualit é ... · la problématique du confort...

Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste

EfficacitEfficacit éé éénergnerg éétique, confort tique, confort acoustique et qualitacoustique et qualit éé de l'air de l'air

intint éérieurrieur"la problématique vue par... un spécialiste de la

thermique."

1


1. Présentation d’AMOES

2. L’ Urgence Environnementale

3. L’ Optimisation Energétique d’un bâtiment (en 2 mots)

4. Interactions entre Efficacité Energétique/Confort acoustique/Qualité sanitaire de l’air

2

PLAN


1. PRÉSENTATION D’AMOÈS

3


Missions4

1.P

RÉ

SE

NT

AT

ION

D’A

MO

ÈS


2. L’URGENCE ENVIRONNEMENTALE

5


Epuisement des ressources fossiles: Pic de Hubert

Urgence Energétique2.

L’U

RG

EN

CE

EN

VIR

ON

NE

ME

NT

ALE

Augmentation du coût de l’énergie / précaritéénergétique

Pic de la production mondiale de pétrole

6


Changement d’ère climatique2.

L’U

RG

EN

CE

EN

VIR

ON

NE

ME

NT

ALE

7


Urgence Climatique2.

L’U

RG

EN

CE

EN

VIR

ON

NE

ME

NT

ALE

8


6 milliards d’individus 0,5 t de Carbone/pers.an

Facteur 4 ! (voire 7)2.

L’U

RG

EN

CE

EN

VIR

ON

NE

ME

NT

ALE

CO2

Océan

Absorption annuelle : 3 milliards de tonnes de

Carbone

En France, diviser par 4 les émissions de GES

9


La réalisation de bâtiments à faible consommation d’énergie (neufs et en rénovation) est INDISPENSABLEINDISPENSABLE

ElEléémentment majeur de la transition majeur de la transition éénergnerg éétiquetique45 %45 % des consommations énergétiques et environ 25%25% d’émission de CO2 en France.

Et le bâtiment ?2.

L’U

RG

EN

CE

EN

VIR

ON

NE

ME

NT

ALE

Explosion de la précarité énergétique

10


3. OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE DE L’ENVELOPPE THERMIQUE

11


Conception du bâtiment• Compacité• Orientation au Sud pour profiter des apports solaires

gratuits

12

3.P

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ET

PR

OB

LÉM

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LA

C

ON

ST

RU

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BB

C


Conception du bâtiment

Optimisation de l’organisation intérieure pour :

�Limiter les longueurs de canalisations�Faciliter la mise en place de la ventilation

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3.P

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C


Conserver la chaleurL’isolation des parois

• Des niveaux d’isolation importants

Exemple : Minima pour du logement collectif BBC:

14

Parois Uparoi (W/(m².K))Equivalent isolant (λ=0,038 W/(m.K))

Murs extérieurs 0,2 W/m².K 18 cm

Toiture 0,12 W/m².K 30 cm

Plancher bas 0,2 W/m².K 18 cm

Menuiseries 1,4 W/m².K

3.P

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C


Conserver la chaleurTraitements des ponts thermiques

• Points faibles dans le bâtiment– Acrotères– Balcons– Liaisons entre parois– Menuiseries– Accroches de bardage– Nez de dalles– Coffres de volets roulants– …

�Points froids, sources de condensation, de déperditions et d’inconfort

15

3.P

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BB

C


Conserver la chaleurTraitement des ponts thermiques

• Les solutions– Retours d’isolant

– Isolation par l’extérieur – Isolation répartie– Isolation intérieure et

extérieure– Désolidarisation des balcons– Rupteurs de ponts

thermiques

16

3.P

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C


Conserver la chaleurL’étanchéité à l’air

• Sources d’infiltrations d’air :– Menuiseries– Jonctions entre parois– Gaines électriques– Canalisations– Conduits de cheminée– Trappes– …

� Courants d’air, augmentation des consommations de chauffage…

17

3.P

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C



• L’impact sur les consommations :Exemple d’un bâtiment collectif BBC

18

15.917.5

22.2

27.3

37.9

0

5

10

15

20

25

30

35

40Be

soin

s de

chau

ffage

(kW

h/m

².an)

0.03 vol/h 0.06 vol/h 0.15 vol/h 0.25 vol/h 0.45 vol/h

3.P

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LA

C

ON

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C



• Les solutions :– Utilisation de produits spécifiques (scotchs, freine-

vapeur, colles, manchettes étanches…)

19

3.P

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• Les solutions :– Mise en œuvre soignée

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3.P

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C



• Les solutions :– 2 tests à la porte soufflante (« blower door »),

avant et après les finitions

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3.P

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C

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BB

C


La rénovation : le principal enjeu

• Neuf : 1% du parc chaque année

• Consommations actuelles des bâtiments :

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3.P

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C


La rénovation : le principal enjeu23

3.P

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C



3.P

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ION

BB

C

• Objectif chauffage : 50 kWh ep/m²shab .an

• Ne pas tuer le gisement !!

�Pas de rénovation à plus faible niveau sinon :

o Manque de main d’œuvre o Surcoût très important



3.P

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BB

C

• La Solution Technique de Référence:

1. Ajouter aux murs et au plancher bas une résistance thermique de 4,5 m²K/W,

2. Ajouter en toiture une résistance thermique de 7,5 m²K/W,

3. Remplacer les menuiseries par des menuiseries en bois munies de triple vitrage peu émissif avec argon (Uw < 1,1 W/m²°C),

4. Mettre en œuvre une ventilation double flux avec récupérateur de chaleur d’efficacité minimum de 70 %,

5. Utiliser un système de chauffage performant.


La problématique du confort d’été

• Stratégie à adopter :

1. Réduire les apports de chaleur (internes et solaires)

2. Stocker la chaleur via l’inertie du bâtiment

3. Evacuer la chaleur accumulée

4. Trouver un moyen passif de rafraîchissement

3.P

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C

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CT

ION

BB

C• Bâtiment très isolé: Surchauffes estivales

Effet thermos

26


4. LES THÉMATIQUES PRINCIPALES ABORDÉES

27

Certaines thématiques pour lesquelles l’efficacitéénergétique va à l’encontre ou dans le même sens que le confort acoustique et la qualité de l’air intérieur


28

Performance de l’enveloppe thermique (niveaux d’isolation, traitement des ponts thermiques…)

Renouvellement d’air (infiltration, ventilation…)

Revêtements (sol, faux-plafonds)

Mode de chauffage: chauffage bois


4.1 NIVEAUX D’ISOLATION

29

4.1

NIV

EA

UX

D’I

SO

LAT

ION


CONSÉQUENCES D’UNE ISOLATION IMPORTANTE

30

Sur le confort acoustique

• De manière générale, l’isolation thermique et acoustique vont dans le même sens:

� Une résistance thermique supplémentaire permet d’augmenter l’affaiblissement acoustique d’une paroi.

� Les menuiseries performantes sur le plan thermique sont assezassez performantes sur le plan acoustique.

4.1

NIV

EA

UX

D’I

SO

LAT

ION



31

MAISMAIS

Ex: Logements adjacents, bruits des gaines de plomberie …

• Après rénovation énergétique: certains immeubles de logements font apparaître des problèmes acoustiques intérieurs !!

• Objectifs acoustiques élevés: Triple vitrage classique souvent insuffisant par rapport au double vitrage acoustique

4.1

NIV

EA

UX

D’I

SO

LAT

ION



32

Sur la qualité sanitaire de l’air

Si l’isolation thermique est bien réalisée, la qualitéde l’air est accrue

� Une bonne isolation permet de limiter les points froids et les parois froides : les risques de condensation et moisissures sont fortement réduits

4.1

NIV

EA

UX

D’I

SO

LAT

ION



33

MAISDes retours d’expériences montrent que l’isolation, surtout en rénovation, n’est pas toujours parfaite.

� Ponts thermiques non traités: points froids et condensation assurée.

Ces risques sont dCes risques sont d’’autant plus accrus si le systautant plus accrus si le systèème me de ventilation nde ventilation n’’est pas adaptest pas adaptéé

� Isolation par l’intérieur: problèmes de transfert d’humidité et risques de condensation à l’interface isolant/mur

4.1

NIV

EA

UX

D’I

SO

LAT

ION


4.2 MAITRISE DU RENOUVELLEMENT D’AIR

34

Etanchéité à l’air et

Ventilation Mécanique Contrôlé

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR


Les infiltrations d’air et qualitésanitaire de l’air

Supprimer les entrées d’air parasites va dans le sensva dans le sensd’une bonne qualité de l’air :

Les infiltrations d’air froid provoquent des condensations et des moisissures

L’air venant des entrées parasites sera donc de très mauvaise qualité sanitaire.

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

35


Les enjeux de la ventilation

La ventilation représente à la fois:

Un poste de déperditions énergétiques majeur

Une source conséquente de problèmes acoustiques

Une nécessité sanitaire

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

36


Les enjeux de la ventilationUn poste de déperditions thermique prpr éépondpond éérantrantpour un bâtiment bien isolé:

Pour des logements:Bilan énergétique sur la période de chauffage

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

37



Pour les bâtiments tertiaires: impact encore plus important.

Le renouvellement d’air peut être le principal poste de déperditions

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

38



Différentes stratégies pour diminuer les déperditions:

Récupérer l’énergie sur l’air extraitEx: Ventilation double-flux avec récupération de chaleur

OU

Diminuer les débits de ventilationEx: Ventilation simple-flux hygro-régulé

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

39


40

Les 2 choix principaux :

ENERTECH

Gaine d’insufflation

Gaine d’extraction

Entrée d’air

Rejet d’airÉchangeurDe chaleur

CuisineSdb / WC

CuisineSdb / WC

SéjourChambres

SéjourChambres

Entrée d’air

Rejet d’air

Entrée d’air

Caisson d’extraction

CuisineSdb / WC

SéjourChambres

SéjourChambres

CuisineSdb / WC

Ventilation double flux avec échangeur de chaleur

• Confort thermique et qualité de l’air améliorés

Ventilation hygroréglable de type B

• Diminution des déperditions grâce à la diminution des débits de ventilation qui s’adaptent à l’occupation

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

Ventilation Mécanique Contrôlée


Ventilation Mécanique Contrôlée

Comparaison de ces 2 principes sur un plan strictement énergétique

Au sens du calcul RT (calculs conventionnels), options énergétiquement équivalentes.

Ventilation double flux avec échangeur de chaleur

Ventilationhygroréglable de type

B

Avantages

Déperditions et besoins de chauffage très faiblesConfort thermiquePossibilité de chauffer par air

Faibles consommations électriques

Inconvénients

Consommations électriques loin d’être neutres

Entrées d’air froid: inconfort et augmentation de la consigne

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

41


Ventilation et qualité sanitaire de l’air

Garder à l’esprit la contrainte sanitaire pour fixer les taux de renouvellement à l’air

Ventiler c’est permettre de:

La ventilation hygro permet-elle, à elle seule, d’assurer une qualité de l’air acceptable ?

Evacuer l’humidité / la vapeur d’eau

Evacuer les polluants générés par les occupants (CO2, fumées de cigarette, odeurs…)

Evacuer les polluants dus aux meubles, aux colles, peintures (COV, formaldéhydes)

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

42


Pour des logements, taux de renouvellement correct situé autour de 0.5 – 0.6 Vol/h (plusieurs études: INSP Québec -2006-, LBNL)

Taux de renouvellement fixé pour respecter une concentration maximale en formaldéhyde dans l’air intérieur de 60 µg/m3

Assurer ces dAssurer ces déébits et limiter les besoins de bits et limiter les besoins de chauffage rend incontournable la VMC chauffage rend incontournable la VMC doubledouble--fluxflux

Correspond à l’arrêté du 24/03/1982 mais les débits règlementaire sont réduits avec l’arrêté du 28/10/1983 qui introduit l’hygroréglable

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

Ventilation et qualité sanitaire de l’air43


Des moyens techniques existent pour faire cohabiter qualité d’air et performance thermique

La ventilation double-flux avec récupération de chaleur pose des problèmes:

VMC doubleVMC double--flux rarissime en logements flux rarissime en logements (m(mêême en neuf)me en neuf)

De coûts (3000€/lgt contre 900 pour l’hygro B)

MAIS

De mise en œuvre en réhabilitation

Ventilation simple fluxVentilation simple flux hygrohygro B gB géénnééralisraliséée e pour les bpour les bââtiments BBC en Francetiments BBC en France

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

Ventilation et qualité sanitaire de l’air44


Maitrise du renouvellement d’airConfort acoustique

Etanchéité à l’air

Une bonne étanchéité à l’air va dans le sens du confort acoustique vis-à-vis de l’extérieur

Entrées d’air =

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

Ponts phoniques entre extérieur et intérieur

45


Maitrise du renouvellement d’airConfort acoustique

Equipements VMC

La VMC pose des contraintes acoustiques très importantes:

Ponts phoniques liés aux conduits de ventilation

Bruits occasionnés par les machines ou des vitesses d’air trop importantes

Les problLes problèèmes acoustiques surviennent suite mes acoustiques surviennent suite àà des des problproblèèmes de conception ou de mises en mes de conception ou de mises en œœuvre.uvre.

4.2

RE

NO

UV

ELL

EM

EN

T D

’AIR

46


4.3 MATÉRIAUX DE REVÊTEMENTS

47

Principe d’inertie – Acoustique intérieur

4.3

RE

VE

TE

ME

NT

S


L’inertie: point essentiel à un bâtiment performant

Caractéristiques d’un matériau inertiel :•une bonne capacité thermique

•une bonne effusivité

•une bonne diffusivité

ce λρ=

cρ

Un matériau ne peut pas être isolant et inertiel

Stocker la chaleur est nStocker la chaleur est néécessaire pour garantir un cessaire pour garantir un confort dconfort d’é’éttéé correctcorrect

ce

ρλ=

4.3

RE

VE

TE

ME

NT

S

48


Confort acoustique VS Inertie thermique

Présence d’un minimum de matériaux absorbants

Moquette, faux plafonds…

Ces matériaux vont en l’encontre d’une bonne inertie

Problématique récurrente dans les bâtiments tertiaires, surtout les bureaux

Des solutions existent:

Préférer des panneaux acoustiques absorbants

Mettre des faux plafonds partiels

4.3

RE

VE

TE

ME

NT

S

49


D’autres problématiques liées l’acoustique intérieure

Ces matériaux peuvent également être une source importante de pollutions de l’air intérieur (colles, poussières)

+ de matériaux + d’énergie grise

4.3

RE

VE

TE

ME

NT

S

50


4.4 CHAUFFAGE BOIS

51

Performances environnementales – Questions sanitaires

4.4

CH

AU

FF

AG

E B

OIS


Problématiques sanitaires du chauffage bois

Energie renouvelable:Le chauffage au bois est un levier majeur de la transition énergétique pour les bâtiments

4.4

CH

AU

FF

AG

E B

OIS Les fumées issues de la combustion du

bois peuvent être nocives.

MAIS

52


Problématiques sanitaires du chauffage bois:

vis-à-vis de l’air intérieur

Projet performant: foyer fermé et étanche à l’air

4.4

CH

AU

FF

AG

E B

OIS

L’air d’ambiant est complètement indépendant de l’air de combustion :

-Amenée d’air neuf-Poêle certifié étanche

53


Problématiques sanitaires du chauffage bois:

vis-à-vis de l’air extérieur

Exigences sur la qualité du combustible (plaquettes, granulés) pour limiter les émissions de:

- CO, Nox, COV- Formaldéhydes, particules fines …

4.4

CH

AU

FF

AG

E B

OIS

Liées à la qualité de la combustion

54


22

24

26

28

30

32

34

36

38

0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600

Tem

péra

ture

s d

u sa

lon

(°C)

Nombre d'heures pour lesquelles la température est supérieure à la température indiquée

L'effet "thermos" existe-t-il vraiment ?Bâtiment sur-isolé Bâtiment non isolé

55


56

efficacit é énerg étique, confort acoustique et qualit é ... · la problématique du confort...

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