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GENIE CLIMATIQUE ET ENERGETIQUE

SYNTHESE

MISE EN PLACE D’UNE ENTITE DE SUIVI ENERGETIQUE

Par Florian GOUBET

Tuteur : D. Burger

Encadré par Luc Grandgirard

Projet de Fin d’Etudes réalisé à MINERG-APPELSA Services SA, Genève

Juin 2011

Fiche d’objectifs Sujet : Mise en place d’une entité de suivi énergétique

Objectif n° 1 : Analyse et observation du contexte actuel au sein de l’entreprise

Par la réalisation d’une mise à jour de la veille réglementaire avec la nouvelle loi sur

l’Energie du 5 août 2010, on pourra définir les cibles, attentes et objectifs de l’entreprise

concernant le suivi énergétique. La connaissance des démarches existantes dans

l’entreprise offriront une base pour établir une ligne de conduite systématique.

Objectif n° 2 : Etablissement d’une procédure de suivi énergétique

Il est nécessaire de définir le rôle, les moyens mis à disposition et l’ordre d’intervention de

chacun des employés concernés par le suivi énergétique. Pour cela, une concertation avec

les différents services concernés aura lieu (Etude, Maintenance, Régulation…).

Objectif n° 3 : Création d’un outil de suivi énergétique simple et ergonomique

Les besoins et objectifs, permettant la mise en place de la nouvelle démarche, définis, l’outil

doit permettre d’assurer un suivi des consommations en chauffage, ECS, froid, eau froide et

électricité. En s’appuyant sur les recherches effectuées, on fera évoluer l’outil pour qu’il

puisse servir de base à tous les types de contrats susceptibles d’être pris en charge.

Objectif n° 4 : Suivi du déploiement de la méthode établie sur des contrats existants

Dans le but de rendre compte du suivi de la mise en place des méthodes établies par l'entité,

des exemples concrets de déploiement sur des contrats existants permettront d’apporter un

éclairage sur les difficultés rencontrées.

Remerciements

Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance à Mr PAGNOD, Directeur de MINERG-

APPELSA Services SA pour m’avoir permis d’effectuer mon projet au sein de l’entreprise.

Un grand merci à Luc GRANDGIRARD, mon tuteur et responsable cellule

soumission/chiffrage, pour la confiance qu’il m’a accordé en me proposant ce PFE et pour

son soutien sans faille tout au long de ce projet.

Puis, je remercie les responsables du service travaux, à savoir D. CORTIER, Responsable

Administratif, et S. BROISIN, Responsable Technique, pour leur confiance et leurs

interventions durant mon stage.

Je remercie aussi J-C. LOUE, Responsable du Service Maintenance, et C. BACHELOT, A.

COSTALUNGA et P. Alain, Chefs de Secteur, pour leur collaboration et leur accueil.

Enfin, je remercie l’ensemble de mes collègues de travail pour leur bonne humeur, et en

particulier Richard NEVEU et Cyril FRESNEAU, pour leurs conseils avisés sur la conception

des installations de génie climatique et sur la gestion de l’énergie.

Etudiant : GOUBET Florian Mise en place d’une entité de suivi énergétique 1/50

Tuteur : BURGER Denis Juin 2011

Résumé

Mise en place d’une entité de suivi énergétique.

En tant que société d’exploitation et de maintenance, dans le domaine du génie climatique,

MINERG-APPELSA Services SA souhaite pouvoir proposer le suivi énergétique à ses clients

de manière rationnelle et pratique. Le but, à terme, est de maitriser les consommations des

bâtiments en exploitation, de réagir rapidement en cas de dérive de la consommation ou

encore de proposer des améliorations et des travaux à nos clients en fonction des résultats.

Aussi, l’apparition de la nouvelle loi sur l’Energie du 5 août 2010, a changé beaucoup de

choses dans l’implication du canton de Genève sur la question de l’énergie. De nouveaux

standards ont été définis et le suivi énergétique devient d’autant plus d’actualité que les lois

et normes offrent de nouvelles opportunités.

Ainsi, le travail qui m’est demandé est donc la mise en place d’une ligne de conduite

applicable à la totalité des contrats de maintenance existants, tant au niveau suivi

informatique à travers la création d’un outil que par la répartition des rôles de chacun dans le

suivi et l’optimisation énergétique.

Mots clés : Suivi énergétique, performance, optimisation, rendement, régulation, suivi à

distance

Establishment of an energy monitoring entity

As an operating and maintenance company in heating, air conditioning and ventilation,

MINERG-APPELSA Services SA wishes to offer a rational and practical energy monitoring to

its customers. The aim is to control consumption of buildings under maintenance contract, to

react quickly in case of runaway consumption, or suggest improvement and work to our

clients by observing the results.

Also, the appearance of the new Energy Act of August 5, 2010 changed many things in the

involvement of Geneva on the issue of energy. New standards have been defined and

energy monitoring becomes even more topical. In the same time, the laws and standards

provide new opportunities.

Thus, my role is the establishment of a course of actions applicable to all existing

maintenance contracts. The creation of a computer monitoring tool and the setting up of an

efficient coordination between actors in the energy optimization will both help me to reach the

goals initially defined.

Keywords: Monitoring energy, performance, optimization, return, control, remote monitoring



Sommaire

Résumé .............................................................................................................. 1

Introduction ......................................................................................................... 3

1. Contexte du projet ............................................................................................ 4

1.1. Situation en Suisse ....................................................................................... 4

1.1.1. Politique ................................................................................................. 4

1.1.2. Energétique ............................................................................................ 5

1.2. Le secteur du génie climatique en Suisse ..................................................... 7

1.2.1. La Loi sur l’énergie ................................................................................. 7

1.2.2. L’indice de Dépense de Chaleur (IDC) ................................................... 9

1.2.3. Le Décompte Individuel des Frais de Chauffage/Eau Chaude ...............12

1.3. Situation au sein de l’entreprise ...................................................................14

1.3.1. Structure et organisation en début de projet ..........................................14

1.3.2. Atouts et difficultés de l’entreprise .........................................................15

2. Mise en place de l’entité et moyens/outil mis en œuvre ...................................16

2.1. Détermination des objectifs/définition du processus standard ......................16

2.2. Méthode de prise en charge des contrats ....................................................17

2.3. Outil de suivi énergétique créé ....................................................................19

2.4. Réflexions sur l’outil .....................................................................................31

3. Déploiement de la méthode : Illustration sur deux contrats ...................................33

3.1. Etude énergétique sur un bâtiment de la Halle aux chaussures ......................33

3.1.1. Etat des lieux .........................................................................................33

Préavis thermique : Enercad ..............................................................................33

Bilan thermique : Perrenoud ..............................................................................37

Installations techniques en place .......................................................................38

3.1.2. Pistes d’améliorations énergétiques ......................................................40

Travail sur le bâtiment ........................................................................................40

Proposition d’un système adapté .......................................................................42

3.2. Prise en charge du suivi énergétique de la Villa Tour Carrée ..........................43

3.2.1. Etat des lieux du site .............................................................................44

3.2.2. Mise en place du suivi énergétique ........................................................46

Conclusion ………………………………………………………………… ... ………..48

Bibliographie ……………………………………………………………… .. ……….. 49

Sommaire des annexes……………….………………………………… . ………….50



Introduction

« Un monde "énergétiquement vertueux" serait un monde compatible avec l'idée du développement durable » dit Jean-Marc JANCOVICI lorsqu’il parle de l’avenir. Cette assertion et mon intérêt pour la construction m’ont donné envie de m’intéresser de près aux consommations d’énergies dans le secteur du bâtiment et c’est d’ailleurs, aujourd’hui, une tendance assez répandue.

MINERG-APPELSA Services SA suit de très prêt cette tendance. L’une des activités

principales de cette entreprise est « la maintenance ».

Outre l’aspect écologique et économique, le suivi énergétique d’un bâtiment permet de

mieux gérer la maintenance des sites. En effet, un suivi dans le temps, mensuel ou

hebdomadaire, permet d’aborder les dérives énergétiques dans le but de les déceler et de

les traiter plus facilement.

Cela se vérifie particulièrement lorsque les visites de contrôles existantes sur un site sont

très espacées.

L’avantage de la mise en place d’une méthode de suivi énergétique est l’aide à la

détermination de la ou des causes de dérive de consommation. Par la suite, elle permet de

pouvoir s’engager sur des économies d’énergie par l’intermédiaire d’un contrat à la

performance.

Au sein de ce rapport, je présenterai mon travail en trois phases.

Tout d’abord, le contexte dans lequel s’est inscrit mon projet avec une partie

composée d’une veille réglementaire exhaustive. Elle a été réalisée de façon à mettre en

évidence les contraintes liées au chauffage et à l’eau chaude sanitaire existantes en Suisse

et plus particulièrement sur le canton de Genève. Tout en tenant compte du contexte

existant au sein de l’entreprise.

Ensuite, la présentation de la démarche mise en place, composée des contrats

établis ainsi que de l’outil, déterminant dans la réalisation du suivi énergétique, que j’ai créé

au cours de ces vingt semaines. Celui-ci permet, à partir des relevés d’index compteurs, de

rendre compte de la consommation d’un site au niveau du chauffage, du froid, de l’eau

chaude sanitaire, de l’eau froide, de l’électricité. Il permet par ailleurs de visualiser les rejets

de gaz à effet de serre sous forme de graphiques ainsi que d’étiquettes énergétiques. Cette

part du suivi représente une base essentielle à l’étude et consiste en la vérification de ce qui

est réellement relevé sur chaque site. Une communication entre les services, à différents

niveaux hiérarchiques, est indispensable.

Enfin, l’illustration du déploiement de la méthode mise en place à l’aide de deux

exemples concrets. Le premier, pour un magasin, consiste en la réalisation d’une étude

poussée de l’existant qui débouche sur des propositions d’améliorations.

Le second est une mise en application, sur une villa, de la méthode de suivi énergétique

adapté à ce cas.



1. Contexte du projet

1.1. Situation en Suisse

1.1.1. Politique

L’organisation politique de la Suisse est différente de celle de la France car elle comporte

trois niveaux :

- la Confédération

- les Cantons

- les Communes

La Suisse possède 26 Cantons, chacun disposant de sa propre Constitution, et 2’596

Communes. On s’intéressera plus particulièrement par la suite aux cantons de Vaud et de

Genève.

Figure 1 - Cantons Suisses [1]

La Confédération suisse est l’appellation officielle de l’Etat fédéral suisse. Il est composé de

trois pouvoirs : l'Exécutif (Conseil fédéral), le Législatif (l'Assemblée fédérale) et le Judiciaire

(Tribunal fédéral).

L’Assemblée Fédérale arrête les lois, dont la loi sur l’énergie LEne 730, datant du 26 juin

1998. Cette loi indique les dispositions générales auxquelles les cantons sont soumis. Ces

derniers sont souverains dans les domaines non couverts par la loi.

Chaque Canton rédige alors sa propre loi cantonale sur l’énergie, conformément à la loi

LEne 730. En découle ensuite un règlement d’application.

Canton de Genève

Canton de Vaud



Figure 2 - Hiérarchie législative concernant l'énergie

Les cantons de Vaud et de Genève, possèdent chacun un service de l’énergie prénommés

le Service Cantonal de l’énergie (= ScanE) pour Genève et le Service de l’environnement et

de l’énergie (= SEVEN) pour Vaud.

Chacun d’eux ont pour but d’aider à l’application de la loi cantonale, notamment concernant

la modération et l’optimisation de la consommation énergétique. [2]

1.1.2. Energétique

Malgré une structure et une importance typique d’un pays développé, la Suisse dispose de

peu de ressources énergétiques, à l’exception de l’hydroélectricité et du bois. Elle est par

conséquent dépendante énergétiquement, c’est à dire qu’elle nécessite l’importation

d’énergie, notamment fossile, de l’étranger. Si bien qu’en 2006 seuls 15 % des besoins

finaux ont été couverts par des ressources locales.

Depuis le début du XXeme siècle, la consommation énergétique suisse a été multipliée par

cinq pour atteindre aujourd’hui près de 860 000 térajoules par an. L’important

développement économique et démographique du pays est à l’origine de cette forte

augmentation.

Cependant, chaque agent énergétique a évolué séparément.

Agent énergétique Consommation finale Consommation finale Part en %

unité originale en TJ

Produits pétroliers 11 216 000 t 478310 55,33

Électricité 57 432 GWh 206760 23,9

Gaz 29 119 GWh 104830 12,1

Charbon 289 000 t 7450 0,9

Bois énergie -- 31000 3,6

Chaleur à distance 4 292 GWh 15450 1,8

Déchets industriels -- 11560 1,3

Autres énergies

renouvelables

-- 10060 1,2

Total Consommation finale -- 865420 100

Figure 3 - Part énergétique des différents agents en Suisse

LEne 730

LEn 230

REn Règlement d’application

http://fr.wikipedia.org/wiki/Suisse

http://fr.wikipedia.org/wiki/Joule



L'Office Fédéral de l'Energie (OFEN) est l'office fédéral compétent en matière d'énergie en

Suisse. Il dépend du Département fédéral de l'environnement, des transports, de l'énergie et

de la communication. Il a en charge les questions relatives à l'approvisionnement

énergétique et l'utilisation de l'énergie.

Une étude réalisée par l’Office Fédéral de la Statistique annonce que 80% des besoins

énergétiques de la Suisse sont couverts par l’importation. C’est pourquoi une politique

générale visant à maîtriser les consommations est aujourd’hui engagée en Suisse et

renforcée par les modifications des lois cantonales.

Il est à noter que 50% de la consommation d’énergie en Suisse est utilisée pour le chauffage

et l’eau chaude sanitaire des bâtiments. Le reste de cette consommation se partage entre

les transports (33%), et le reste (17%).

Des travaux d’assainissement, d’isolation et autres permettraient de faire baisser le poids

des bâtiments dans la balance énergétique. [3]

Le canton de Genève est en quelque sorte, au niveau de l’énergie, supervisé par une

entreprise : Les Services Industriels de Genève (SIG).

En effet, il apparait comme indispensable de considérer cette entreprise dans le contexte

Genevois puisqu’elle intervient à tous les niveaux de la gestion énergétique du canton. La

société SIG joue un rôle très important de part sa taille et ses moyens. Par ailleurs, SIG

s’engage au service de la collectivité genevoise, afin d’offrir des prestations permanentes et

accessibles à tous.

Il s’agit d’une régie autonome et en réalité d’une entreprise à part entière, qui se veut

performante et tournée vers le progrès. SIG annonce assurer sa pérennité et son

développement grâce au seul produit de ses propres ventes, sans l’aide d’aucune

subvention des pouvoirs publics. SIG veille à la qualité de ses produits et services. L’eau, les

énergies (électricité, gaz et chauffage à distance), le traitement des déchets et les

télécommunications sont gérés dans un contexte régional et dans le respect des générations

futures. Aujourd’hui, leur défi consiste à s’affirmer en tant que service public.

SIG s’investit fortement dans la voie du développement durable.

Pour améliorer la qualité de vie de chacun, ils s’intéressent au respect de l’environnement en

harmonie avec les objectifs économiques et sociaux de l’entreprise. SIG analyse

constamment les impacts de ses activités afin d’en faire des références en la matière. A

travers ses différents contrats SIG contrôle la qualité de l’eau, traite et valorise les déchets,

veille à la protection du paysage, favorise les produits plus respectueux de l’environnement

et assure la promotion des énergies renouvelables.

Des discussions sont ouvertes à propos de l’accord explicite aux SIG d’un monopole en

matière de d'approvisionnement et de distribution d'eau, de gaz et d'électricité.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Office_f%C3%A9d%C3%A9ral_de_l%27%C3%A9nergie



1.2. Le secteur du génie climatique en Suisse

1.2.1. La Loi sur l’énergie

Aujourd’hui, suivant une croissance importante, la Suisse souhaite fortement s’investir dans

une dynamique énergétique afin de gérer au mieux la dépense de l’énergie sur son territoire.

Après la mise en place et le développement de ses labels (Minergie, Minergie-P…) l’état a

décidé de revoir la loi sur l’énergie existante. C’est le ScanE qui est chargé de faire vivre

cette nouvelle dynamique sur le canton de Genève.

Comme dit précédemment, la loi sur l’énergie LEne 730.0 est proposée par l’Assemblée

Fédérale de la Confédération Suisse. Elle impose des dispositions générales que chaque

canton se doit de respecter. C’est alors que chacun d’entre eux génère sa propre loi sur

l’énergie, qui apportera de légères différences pour chaque canton.

Les contrats de maintenance de MINERG-APPELSA Services SA sont localisés dans les

cantons de Vaud et de Genève. Une collecte d’informations a donc été effectuée pour

chacun d’entre eux. Cependant, comme la plupart se situent dans le canton de Genève, la

veille réglementaire a donc été plus approfondie pour ce dernier.

En acceptant la modification de la loi sur l'énergie qui lui était soumise le 7 mars 2010, dont

l'objectif principal est de diminuer la consommation d'énergie à Genève, la population

Genevoise a appuyé sur son engagement en faveur d'une politique énergétique

véritablement tournée vers l'avenir.

Afin de permettre la mise en application des mesures préconisées par cette nouvelle loi, le

Conseil d'Etat a adopté le règlement d'application de celle-ci lors de sa séance du 28 juillet

2010. Formellement, l'entrée en vigueur de la loi et de son règlement d'application

interviendra le lendemain de leurs publications dans la Feuille d'avis officielle, soit le 5 août

2010. [4]

Enjeux de la nouvelle loi

Les mesures prévues par la loi sur l’énergie impactent la construction de bâtiments neufs

ainsi que l'amélioration énergétique des bâtiments existants. Il s'agit, notamment, de pousser

les propriétaires à s'engager dans des rénovations en limitant les répercussions du coût de

ces travaux sur les loyers. Ces nouveaux textes apparaissent dans le contexte de la

Conception générale de l'énergie, adoptée à l'unanimité par le Grand Conseil en avril 2008.

La consommation en énergie des bâtiments, soit du mazout et du gaz utilisés pour le

chauffage et l'ECS, représente aujourd’hui, comme dit plus haut, 50% de l'énergie totale

utilisée dans le canton. Ces énergies fossiles consommées par le parc immobilier genevois

représentent, de plus, les deux tiers des émissions de CO2. Ceci dit, la construction et la

rénovation des biens immobiliers représentent un potentiel considérable en matière

d'économies d'énergie et facilite le développement des énergies renouvelables.



De ce fait, plusieurs mesures sont prévues :

généraliser l'installation de panneaux solaires thermiques sur les nouvelles

constructions et lors de rénovations de toitures;

imposer le respect d'un standard de haute performance énergétique (par

exemple Minergie) à tous les bâtiments neufs;

soumettre à autorisation le remplacement des chaudières de grande puissance

afin de privilégier des modes de transformation énergétique efficaces et faisant

recours à des énergies renouvelables;

assurer un suivi de la consommation énergétique des bâtiments existants

et imposer des mesures d'amélioration pour les bâtiments les moins

performants.

Ces nouvelles directives énergétiques occasionnent d’importants coûts donc la loi prévoit

des mécanismes afin de réduire ceux-ci. Entre autres, la loi accorde une autorisation de la

répercussion d’une partie des frais sur les loyers des logements et la mise en place d’un

bonus conjoncturel à l'énergie.

Une loi novatrice et exemplaire

En plus des nombreuses mesures relatives au parc immobilier, la législation institue

dorénavant le principe de planification énergétique territoriale tout en prévoyant que chaque

aménagement du territoire fasse l'objet d’études, la encore, sur la gestion rationnelle de

l'énergie et l’utilisation des énergies renouvelables.

En calquant sa législation à la réalité énergétique et économique actuelle, la ville de Genève

se donne les moyens de fonctionner comme la société à 2000 watts sans nucléaire, qui est

non seulement une nécessité environnementale, mais aussi une source d’innovation et de

progrès. Cette nouvelle loi mise en place, Genève représente un canton exemplaire.

Au final, les améliorations énergétiques liées à l'introduction de la nouvelle loi permettront :

une amélioration du confort thermique et phonique des logements

une diminution de l'impact de la hausse du coût sur les énergies fossiles

une source de dynamisme économique et de création d'emplois dans le secteur

de la construction, ainsi que dans le domaine du conseil énergétique

l'accroissement de la valeur globale du parc immobilier genevois

la réalisation de bénéfice en ce qui concerne l'amélioration de la qualité de l'air

L'Etat modèle

L'Etat de Genève est pionnier dans l'économie d'énergie dans l’immobilier. En effet, entre

2005 et 2009, près de 13 millions de francs d’énergie ont été économisés au sein des

immeubles gérés par l'Etat. Dans un même temps, la moitié des objectifs sur les rejets de

CO2 a été enregistrée soit une diminution de près de 6000 tonnes.

Par ailleurs, le photovoltaïque sur les toits des bâtiments gérés par l'Etat explose. En 2010,

trois centrales photovoltaïques ont été installées et produisent 850 000 kWh/an.



1.2.2. L’indice de Dépense de Chaleur (IDC)

L’IDC représente l’énergie finale dépensée afin de satisfaire les besoins d’énergie pour la

production de chaleur, rapportée à la Surface de Référence Energétique (Ae). Ce calcul

prend en compte la rigueur climatique et est exprimé en mégajoules par mètre carré et par

an (MJ/m²a).

Son calcul est obligatoire dans certains cas, précisés dans la loi cantonale sur l’énergie, ainsi

que dans son règlement d’application. Le propriétaire d’un bâtiment soumis à ce calcul se

doit de mandater un concessionnaire de son choix, dont MINERG-APPELSA Services SA

fait partie, afin de l’effectuer. C’est pour cette raison que j’ai eu à mettre en place un outil

permettant son calcul avec un minimum de grandeurs d’entrées. [5]

Le ScanE publie une directive permettant d’uniformiser la méthode de calcul de l’IDC de

façon à créer une base de comparaison. Avec les modifications de la loi, le service de

l’énergie genevois a prévu une nouvelle directive avec une nouvelle méthode de calcul.

C’est cette nouvelle manière de calculer que je vais présenter puisqu’ elle est celle qu’utilise

mon outil :

[MJ/m²a]

avec Eh Indice partiel de chauffage

Eww Indice partiel de production d’eau chaud sanitaire (ECS)

Indice partiel de chauffage : Eh

[MJ/m²a]

avec Bh Consommation de chauffage pondérée par le facteur de

conversion (voir Figure 4) en [MJ]

Ae Surface de référence énergétique selon SIA 416/1 en [m²]

DJannée référence Nombre de degrés jours 20/12 de la période considérée selon

la référence du cahier technique SIA 2028 à Genève-Cointrin ;

évaluée par interpolation linéaire

DJpériode réelle Nombre de degrés jours 20/12 mesurés pour l’année ou la

saison considérée, au jour près station Genève Cointrin

(données Météosuisse)

Figure 4 - Pouvoirs calorifiques supérieurs des agents énergétiques et coefficients de performance (SIA 2031)



Calcul IDC obligatoire

Bâtiment < 1993

et 5 preneurs de chaleurs

Tout bâtiment chauffé

Comme la plupart du temps il est difficile de séparer la part relative à l’eau chaude sanitaire

et celle relative au chauffage. Des valeurs standards ont été définies. Auparavant, 30% de

combustible était supposé être dédié à l’eau chaude sanitaire, et 70% au chauffage.

Aujourd’hui, le calcul s’effectue de la manière suivante :

Indice partiel de chaleur pour la production d’ECS : Eww

[MJ/m²a]

avec Bww Consommation d’énergie pour la production d’ECS pondérée

par le facteur de conversion (voir Figure 4)

dp Date de début de période de relevé

fp Date de fin de période de relevé

Dans le cas où il n’existe pas de décompte de

chaleur pour l’ECS (Bww inconnu), les valeurs

suivantes sont à utiliser en fonction de

l’affectation : [6]

Figure 5 - Indices partiels pour l'eau chaude sanitaire (SIA 380/1 : 2009)

Le calcul de l’indice de dépense de chaleur étant souvent négligé par les entreprises et

propriétaires, le ScanE prévoit des mesures de vérification à venir. De plus, afin d’impliquer

les principaux concernés, une date butoir a été fixée à fin avril 2011, pour la communication

des IDC des trois dernières années.

Figure 6 - Schéma explicatif de l’évolution des obligations concernant le calcul de l’IDC

Len 230 avant

modifications

Len 230 au

05 aôut 2010



Avec les modifications du 5 août dernier, les bâtiments concernés par le calcul de l’IDC

prennent une ampleur considérable. En effet, tout bâtiment chauffé se doit de communiquer

son IDC. Certains délais sont octroyés pour les bâtiments qui n’étaient pas concernés

jusqu’alors. La nouvelle directive selon laquelle les nouveaux indices devront être calculés,

prendra effet en juin 2011.

Surface de référence énergétique : Ae

L’une des difficultés rencontrées lorsqu’un client nous contacte pour que l’on réalise le calcul

de son indice de dépense de chaleur réside dans la valeur de sa surface de référence

énergétique Ae. En effet, celle-ci est disponible sur le permis de construire donc il n’y a pas

de problème pour les bâtiments récents. Mais, lorsqu’il est ancien et qu’il a subit des

modifications, il devient beaucoup plus compliqué de l’obtenir. La politique de l’entreprise

MINERG-APPELSA Services SA est de ne pas réaliser ce calcul puisque c’est le rôle des

cabinets d’architecture.

La surface de référence énergétique Ae est la somme de toutes les surfaces de plancher

des étages et des sous-sols Asp qui sont inclus dans l’enveloppe thermique et dont

l’utilisation nécessite un chauffage ou une climatisation. En cas d’affectation multiple d’un

local, celui-ci, est attribué à la surface de référence énergétique à condition qu’une utilisation

au moins nécessite un chauffage ou une climatisation. [7]

Figure 7 - Représentation schématique des surfaces de plachers faisant partie de la surface de reference énergétique (SIA 416/1)



Outil de calcul créé A la vue des nouvelles réglementations et de l’importance grandissante du calcul de l’indice

de dépense de chaleur (IDC), j’ai décidé de réaliser, sous Excel, un outil permettant d’obtenir

avec un minimum d’entrées la valeur de l’IDC pour tous les bâtiments. En Annexe 1, la vue

de l’outil en version finale est disponible.

Pour cela, j’ai détaillé au maximum la Directive relative au calcul de l’indice de dépense de

chaleur IDC afin de pouvoir obtenir, au plus vite, la valeur de l’IDC pour tous les types de

clients susceptibles de pouvoir nous demander ce calcul. Au sein de mes calculs, j’ai dû

prendre en compte l’ensemble des éléments disponibles dans cette directive, notamment les

chiffres données ci-dessus en Figure 4 et 5.

L’outil fonctionne selon deux cas :

- Les consommations dédiées au chauffage et celles dédiées à l’eau chaude sanitaire

sont disponibles séparément ;

- Les consommations que le client nous met à disposition sont celles du chauffage +

ECS.

Dans les deux cas, l’outil est capable de faire le détail des consommations ou encore

d’utiliser des ratios issus de la SIA 380/1 : 2009.

Deux autres éléments sont primordiaux pour la réalisation du calcul. Il s’agit de la surface de

référence énergétique Ae, et des dates de relevés qui permettent de rendre compte de la

rigueur du climat au cours de la période d’étude.

1.2.3. Le Décompte Individuel des Frais de Chauffage/Eau Chaude (DIFC/DIFEC) :

Le décompte individuel doit permettre la détermination de la consommation effective et sa

répartition entre les utilisateurs, de façon à obtenir une répartition équitable des charges

liées au chauffage ou à l’eau chaude sanitaire. Il est obligatoire dans tout bâtiment

comprenant au moins cinq utilisateurs.

DIFC :

Jusqu’au 05 août 2010, les dispenses étaient notamment prévues pour les bâtiments

construis après 1993, conformes au standard Minergie, ou pour ceux antérieurs à cette date

pour lesquels la mise en place du DIFC engendrerait des coûts disproportionnés.

Depuis l’entrée en vigueur des modifications de la loi cantonale sur l’énergie, la dispense des

bâtiments neufs est applicable dans le cas où ces derniers sont cette fois ci conformes à un

standard de haute performance énergétique. Il est à noter qu’un bâtiment neuf devra

respecter ce standard, et que par conséquent, tout bâtiment dont l’autorisation de construire

est délivrée après le 05 août 2010, sera dispensé du DIFC. La définition du standard de

haute performance énergétique a également été modifiée.



On s’intéressera au fait qu’une dispense, déjà présente dans la loi sur l’énergie avant

modifications et réactualisée en août, nécessite le calcul de l’IDC. Elle s’applique dès lors

que l’IDC moyen des deux dernières années est inférieur à 600 MJ/m².an. Selon l’ancienne

loi, elle s’appliquait aux bâtiments antérieurs à 1993. Dorénavant, elle concerne alors les

bâtiments existants avant le 5 août 2010.

Figure 8 - Schéma explicatif de l’évolution des dispenses concernant le DIFC

De plus, pour des valeurs moyennes de l’IDC, calculées sur trois ans et dépassant les seuils

de 800 MJ/m² ou 900 MJ/m², des mesures, comme des audits énergétiques, doivent être

entreprises.

DIFEC :

Jusqu’au 5 août 2010, les dispenses étaient notamment prévues pour les bâtiments

conformes au standard Minergie, construit après 1993, ou pour ceux antérieurs à cette date

pour lesquels un tel procédé ne peut techniquement pas être mis en place.

Depuis l’entrée en vigueur des modifications de la loi cantonale sur l’énergie, les bâtiments

neufs ne sont plus dispensés du DIFEC. [8]



1.3. Situation au sein de l’entreprise

1.3.1. Structure et organisation en début de projet

Afin de bien comprendre la démarche de l’entreprise il est important de se rappeler que

l’activité principale de MINERG-APPELSA Services SA (voir l’organigramme en Annexe 2)

est la maintenance. En effet, près de 800 contrats, signés avec une clientèle variée, animent

le quotidien de la société.

Par le passé, des contrats de suivi énergétique ainsi que des contrats à la performance ont

déjà été proposés mais aujourd’hui, afin de répondre à une demande grandissante de la part

de ses clients, l’entreprise désire développer et homogénéiser le suivi énergétique.

C’est aussi une direction choisie, par MINERG-APPELSA Services SA, dans l’optique de

dynamiser et de varier ses pôles de compétences. De ce fait, c’est en lien direct avec les

besoins des clients actuels que la direction souhaite faire évoluer et structurer ce type de

contrat.

Voici la structure de l’entreprise que j’ai découverte au cours des premières semaines de

projet. Celle-ci a par la suite été revue puisqu’au cours de mon projet un responsable projet

suivi énergétique a intégré la société pour poursuivre le travail en cours.

Figure 9 - Organigramme d'intervenant suivi énergétique

Responsable maintenance : En lien direct avec le client, c’est lui qui est à la tête de

la démarche et qui attribue à l’un des chefs de secteur, le projet afin de satisfaire la

demande du client. C’est aussi lui qui est chargé de rendre compte au client de

l’avancement et du traitement de sa demande (Calcul des consommations d’énergie

d’un bâtiment).



Chef de secteur : Choisi par le responsable maintenance, le plus souvent pour ses

connaissances du site en question, il gère la mise en place de la démarche chez le

client et assure le suivi auprès du responsable maintenance.

Responsables de site : A la tête des installations techniques du ou des bâtiments

concernés, il est à même de décider du déroulement des interventions et opérations

à réaliser sur le site (arrêts d’un circuit pour installer un compteur énergétique), à

synchroniser avec celles déjà en place sur le site (Entretien des réseaux,

remplacement d’une pompe…).

Techniciens : Il peut être le responsable du site si celui-ci est petit, il intervient sur

les installations et met en place, et en service, les éléments vendus aux clients et

nécessaires pour répondre à ses besoins. C’est lui qui effectue les relevés des

compteurs et leur remplacement en cas de nécessité.

1.3.2. Atouts et difficultés de l’entreprise

Atouts

En constante croissance, MINERG-APPELSA Service SA, ne cesse d’agrandir la taille de

ses services. Disposant aujourd’hui d’une structure conséquente elle va permettre à l’entité

« suivi énergétique » de pouvoir se mettre en place sereinement. En effet, au cours de mon

projet, un ingénieur responsable projet suivi énergétique a pu prendre en cours l’avancement

de mes recherches et nous avons donc été deux, à plein temps, pour reprendre l’existant et

créer une méthode de travail afin d’assurer le suivi énergétique.

De plus, l’important nombre de contrat que l’entreprise possède permet de multiplier les

démarches, d’en identifier rapidement les points positifs ou ceux à améliorer et donc de faire

évoluer la démarche afin de la rendre optimale. De même, la diversité des contrats apporte

un moyen supplémentaire de vérifier la validité des procédures sur l’ensemble des sites

existants.

Difficultés

Etablie sur le canton de Genève depuis 1988, l’entreprise a connu différentes structures ainsi

que différents responsables au sein du service de maintenance. Ainsi, chacun d’entre eux,

avec leurs manières de voir les choses, a eu l’occasion de mettre en place des contrats

comportant une partie autour du suivi de la consommation des énergies, De ce fait, la

multiplication de cas différents les rend tous exceptionnels ce qui complique grandement la

gestion du suivi énergétique existant. Du moins, le traitement des dossiers est limité par la

circulation des informations et l’important nombre d’intervenants concernés, qu’ils soient ou

non encore employés au sein de l’entreprise.

Dans une autre mesure, victime de sa taille, la société connait une certaine inertie dans la

mise en place de nouvelles procédures. Cela ne va pas directement de pair avec une

réorganisation totale de l’existant et la création de nouveaux principes de fonctionnement

qui est clairement l’objectif de mon projet.

Par ailleurs, l’impact environnemental des installations qu’elle a en maintenance,

touche particulièrement la société. C’est pourquoi, MINERG-APPELSA Services

SA, souhaite s’investir fortement sur le marché des contrats à la performance et mettre en

place une structure capable de gérer de manière systématique le suivi énergétique.



Etat des lieux rapide

Création du fichier de suivi propre au site

Mise en place des relevés de compteurs

Edition et envoi du rapport issus

de l'outil

Proposition d'améliorations énergétiques du

site

Etat des lieux détaillé et chiffré

Propositions d'amélioration

énergétiques du site

...Travaux...Création du

fichier de suivi propre

Mise en place des relevés de compteurs

Edition et envoi du rapport issus

de l'outil

2. Mise en place de l’entité et moyens/outil mis en œuvre

2.1. Détermination des objectifs/définition du processus standard

Le but de mon projet est de mettre en place une ligne de conduite, vis-à-vis du suivi

énergétique, qu’il soit possible d’adapter sur toutes les formes de sites existants, qu’ils soient

ou non déjà en contrat au sein de la société. C’est pourquoi, il a fallu établir quelques

réflexions de bases pour définir une démarche répétable, la plus simple possible.

Dans un premier temps il m’a fallu identifier les employés concernés par cette nouvelle

démarche au sein de l’entreprise. De la même manière, j’ai du définir leurs missions et

l’impact de leurs réalisations sur ces nouveaux contrats basés sur le suivi énergétique. Il est,

bien sûr, essentiel que chaque maillon de la chaine que la société souhaite créer soit

directement concerné par la dimension environnementale que constitue le suivi énergétique.

Une fois identifié, j’ai géré comme priorité le fait de faire évoluer les mentalités et de favoriser

une prise de conscience importante par chacun des acteurs, que ce soit sur les économies

d’énergie et sur l’aspect écologique du projet. A chaque poste, un investissement de la

personne est nécessaire puisque les domaines couverts ne sont pas identiques même s’ils

sont étroitement liés.

Par ailleurs, il est apparu qu’avant de pouvoir prendre une position sur un site, nouveau ou

déjà sous contrat, une visite du chef de projet suivi énergétique s’avère être indispensable

pour réaliser un état des lieux. C’est aussi important que cette étape soit effectuée le plus tôt

possible afin de pouvoir rapidement donner suite à la demande du client. Le client peut

décider de réaliser certains travaux avant de mettre en place un suivi ou encore de

commencer par le suivi puis prévoir des travaux après observation de surconsommations.

L’état des lieux peut, s’il est vendu, être réalisé de manière plus approfondie par l’utilisation

d’outils de simulation thermique afin de pouvoir mettre des chiffres en face des observations

faites.

- Si le client souhaite la mise en place du suivi immédiatement après l’état des lieux, il est nécessaire que le responsable suivi énergétique créé le fichier Excel du site, que je détaille plus tard, et que le chef de secteur désigne un technicien responsable des relevés de compteurs.

Figure 10 - Méthode de suivi énergétique si le client désire une mise en place immédiate

- Sinon, après l’état des lieux, des propositions d’améliorations sont envoyées au client

et s’il le souhaite des devis de travaux pour réduire sa consommation. Puis, à la

suite des travaux, on procède comme ci-dessus avec la création du fichier de suivi.

Figure 11 - Méthode de suivi énergétique suivant un procédé d'amélioration du site



2.2. Méthode de prise en charge des contrats

Avant tout, pour proposer des contrats à la performance, il est nécessaire de bien connaître

les installations afin d’estimer le potentiel d’économie d’énergie réalisable. Une fois l’étude

précise de l’installation effectuée, le contrat peut être proposé au client. C’est pourquoi nous

avons mis en place un passage obligatoire lors de la prise en charge d’une demande

concernant un nouveau site :

L’audit énergétique [9]

Un audit énergétique est une analyse personnalisée des actions à entreprendre pour

identifier les potentiels d’économies d’énergie et d’utilisation des énergies renouvelables

dans un bâtiment.

L'audit, qui permet d'identifier rapidement toutes les opportunités d'économies, est un

préalable utile pour optimiser des travaux de rénovations, aussi bien pour les immeubles,

pour des bureaux, des laboratoires que pour des villas. L'audit permet au propriétaire d’avoir

une vision claire, professionnelle et à long terme pour réaliser l’assainissement, rapide ou

échelonné, de son bâtiment.

Cette analyse doit être menée par un spécialiste de l’entreprise, qui identifiera en quelques

jours les actions à entreprendre les plus appropriées. Notamment, la vérification des

indicateurs d’énergie en place, ou encore la faisabilité du suivi sur le site.

Une fois l’audit réalisé nous sommes en mesure d’établir un contrat type contrat à la

performance :

Contrat à la performance [10]

Cependant, afin de pouvoir ajouter ce service à nos contrats de maintenance existants, nous

proposons le suivi énergétique via un avenant au contrat de maintenance.

Un contrat à la performance est un contrat qui lie l’installateur au propriétaire. La

rémunération de l’installateur est proportionnelle aux économies d'énergie qu’il fait réaliser

au propriétaire sur le bâtiment en question.

En règles générales, les contrats à la performance sont destinés aux bâtiments d’une

certaine importance et dont les consommations sont elles aussi assez importantes

(résidentiel de plus de 1200 m2 chauffés ou non résidentiel consommant plus de 250'000

kWh/a).

Les expériences menées récemment par le ScanE et une fondation immobilière démontrent

que les économies d’énergie réalisées sont aujourd’hui de l’ordre de 15% dans les

immeubles pour lesquels existe un contrat à la performance.

En effet, la mise en place d’un tel contrat implique celle d’un suivi régulier des installations

permettant de contrôler les défaillances éventuelles et de réagir au plus vite, afin d’éviter les

pics de consommations. Ce deuxième point est particulièrement important puisqu’il sert à

respecter l’engagement du contrat ce qui implique donc plus fortement l’entreprise.



Cet avenant complète le contrat de surveillance et / ou d’entretien en vigueur. Par les règles

de l'art et en vue de minimiser autant que possible l'indice de dépense de chaleur (IDC) du

bâtiment. L’avenant a pour but premier d’assurer l’optimisation de la gestion énergétique de

l'installation tout en assurant à leurs utilisateurs le confort requis.

Les prestations d'optimisation sont rémunérées par un forfait annuel sujet à malus ou bonus

(intéressement) en fonction de la performance énergétique réalisée chaque année.

Les données relatives au bâtiment, au niveau de confort requis, ainsi qu’aux divers indices

retenus, sont celles-ci :

les surfaces de référence énergétique (Ae) du Bâtiment et leurs affectations;

les critères de confort et de disponibilité;

les indices de dépense de chaleur passés;

l'indice de référence contractuel de dépense de chaleur IDC0 qui constitue une

donnée essentielle pour mesurer la réduction des dépenses énergétiques suite

aux actions d’optimisation mises en œuvre par l’entreprise. Cette valeur pourra

être corrigée par les deux parties dans un avenant au présent Avenant, dans la

mesure où il est établi que le bâtiment n’était pas suffisamment instrumenté

pour permettre un calcul correct, corrigé par les données saisonnières, de la

part de chaleur consommée par le chauffage.

L’IDC0 représente la consommation standard du bâtiment, sur laquelle le contrat se base

pour définir les économies.

En parallèle de l’audit énergétique et de la rédaction des contrats, il est important de

disposer d’un outil fiable et simple afin de pouvoir honorer les engagements de la meilleure

des manières. C’est pourquoi, au fil des semaines, la mise en place d’un outil est devenu

une priorité et en voici un extrait en partie 2.3.

En effet, une autre partie du travail que j’ai effectué concerne la mise en application d’un

suivi énergétique à proprement parlé, c'est-à-dire l’étude de toutes les consommations de

sites, avec interprétation des résultats.

Par l’utilisation intuitive d’un fichier Excel, il est maintenant possible pour l’entreprise de

suivre les consommations mensuelles d’un site et de les comparer d’une année sur l’autre.

Ce document a pour vocation d’apporter un appui à la maintenance et d’aider à la rédaction

du contrat à la performance. Pour chaque installation, un document est réalisé à la prise en

charge du site, puis mis à jour régulièrement, au minimum mensuellement.



2.3. Outil de suivi énergétique créé

Au cours de la réalisation de l’outil j’ai rencontré plusieurs types de difficultés.

L’une d’entre elle, homogénéiser le travail existant au sein de l’entreprise, est celle qui a le

plus marquée mon avancement. En effet, sur l’ensemble des sites sous contrat de

maintenance, certains possèdent déjà un système de relevé de compteurs et de suivi des

consommations. Cependant, les personnes responsables des sites, qu’ils soient chef de

secteur ou encore techniciens ont changé depuis la mise en place du suivi. De plus,

certaines habitudes ont été prises en fonction des clients. De ce fait, il est important de

mettre à jour chaque site existant et de leur faire suivre la même et unique démarche.

Outre leur nombre et la gestion des consommations mise en place, les sites sous contrat

possèdent la caractéristique de pouvoir être de tous les types. En effet, il m’a été nécessaire

de prévoir un outil capable de s’adapter sur le maximum de cas de figure possibles : Villa,

industrie, commerce, administration…

Afin de réduire le nombre de plate-forme l’outil permet d’effectuer un suivi des

consommations dans un maximum de domaine afin, la encore, de couvrir l’ensemble des

besoins du client. De ce fait, il est possible de visualiser sur le même fichier les domaines

tels que le chauffage, le froid, l’électricité, l’eau chaude sanitaire ou encore l’eau froide.

L’exploitation de l’outil est faite, pour la partie « relevé des index compteurs », sur le site par

le technicien de site.

Ensuite, les informations sont retournées au bureau où elles sont informatisées puis

analysées. C’est à cette étape qu’a lieu le traitement des données en vue de donner des

conseils d’amélioration aux clients et éventuellement pour proposer la réalisation de travaux.

Au sein même de l’outil, chaque onglet est construit sur la même base. Cependant, chacun

d’entre eux (Chauffage, Froid, ECS, EF, Electricité) dispose de ses propres vues

supplémentaires en rapport direct avec la nature du suivi.

Je vous présente, ci-dessous, la base de chaque onglet via l’onglet chauffage puis détaille

ensuite quelques vues particulière pour l’électricité, les gaz à effet de serre ainsi que les

étiquettes énergétiques. Le rapport global se compose d’une cinquantaine de pages pour un

site complet.

Certaines valeurs dans les vues ci-dessous sont directement tirées de sites existants,

d’autres ne servent qu’à illustrer les possibilités de l’outil.

Figure 12 - Barre "onglet" de l'outil suivi énergétique



Présentation de l’onglet : Index

① Après paramétrage d’un onglet « Informations générales », le nom du bâtiment

concerné et l’année de réalisation du rapport sont automatiquement reportés sur les

différentes pages du document.

② L’outil permet un suivi de consommations sur le chauffage, la production de froid,

l’ECS, l’eau froide ainsi que l’électricité. Chaque catégorie dispose d’un certain nombre de

graphiques et tableaux permettant de facilité la lecture des consommations.

③ Le fichier est prévu pour suivre un nombre de compteurs de 1 à 12 sans remettre en

question la mise en page. Le choix du nom du compteur est souvent lié à l’étiquette présente

sur celui-ci. On retrouve par exemple pour le chauffage : Départ monobloc / Départ chauffe-

eau / Départ plancher chauffant…

④ Attention, les unités doivent être choisies lors du remplissage de l’onglet « Index »

puisqu’on le retrouve de manière automatique dans le reste du document. Pour le chauffage,

on peut choisir entre « litre mazout » si on dispose de relevé sur une cuve, « Nm3 de gaz »

ou encore « kWh » s’il s’agit d’un compteur d’énergie. L’unité dont on dispose influencera

certains graphiques par la suite, comme par exemple celui de la consommation kWh PCS

directement calculé en fonction de l’unité.

Figure 13 - Onglet "Index" de l'outil de suivi énergétique



⑤ On trouve aussi sur l’ « Index » le relevé des degrés jours. Cet index sert

principalement à rendre compte de la rigueur du climat pour pouvoir vérifier les variations de

consommations d’un mois à l’autre ou d’une année à l’autre.

Fonctionnement

On trouve sur cet onglet l’ensemble des grandeurs relevées exploitables par l’outil, à savoir :

- Compteurs de chauffage (voir ci-dessus)

- Compteurs de froid (voir ci-dessus)

- Compteurs d’Eau chaude sanitaire

- Compteurs d’Eau froide

- Compteurs d’électricité : Pmax / Actif / Réactif / Heures pleines / Heures douces

- Relevé des degrés-jours (voir ci-dessus)

Il appartient au chef de secteur, en accord avec le responsable de maintenance de décider

quels compteurs seront suivis. En effet, tous les compteurs, sur un site donné, ne sont pas

forcément accessibles aux techniciens. Ainsi il est inutile de prévoir un suivi.

Une fois les cellules des noms de compteurs effectifs et des unités remplies, l’onglet peut

être imprimé afin d’être remis au technicien chargé du site. En effet, ce document sera l’outil

de suivi énergétique du technicien. Il y écrira les dates de relevés ainsi que l’ensemble des

index des compteurs considérés afin de suivre les consommations de chacune des énergies

présentes. Il devra remettre ce document, par fax, mail ou en main propre, à son chef de

secteur après chaque relevé. La plupart des sites est suivi mensuellement ce qui fera donc

12 relevés par an à transmettre.

A réception du document, l’outil informatique sera mis à jour et offrira un regard complet sur

les mois écoulés. En cas de consommation anormale le chef de secteur se rapprochera de

son technicien et du client pour éclaircir les causes de la dérive et y remédier au plus vite.



Relevé des degrés-jours :

Contrairement aux autres relevés celui-ci comporte 3 lignes liées dont seule la première doit

être remplie. En effet, il s’agit de l’unique partie de l’outil qui fait appelle à un autre fichier

Excel. Ce fichier « DJ » existe depuis plusieurs années et permet de regrouper les

informations délivrées par Météo Swiss concernant les températures mesurées

quotidiennement à la station météorologique Genève-Cointrin. [11]

Ainsi, dès le 05 du mois N les valeurs de températures, de DJ 20-12 et 18-12, du mois N-1,

sont disponibles sur le serveur de l’entreprise. Et c’est donc à l’aide des fonctions Excel de

recherche dans cette base de données (1) que les valeurs de Degrés jour (20-12) (2) et de

Tmoyenne (3) sont directement calculées en fonction des Dates de relevés (4).

* Les degrés-jours chauffage permettent de suivre la consommation d'énergie liée au

chauffage en fonction des températures et sert au contrôle du système de chauffage. Pour

les calculer (DJ 20/12), on considère comme jour de chauffage lorsque la température

moyenne journalière est inférieure à 12 °C. On calcule de combien la température extérieure

de l'air s'écarte de la température intérieure souhaitée à 20 °C.

Par exemple, pour un jour donné, on relève une température moyenne journalière de 9

degrés. Etant donné que la différence par rapport à la température intérieure standard de 20

°C s'élève à 11 °C, 11 degrés-jours sont comptabilisés ce jour-là. [12]

Figure 15 – Base données du fichier DJ de l'entreprise

Figure 15 - Zoom sur le relevé des DJ



Présentation de l’onglet : Consommation

① On retrouve un total par mois pour la somme des consommations qui est par la suite

utilisé lors du report des consommations sur graphique.

② Un deuxième total est, lui, fait par compteur et se retrouve lors des graphiques de

répartition. Ainsi, en cours et en fin d’année on peut visualiser l’impact d’un départ sur la

consommation totale, ou encore vérifier la variation de consommation spécifique telle que

celle de la climatisation (été hiver).

Fonctionnement

Le passage de l’onglet index à celui des consommations se fait par soustraction des index

compteur d’un mois à l’autre. Ils sont tous deux extrêmement liés. En effet, les catégories,

noms et unités des compteurs y sont automatiquement reportés tels quels.

L’onglet constitue la base de l’ensemble des onglets à suivre. A savoir, pour chaque feuille

suivante du rapport les consommations sont issues de celles-ci. Tout étant automatisé après

vérification de cette feuille, on pourra alors choisir les feuilles qui nous intéressent dans le

reste du rapport.

Figure 16 - Onglet "Consommation" de l'outil de suivi énergétique



Feuilles : Consommation

① Sur chacune des feuilles du rapport on retrouve en haut de la page le numéro du

contrat dont il est question. Ce système permet, en cas de questions ou requêtes, de la part

d’un client de pouvoir immédiatement retrouver le fichier source.

② Le tableau est constitué de trois colonnes portant sur les consommations des trois

années antérieures, dans le cas où l’on dispose de celles-ci. Puis, la quatrième qui restitue

les consommations de l’année en cours.

③ Chaque feuille dispose d’un espace de commentaire. Il est indispensable de pouvoir

interpréter et justifier les consommations au client qui de ce fait, pour plus facilement

comprendre et analyser à son tour le rapport.

④ Les données peuvent être délivrées sous la forme d’un diagramme bâton, dans

lequel chaque année est représenté par un bâton. Cependant, il est aussi possible pour un

souci de lisibilité d’effectuer une moyenne des années antérieures qui sera comparée avec

l’année en cours. De plus sur le diagramme, on peut faire apparaitre l’évolution des degrés-

jours pour vérifier la cohérence des consommations au cours de l’année.

Figure 17 - Extrait de l'onget "Chauffage" de l'outil de suivi énergétique



Feuille : Signature énergétique

① Sur la première colonne du tableau on peut voir le nombre de degrés-jours pour le

mois correspondant. On constate que l’été cette valeur est nulle ou quasiment nulle.

② La deuxième colonne est, elle, calculée à l’aide des consommations des années

antérieures. En effet, je me sers de l’équation de la droite de référence (en bleue) pour

calculer la consommation prévisible en fonction du nombre de DJ.

③ Ces valeurs sont directement issues de l’onglet consommation pour l’année en

cours.

④ On retrouve en bleu, la droite de référence de consommation en fonction des DJ, et

en rouge, les valeurs de consommation réelles.

⑤ L’équation de la droite est obtenue en réalisant une régression linéaire des

consommations des années antérieures (1 à 3 années) et permet de tracer une référence du

bâtiment.

Le suivi de la consommation des installations de chauffage est la fonction la plus immédiate

de la signature énergétique. En effet, les dérives de consommation se traduisent

Figure 18 - Page "Signature énergétique" de l'outil de suivi énergétique



visuellement par des écarts à la droite. Il est ainsi possible de prendre des mesures

correctrices dans les plus brefs délais et d’éviter des dépenses inutiles. On peut visualiser

directement la part d’ECS en prenant l’ordonnée à l’origine du graphique.

La signature énergétique permet aussi d’anticiper la consommation d’une installation dans

des conditions climatiques données. Chaque écart par rapport à cette consommation

théorique peut être quantifié. Ainsi, le surcoût d’une dérive est connu ou, à l’opposé, les

économies engendrées par des travaux ou une optimisation de l’installation sont facilement

quantifiables.

Il convient de remarquer ici que la signature énergétique ne représente une droite que si

l’installation de chauffage est pilotée par un système de régulation performant. De plus, il est

facile d’observer la consommation d’eau chaude sanitaire d’un bâtiment parce qu’elle

représente l’ordonnée à l’origine de la droite.

Des points qui s’éloigneraient trop de la droite expriment des anomalies, qu’il faut expliquer.

Il est possible, grâce aux positionnements des points de relevés, d’établir un premier

diagnostic et d’identifier certains dysfonctionnements de l’installation de chauffage. De

même, on pourra connaître certaines caractéristiques thermiques et dynamiques du bâtiment

ainsi étudié. [13]

La répartition des points de relevés autour de la droite permet de diagnostiquer des

dysfonctionnements et d’orienter la recherche de solutions très rapidement :

Cas n° 1 Cas n° 3

Cas n° 2 Cas n° 4

Figure 19 - Exemples d'analyse d'une signature énergétique

Conso. chauffage

DJ

Surchauffe du bâtiment

et/ou surdimensionnement

du dispositif de production

de chaleur. La droite

tracée représente l’objectif

de consommation à

atteindre. DJ

Effets de facteurs

climatiques externes,

l’ensoleillement et le

vent.

DJ

Dérèglement du

dispositif de production

de chaleur.

Conso. chauffage Conso. chauffage

DJ

Dysfonctionnement du

système de régulation, ou

problème au niveau des

sondes de température.

Conso. chauffage



Feuilles : Répartition de la consommation (mensuelle et annuelle)

① Sur la première colonne de valeurs du tableau on retrouve les consommations

annuelles de chacun des secteurs suivis. Puis, apparait la part en pourcentage de

consommation de chaque secteur. On peut de ce fait rapidement visualiser les parties les

plus énergivores du site, à savoir l’ECS, le chauffage dans les bureaux ou encore le

chauffage de la piscine s’il existe.

② Le graphique type secteur permet de bien rendre compte de la contribution de

chaque valeur par rapport à un total, tout en accentuant les valeurs individuelles. Le

graphique est la somme des consommations réalisées de janvier à la date d’impression.

③ Sur cette feuille, on trouve la consommation mensuelle de chaque secteur et ce,

tout au long l’année.

④ Si les consommations au sein d’un site sont constantes au fil de l’année ce graphique

n’est pas utile. Cependant, dans le cas ou les consommations par secteur varient il permet

de voir clairement l’arrêt de consommation de chauffage l’été (bleu clair) ou encore la mise

en route du chauffage de la piscine à la même période (orange). On retrouve aussi la part

d’ECS à peu prêt constante sur l’année (bleu sombre). Dans le cas de l’électricité on peut

voir la part grandissante de la climatisation avec l’apparition de l’été.

Figure 20 - Feuilles "Répartition” de la consommation"



Feuille Electricité : Observation Actif / Réactif / Cos Phi moyen et répartition heures

pleines heures douces

① La première page permet de visualiser, lorsque les relevés sont possibles, la

consommation d’actif, de réactif ainsi que la valeur de cos Phi moyen. Pour pouvoir le

faire, il est nécessaire d’avoir accès au compteur SIG afin de relever le détail des

consommations et donc réaliser le calcul du cos phi. Cette feuille ne sert pas forcement pour

le rapport donné au client mais peut permettre de comprendre et d’expliquer certaines

valeurs de consommations. De même, elle permet de rendre compte de la vétusté et du type

d’installations installées et consommant l’électricité.

② On trouve, dans l’onglet « Electricité » une page qui montre le profil d’utilisation de

l’électricité au sein du site étudié. En effet, on a en rouge les consommations réalisées en

Heures Pleines et en bleu, les consommations Heures Douces (équivalent des heures

creuses en France). La encore, ce graphique va nous permettre d’orienter les programmes

de fonctionnement et de faire apparaitre des incohérences dans l’utilisation de l’énergie si

c’est le cas.

Il sera bientôt nécessaire de faire évoluer ce graphique afin d’y inclure les nouvelles plages

tarifaires que les SIG vont mettre en place pour les grands consommateurs (formules à 3 ou

5 plages tarifaires) afin la encore d’optimiser les consommations.

Figure 21 - Extrait de l'onglet "Eclectricité"



Feuille Gaz à effet de serre : Quantités de CO2 et de GES rejetés

① Trois feuilles de ce type existent sous l’onglet « Gaz à effet de serre » : Chauffage,

Electricité et Global. Les calculs sont réalisés à partir de valeurs de rejets issus de normes

SIA en fonction du combustible utilisé. Pour l’électricité, les rejets dépendent du type

d’abonnement choisi par le client, il existe des abonnements avec une part plus ou moins

importante d’énergie produite par des systèmes de production d’énergies renouvelables.

Il est possible de réaliser le graphique de rejets global si l’on dispose des accès aux

consommations électriques, sinon seul le chauffage est représenté et analysé.

② Les valeurs de la colonne représentent les rejets de dioxyde de carbone

uniquement, par kg. On les retrouve en rouge dans le graphique.

③ Les valeurs de la dernière colonne sont, elles, le reflet de l’ensemble des gaz à effet

de serre, en kg, émis par les installations dans l’atmosphère. Il s’agit donc du dioxyde de

carbone mais aussi du méthane, du protoxyde d’azote ou encore de l’ozone. On les retrouve

en vert sur le graphique.

Figure 22 - Extrait de l'onglet "Rejets GES"



Figure 23 - Feuille "Etiquette énergétique"

Feuille Gaz à effet de serre : Etiquette énergétique [14]

① Deux étiquettes énergétiques sont générées automatiquement : Chauffage et

Global. Cependant, il n’est possible d’exploiter l’étiquette « Global » que si le périmètre de

maintenance englobe l’accès à toutes les installations du site y compris l’électricité. Sinon,

seule l’étiquette Chauffage est analysée et rend compte de l’état des consommations et

rejets du site par rapport aux valeurs références tirées d’une norme SIA.

② La première colonne témoigne de la consommation en énergie réelle du site suivi.

Les classes A, B, C… sont définies par des ratios avec les valeurs de consommations

standards.

③ La encore, la deuxième colonne illustre un ratio avec les valeurs standard mais cette

fois ce sont les rejets de gaz à effet de serre qui sont concernés.

④ Le tableau affiche le résultat du calcul de l’IDC réalisé par l’outil via un autre onglet

et affiche aussi automatiquement la valeur attendue pour le bâtiment en question. Cette

valeur théorique est celle annoncée lors du dépôt du permis de construire et peut être très

éloignée de la réalité. Quelque soit l’âge du bâtiment, son type ou encore le label sous lequel

il a été construit, la réalité et la théorie sont deux choses bien distinctes.

⑤ Enfin, un deuxième tableau permet de comparer directement les valeurs attendues

d’après la norme SIA et celles observées sur le site. On peut vérifier rapidement les valeurs

annoncées en ② et en ③.



2.4. Réflexions sur l’outil

Technicité du fichier Excel

Concernant la réalisation de l’outil sous Excel, je n’ai utilisé aucune macro afin de faciliter

l’utilisation de l’outil et son adaptation aux nombreuses versions du pack office encore en

service dans l’entreprise. De plus, l’ensemble des calculs nécessaires ont été effectués via le

même fichier afin de s’affranchir des erreurs dues aux références.

Seul le calcul des degrés jours et des températures moyennes, qui doit lui être mis à jour

mensuellement, est fait via un autre fichier Excel. Cependant, ce fichier existe depuis

plusieurs années et est mis à jour une fois par mois, par la même personne au même

emplacement sur le serveur. Ainsi, l’outil est très simple à prendre en main, et ne requiert

aucune compétence particulière pour en assurer le bon fonctionnement.

Sélection des vues

A chaque prise en charge d’un site, il est nécessaire pour disposer du suivi énergétique de

réaliser un fichier de base de l’outil. En effet, en fonction du nombre de compteurs

disponibles et de leur implantation le suivi des consommations ne sera pas le même. Ainsi, il

appartient au responsable suivi énergétique d’établir, en accord avec le responsable

maintenance, le fichier de base qui répond aux besoins et volontés du client. Il n’est pas

toujours évident de réaliser un fichier cohérent puisque dans certain cas la hiérarchie des

compteurs est incompréhensible (doublon, compteur hors service…), il s’agit donc d’être le

plus simple possible afin d’être le plus clair pour le client.

Mise en forme

Un code couleur existant au sein de l’entreprise, et calqué sur celui utilisé sur les chantiers à

limité les possibilités de choix mais cela permet au technicien de bien savoir sur quelle partie

de l’installation se situe les compteurs relevés.

Une fois le fichier de base défini, l’outil est mis à disposition sur le serveur. Cependant, un

grand nombre de cellules est verrouillé afin d’éviter tous problèmes dus à une mauvaise

manipulation. Ce verrouillage n’est pas toujours évident à réaliser mais demeure

indispensable.

L’utilisateur potentiel peut néanmoins ajouter des lignes de compteurs et surtout entrer les

nouvelles valeurs d’index à chaque relevé.

Limites du à la simplicité d’utilisation

Malgré la volonté de réaliser un outil de suivi entièrement automatique, certaines étapes ne

sont pas réalisables sans macro. C’est le cas par exemple pour la mise à jour du sommaire

figurant en deuxième page du rapport (voir Annexe 3), qui dépend directement du site et des

énergies suivies. De même, en ce qui concerne l’impression du rapport, elle est totalement

manuelle. Là encore il possible de l’automatiser mais cela nécessite l’utilisation de fonctions

plus compliquées d’Excel ce qui ne rentre pas dans les objectifs fixés pour la création de

l’outil.



Accès à distance

Une dimension manque encore à cet outil et il s’agit de sa mise en ligne. Pour cette partie,

les procédures de validation du travail réalisé a restreint le temps disponible pour y réfléchir.

De plus, MINERG-APPELSA Services SA souhaite dans un premier temps se rendre compte

de l’impact et de l’intérêt de l’outil au sein de son activité avant de déployer de nouveaux

moyens pour une mise en ligne.

Cette étape est cependant, engagée dans le suivi énergétique mis en place sur la villa Tour

Carrée, qui est l’un des deux exemples que je décris à la page 43.

Transmission de l’outil

Afin de permettre aux personnes qui seront amenées à travailler sur le suivi énergétique au

sein de l’entreprise j’ai fais en sorte que la conception de l’outil soit la plus transparente

possible. En effet, en concevant un outil simple et ergonomique son utilisation ne demande

pas de formation particulière.

C’est aussi dans le but de pérenniser son utilisation dans l’entreprise que j’ai apporté une

attention particulière à le rendre évolutif par la conception d’onglets basés sur des principes

similaires, que ce soit pour le chauffage, pour l’eau ou encore pour l’électricité.



3. Déploiement de la méthode : Illustration sur deux contrats

Un moyen fiable pour tester une méthode et la soumettre à révision est de la mettre en

application sur des cas concrets. A la suite de séances avec mes responsables, ceux-ci

m’ont permis de la déployer. C’est pourquoi, je vous présente ci-dessous deux cas de figure

bien distincts mais tous deux directement liés à l’entité de suivi énergétique et donc à la

méthode mise en place. Voici donc le déroulement de ces premiers essais.

3.1. Etude énergétique sur un bâtiment de la Halle aux chaussures

Au cours de mon projet, une étude

concernant un bâtiment de la Halle aux

chaussures m’est attribuée. Ma mission

est de réaliser une étude en vue de

reprendre en charge des installations

techniques dont MINERG-APPELSA

Services SA a la maintenance. En effet, à

l’issue de l’étude l’objectif est de pouvoir

proposer un système de chauffage et

climatisation permettant d’atteindre les

besoins de confort du client, tout en

diminuant leur impact sur l’environnement.

Dans ce cas précis, l’état des lieux ainsi

que la présentation succincte de possibilités d’améliorations du bâtiment et de ses

installations techniques étaient vendus au client. De ce fait, l’étape état des lieux a été très

approfondie. En effet, j’ai réalisé un préavis thermique, un bilan thermique chauffage ainsi

que climatisation avant de mettre à profit les simulations réalisées pour chiffrer certaines

mesures d’améliorations.

3.1.1. Etat des lieux

Préavis thermique : Enercad

Cette étude m’a permis de me familiariser avec le logiciel Enercad qui est un ensemble

d’outils de calcul et de simulation en rapport avec l’énergie dans le bâtiment. Ce logiciel est

certifié en Suisse pour le calcul de justification du respect de la norme d’où son utilisation. La

prise en main s’est relativement bien passée et m’a apporté de nouvelles connaissances en

matière de modélisation informatique.

Figure 24 - Magasin Halle aux chaussures - Meyrin



Le préavis thermique réalisé sous logiciel Enercad, disponible en Annexe 4, donne les

résultats suivants :

Qh = 1676.9 MJ/m²

Qh,li = 229.4 MJ/m²

où Qh et Qh,li sont les besoins de chaleur (total et limite) pour le chauffage du

bâtiment d’après la Norme SIA 380/1 – Energie Thermique

A la vue de ces valeurs, il apparaît clairement que la valeur limite est hors d’atteinte

sans une refonte complète du bâtiment. C’est pourquoi il est nécessaire de réfléchir à la

réalisation de travaux ayant le meilleur rapport efficacité/prix pour se rapprocher au

maximum de cette valeur limite et donc répondre de la manière la plus cohérente au

client.

Voici à quoi ressemble une fenêtre du logiciel au cours d’une simulation :

Figure 25 - Vue du logiciel Enercad



Les hypothèses réalisées lors de cette étude sont les suivantes :

Eté : Température intérieure = 26°C

Hiver : Température intérieure = 20°C

Text : Valeur de la station météorologique de l’aéroport Genève-Cointrin

Le bâtiment est composé exclusivement de locaux dédiés à la vente et se décompose

comme suit :

Surface de la zone de vente : 600 m2 environ

Surface de la zone bureau : 60 m2 environ

Surface du sous-sol non-chauffé : 600 m2 environ

Volume chauffé du bâtiment : 2800 m3 environ

La toiture du bâtiment est un shed. La surface en

contact avec l’extérieur est de : 850 m2 environ

Etat architectural :

- Le bâtiment est composé de parois en béton, sans isolation. Les parois sont

fortement vitrées. La toiture est métallique, avec une faible isolation.

Il était à l’origine prévu pour accueillir un garage automobile, ce qui explique la part

importante des vitrages sur l’ensemble du bâtiment et les défauts d’isolation (zones

ouvertes, large porte métallique…).

- L’isolation thermique observée sur place est très faible. En effet, en ce qui concerne

les parois déperditives, seule la toiture possède une couche d’isolant, mais trop

faiblement épaisse.

- Les performances individuelles des parois et les ouvrants sont issus d’hypothèses

réalisées suite à la visite des locaux. On obtient notamment :

Mur extérieur de 20 cm de béton, sans isolation, pour une valeur de U ≈ 3

W/m2K.

Toiture en tôle avec 4 cm d’isolation (Lambda 0.047 W/mK) pour un U ≈ 1

W/m2K.

Dalle sur sous-sol non chauffé de 20 cm de béton avec un U ≈ 1.6 W/m²K.



Vitrages :

1. Simple vitrage sur toiture avec cadre aluminium (U = 5.25 W/m²K et g =

0.9) dans la plupart des cas et g = 0.1 pour les vitrages latéraux Est

masqués par la partie haute du bâtiment.

2. Double vitrage sur les parois avec cadre aluminium et coupure de ponts

thermiques (U = 3.20 W/m²K). La valeur du coefficient d’ensoleillement g

varie en fonction de la protection mise en place sur les vitrages :

Type de protection solaire Coefficient

d’ensoleillement g

Vitrage entièrement exposé 0.90

Autocollant face extérieur ≈ masque léger 0.80

Meuble intérieur masquant le vitrage ≈ store

intérieur

0.67

Bardage métallique 0.10

Surface de référence énergétique :

La valeur approximative de la SRE prise pour la réalisation de l’étude est 665 m². Cette

valeur doit être officiellement confirmée selon permis de construire initial ou métré

d’architecte en vue d’un futur dépôt de demande d’autorisation.

L’ensemble des dispositifs luminaires installés constitue une puissance d’environ 17'000

W d’après le plan établi par le département travaux de la Halle aux Chaussures du

23/06/2009. Ce chiffre est relativement élevé mais dans la fourchette de

dimensionnement de la norme SIA. Des économies sont cependant possibles sur le

choix et la gestion des luminaires.



Bilan thermique : Perrenoud

J’ai eu l’occasion de travailler sur un autre logiciel de calcul thermique, Perrenoud, qui m’a

servi à réaliser des bilans thermiques en chauffage et en climatisation.

Pour le calcul des charges et des déperditions, le logiciel possède deux modules différents,

U2 pour le chauffage et U11 pour la climatisation.

Chauffage : Calcul des déperditions du bâtiment

Le bilan thermique réalisé sous le logiciel Perrenoud, disponible en Annexe 5, donne les


Zone de vente : 122'018 W

Zone bureau : 10'586 W

Total : 132'604 W

Figure 26 - Vue du logiciel Perrenoud (module U2)



Froid : Calcul de charges

Le bilan thermique réalisé sous le logiciel Perrenoud, disponible en Annexe 6, donne les


Apport maximum : 107'592 W en Juillet

Installations techniques en place

Le bâtiment concerné par le projet a fait l’objet d’une rénovation en 1999. Depuis, quatre

appareils de type Split System à condensation par air assuraient le chauffage et le

rafraîchissement de la surface de vente (appareils réversibles). Ces appareils

fonctionnaient avec le gaz frigorifique R22, en cours d’élimination dans les installations

de froid.

Figure 27 - Vue du logiciel Perrenoud (module U11)



Aujourd’hui, ce système est vétuste et ne permet plus le rafraîchissement du bâtiment.

Un courrier datant du 9 février 2011, établi par le service maintenance de l’entreprise

montre plus en détails l’importance d’opter pour une solution de remplacement de ces

installations en s’appuyant sur la législation en cours.

En ce qui concerne le chauffage, une solution provisoire avait été mise en place pour la

période hivernale. Elle consiste en l’installation d’un générateur d’air chaud KRUGER de

150 kW fonctionnant au mazout. L’air chaud est pulsé à travers deux gaines textiles à

l’intérieur du magasin. Ce système ne constitue qu’une solution provisoire et devra être

remplacé par une solution de chauffage fixe.

La surface de la zone bureau était, elle, chauffée par des convecteurs électriques et

n’est pas rafraîchie.

Lors de la rénovation, l’ancienne chaudière datant de 1979 a été désaffectée mais

laissée sur place et la citerne à mazout a été murée.

Suite à la visite du bâtiment, il n’était pas difficile de prévoir l’orientation des résultats de

calculs. En effet, il apparait clairement que les locaux ne sont pas du tout adapté à

l’utilisation qu’il en est fait actuellement. Cependant, il était important de pouvoir mettre des

chiffres clairs et justes sur chacune des hypothèses afin de pouvoir défendre des travaux

devant le client. Une fois les simulations terminées, j’ai pu réaliser, sous Enercad puis

Perrenoud, différentes modélisations avec les améliorations futures les plus probables.

De cette manière, j’ai pu présenter au client, lors d’une séance, certaines possibilités pour

diminuer ses consommations et atteindre les températures de confort.



3.1.2. Pistes d’améliorations énergétiques

Travail sur le bâtiment

Nombreuses sont les pistes d’améliorations envisageables à l’heure actuelle, voici celles que

j’ai considérées dans mon étude :

- Isolation de la toiture

La mise en place d’une isolation supplémentaire au niveau de la toiture permet

de limiter les déperditions sur l’ensemble de la structure shed, soit environ 850

m². Les estimations ont été réalisées avec la mise en place d’un complément

d’isolation de laine de verre pour atteindre la norme actuelle (U = 0.2 W/m²K)

sur la totalité de la toiture.

- « Murage » des ouvrants inutiles

Le bâtiment, étant à l’origine un garage, dispose d’un grand nombre de vitrages

inutilisés et qui occasionnent d’importantes déperditions. Afin de réduire

l’impact de celles-ci, nous avons réalisé une simulation en remplaçant les

vitrages par une paroi thermiquement similaire à celle existante.

- Isolation extérieure des parois

Les vitrages de 3 façades sur 4 n’étant pas utilisés, on peut imaginer reprendre

une isolation complète par l’extérieure de celles-ci afin d’atteindre la norme

actuelle (0.2 W/m2K). Les travaux à entreprendre seraient importants mais les

gains énergétiques également.

- Extension du bardage métallique

Afin de réduire l’importance des apports dus au rayonnement solaire sur les

vitrages, nous avons simulé une solution comprenant l’installation d’un bardage

métallique, similaire à celui déjà existant sur une partie du bâtiment, sur

l’ensemble des façades dont les vitrages ne sont pas utilisés comme entrée

lumineuse. Ainsi, les vitrages seront occultés efficacement et les besoins de

rafraîchissement réduits.

- Mise en place d’un faux plafond

L’importance du volume du bâtiment, dû à sa grande hauteur, peut être réduite

de façon considérable par la mise en place d’un faux plafond à 3m de hauteur

environ. En effet, un tel dispositif permet de réduire de 35% le volume d’air

traité par les installations techniques. Lors de l’estimation, avec une isolation de

5 cm de laine de verre, le faux plafond (U = 0.667 W/m²K) permet la réalisation

d’économies d’énergie importantes. La zone « morte » ainsi créée devra être

ventilée un minimum. Elle pourra servir également à placer les installations

techniques (unités terminales de traitement d’air, éclairage…).

- Rénovation des éclairages



La gestion de l’éclairage peut permettre de réduire la puissance mise en place.

En effet, celle-ci permet de réaliser des économies sur les installations en

diminuant, pour notre estimation, la puissance d’éclairage à une valeur de

20W/m².

- Création d’un SAS d’entrée

L’ouverture de la porte d’entrée est à l’origine d’importantes déperditions non

contrôlées. La mise en place d’un SAS d’entrée (ou tourniquet automatique)

permet de contrôler de plus près les entrées et sorties de la clientèle réalisant

ainsi des économies sur le traitement de l’air apporté de l’extérieur.

Les estimations d’économie d’énergie, de consommation sur le chaud (Calcul sous

Enercad) et de puissance sur le froid (Calcul sous Perrenoud), par rapport à la

situation actuelle sont disponibles dans le tableau ci-dessous :

Chacune de ces solutions fera l’objet d’une étude plus approfondie afin d’obtenir des

valeurs d’économies d’énergie plus précises si le client le souhaite. Un cumul des

solutions n’amènera pas automatiquement un cumul des économies (par exemple, en

cas d’isolation extérieure des parois, l’extension du bardage métallique n’amène plus

d’économies.)

Solution d’amélioration Consommation

de chauffage

Puissance de

climatisation

Impact

financier

Isolation de la toiture ≈ 12% ≈ 6% +++

« Murage » des ouvrants inutiles ≈ 8% ++

Isolation extérieure des parois ≈ 29% ≈ 16% ++++

Extension du bardage métallique ≈ 11% ++

Mise en place d’un faux plafond ≈ 40% ≈ 20% +++

Rénovation des éclairages ≈ 6% ++

Création d’un SAS d’entrée A déterminer A déterminer +



Proposition d’un système adapté

Etant donné les travaux lourds qui seraient à entreprendre pour remettre en service la

chaufferie, sans donner de solutions pour la climatisation, j’ai dans un premier temps

conseillé d’installer un système de type VRV réversible.

Il s’agit d’une production de chaud et froid centralisée de type détente directe. La

puissance est modulante. La distribution du traitement d’air est réalisée par des unités

terminales à choix (plafonniers ou gainables en cas de faux-plafond à privilégier dans ce

cas). La jonction entre l’unité extérieure et les unités intérieures est réalisée au moyen

de conduites frigorifiques en cuivre isolées.

L’installation est donc relativement simple à réaliser. Elle permet de donner

simultanément une solution en chaud et en froid.

L’unité extérieure pourrait être installée en lieu et place de la chaufferie mobile actuelle,

à l’arrière du bâtiment.

La puissance du système à installer, donc son prix et ses contraintes de raccordement,

va être directement liée aux améliorations mises en place sur le bâtiment.

Notamment, la disponibilité de la puissance électrique nécessaire à son fonctionnement

doit être vérifiée par un électricien. En effet, dans l’état actuel du bâtiment, la puissance

électrique à raccorder serait supérieure à la puissance théoriquement utilisée par les

anciens split-systems.

L’ensemble des installations de ventilation du bâtiment sont à l’arrêt. Il serait souhaitable

de rétablir un minimum de renouvellement d’air dans la zone de magasin. Les solutions

et impacts sur le bâtiment restent à étudier.

Nota : En cas de dépôt de permis de construire, il sera nécessaire de mettre le

bâtiment aux normes de sécurité actuelles (voies de fuite, sprinkler,

incendie…). Des travaux hors de notre lot seraient donc vraisemblablement à

considérer.

A la suite de cette étude, mon tuteur et moi avons pris un rendez vous avec le ScanE afin de

discuter avec eux de l’avenir du bâtiment et de connaitre leur vision à son sujet. Le compte-

rendu de cette séance est disponible en Annexe 7.

Par ailleurs, j’ai convenu avec le client de réaliser un enregistrement des consommations

électriques d’une semaine, sur le site, afin de déterminer la puissance électrique disponible

pour les installations techniques. En effet, les installations actuelles étant hors service, la

puissance disponible sera directement celle que l’on pourra prévoir pour le système de type

VRV réversible.



3.2. Prise en charge du suivi énergétique de la Villa Tour Carrée

Dès mon arrivée au sein de l’entreprise, j’ai

eu connaissance d’une mission à traiter dans

l’ « urgence », puis ce chantier est devenu le

fil rouge tout au long de mon projet. En effet,

prévu pour être livré un mois après le début

du stage, ce site comporte une partie « suivi

énergétique » à laquelle j’ai fortement

participé.

De plus, il s’agit d’un endroit peu ordinaire

puisque c’est une villa de particulier et que

les demandes dépassent un petit peu les

habitudes. Par exemple, le client possède un

système de supervision très poussé, il a fallu

créer de quoi assurer le suivi via ce système

décrit ci-dessous. Il a choisi ce type de système afin de pouvoir visualiser, entre autres,

l’évolution de ses installations de génie climatique en direct.

La prise en charge de ce projet s’est faite en plusieurs parties. La première d’entre elle a été

l’état des lieux. En effet, après avoir pris connaissance du dossier et des installations

existantes sur le site je me suis rendu sur place pour constater les points communs et les

différences entre les installations et les plans. De cette manière, j’ai pu établir une liste de

consommations qui pourraient être suivies.

Lors des premières séances réalisées avec le chargé d’affaire, le technicien de régulation du

site et mon tuteur il nous a fallu réfléchir à la manière dont nous pourrions répondre aux

attentes du client. En effet, ce propriétaire possède un système de gestion centralisé

disposant d’un spectre très large et qui comprend entre autres les installations techniques

destinées au génie climatique à savoir, les panneaux solaires thermiques, la pompe à

chaleur, un monobloc, l’eau chaude sanitaire, les ballons de stockage ainsi qu’un échangeur

sur la piscine.

MINERG-APPELSA a, dès le début, vu en ce chantier, la possibilité de construire un

laboratoire de suivi énergétique et, par la même, de s’en servir de référence pour les

prochaines demandes.

Figure 28 - Photo de la Villa Tour Carrée



3.2.1. Etat des lieux du site

Comme à chaque fois, la première étape consiste à observer l’existant afin de pouvoir

comprendre le fonctionnement et l’organisation du site et des ses installations.

Le bâtiment

Il s’agit d’une villa d’environ 950m² habitable, entièrement refaite à neuf. Deux bâtiments

sont alimentés via une seule et unique chaufferie située au sous-sol de la villa. Il s’agit du

pool-house et de la villa en elle-même. La villa s’étend sur trois niveaux :

- Le sous-sol : 80 m² pour un volume de 148 m3

- Le rez-de-chaussée : 435 m² pour un volume de 870 m3

- L’étage : 435 m² pour un volume de 905 m3

Conditions thermiques existantes

Les travaux étant encore en cours au moment de mes interventions sur le site, il est difficile

de savoir si les conditions existantes sont celles garanties lors du dépôt du permis de

construire. Cependant, n’ayant que peu de recul sur le bâtiment je pars du principe que les

valeurs réelles sont proches des valeurs théoriques et donc :

Qh = 278 MJ/m²

Qh,li = 281 MJ/m²

où Qh et Qh,li sont les besoins de chaleur (total et limite) pour le chauffage du bâtiment

d’après la Norme SIA 380/1 – Energie Thermique

Le bilan thermique réalisé par un bureau d’étude donne les valeurs de puissances

nécessaires suivantes :

Puissance chauffage : 36'506 W

Puissance ECS : 871 W

Les installations de génie climatique

Lors de la rénovation le matériel a été présélectionné en fonction d’une exploitation

rationnelle, éprouvée et économique en termes d’énergie et de maintenance. C’est le cas

pour les installations de chauffage et de ventilation, tout en tenant compte des contraintes de

pression et de température des différents réseaux pour les fluides et énergie considérés.

Sonde géothermique : Trois forages à 280 m de profondeur qui permettent l’hiver

d’augmenter le rendement de la pompe à chaleur en profitant des apports thermiques

du sol. Marque HakaGerodur AG.



Pompe à chaleur : Marque CTA, système réversible mais utilisé uniquement pour le

chauffage et l’eau chaude sanitaire car le client n’a pas choisi la proposition qui

utilisait la réversibilité. Le régime d’eau est 55/45 °C.

Ballon de stockage chaud : Deux ballons de 1300 litres, de marque Lacaze energies.

Ballon d’ECS : 1500 litres de volume et équipé d’une épingle électrique de 9 kW afin

d’assurer le choc thermique pour s’affranchir des problèmes de légionellose.

Panneau solaire : 31,5 m² de capteurs solaires thermiques Clipsol en intégration. Les

panneaux permettent d’alimenter les ballons d’ECS et de stockage chaud. Dans le

cas où il n’y a pas de demande de chaud et que les ballons sont en température, les

panneaux alimentent un échangeur permettant de chauffer l’eau de la piscine. En

été, un système est prévu pour décharger les ballons dans les panneaux afin d’éviter

une accumulation d’énergie (dans les panneaux).

Distribution : L’ensemble des pompes utilisées sont de marque Wilo. Il existe quatre

départs pour le chauffage par le sol des deux bâtiments.

Echangeur piscine : Marque EMB, 1,5 m3/h (En dehors du périmètre d’action)

Centrale de traitement d’air : Double flux à échangeur à plaque et dimensionné pour

satisfaire les besoins de ventilation au sous-sol, il est de marque Swegon et assure

un débit d’air neuf de 500 m3/h pour un débit d’air extrait de 860 m3/h.

Le scéma de principe des installations est visible en Annexe 8

Régulation

La régulation mise en place intégre la ventilation et le

chauffage sur le système de domotique CRESTRON.

Cela permet aux utilisateurs de pouvoir régler les

différents points de consignes dans la villa ainsi que de

visualiser toutes les données instantannées du

système.

En effet, le client a opté pour le leader Américain de la

Domotique CRESTRON™ qui offre des possibilités

immenses en terme de régulation, confort, gestion de la

sécurité, éclairages, audio, vidéo, reports sur des

périphériques tactiles, supervision, télégestion, prise en

main par internet, etc.

Le scéma de principe BUS de la régulation est visible en Annexe 9

Figure 29 – Système de domotique CRESTRON



3.2.2. Mise en place du suivi énergétique

Création du fichier de base pour l’outil

Dans un premier temps il s’agit de connaître le nombre de compteurs installés ainsi que ce

qu’ils comptent réellement. Voici le listing et rôle des compteurs :

Chauffage (compteurs d’énergie) :

- Pompe à chaleur : énergie fournie par la PAC

- Radiateur EST, Radiateur OUEST : énergie consommée par le plancher chauffant de

la villa

- Monobloc : énergie consommée par le monobloc double flux

- Plancher chauffant pool-house : énergie consommée par la pool-house

- Piscine : énergie solaire consommée pour le chauffage de l’eau de la piscine

- Solaire : énergie produite par les capteurs solaires qui alimentent le stockage chaud,

l’échangeur sur la piscine ou encore le ballon d’ECS en fonction des modes de

consommations en place

Electricité

- Pompe à chaleur : énergie consommée par les deux compresseurs de la PAC

- Distribution : énergie consommée par l’ensemble des pompes de distribution ainsi

que par l’épingle électrique du ballon d’eau chaude sanitaire

- Monobloc : énergie consommée par les ventilateurs du monobloc

Eau

- Arrosage : volume d’eau consommé par les différents points d’eau extérieur

- Villa : volume d’eau consommé pour l’ECS ou encore l’EFS

En plus des compteurs existants nous avons décidé d’optimiser les installations existantes

en créant virtuellement des compteurs d’énergie supplémentaires pour rendre compte de

l’énergie consommée pour l’ECS. Cette énergie est donc la somme de l’énergie produite par

les panneaux en mode ECS et par la PAC, elle aussi en mode ECS.

Ces compteurs ont pu être obtenus par la mise en place d’un programme basé sur les

modes de fonctionnement de l’installation et plus particulièrement sur l’utilisation des

pompes. En effet, de chaque coté du ballon d’ECS on trouve une pompe permettant, par

l’intermédiaire d’un échangeur de récupérer l’énergie obtenue dans un cas par la PAC, dans

l’autre par les capteurs solaire.



Par ailleurs, une fois ces valeurs obtenues ont a directement la valeur de l’énergie solaire

stockée dans les ballons de chauffage puisqu’il s’agit de l’énergie solaire produite totale –

l’énergie consommée dans la piscine – l’énergie consommée par l’ECS coté solaire.

Ainsi, me voici avec de nouveaux compteurs :

- ECS PAC

- ECS Solaire

- Chauffage PAC

- Stockage chaud Solaire

Il était important de pouvoir visualiser le plus précisément possible les apports des panneaux

solaires afin de justifier le choix technique au près du client et dans le but d’obtenir un contrat

de maintenance chez celui-ci.

Une fois la liste des compteurs établie et le principe de l’installation compris il ne m’a pas

fallu très longtemps pour créer le fichier de base de l’outil de suivi énergétique. En effet,

seules les consommations de chauffage, d’électricité et d’eau sont suivies.

Néanmoins, j’ai créé un onglet spécifique pour ce site puisque comme dit précédemment, le

client veut pouvoir visualiser les économies de kg de gaz à effet de serre rejetés par rapport

au système chaudière à mazout existant avant la rénovation. Cet nouvelle feuille s’inspire

d’une déjà existante et ce trouve en Annexe 10.

Régulation

Le système mis en place consiste en un dispositif complet de suivi énergétique observable

depuis le système CRESTRON. Il permet ainsi de suivre les consommations et les

économies réalisées par rapport à un système de chaudière mazout standard en temps réel,

en kg de CO2 ou encore, la production cumulée d’énergie obtenue via les capteurs solaire,

la valeur du COP de l’installation (PAC+solaire). L’ensemble de ces données est de plus,

stocké et accessible depuis le PC installé sur site.

Quelques vues créées afin de satisfaire à la demande du client sont disponible en

Annexe 11.

J’ai rencontré un certains nombre de difficultés sur ce site. Particulièrement, la

compréhension de la régulation et l’établissement des communications. A la fin de mon

projet l’ensemble de ce dispositif devrait être opérationnel et l’outil de suivi l’est lui depuis

trois mois ce qui offre déjà la possibilité de visualiser et de suivre les consommations.



Conclusion

A mon arrivée au sein de la société MINERG-APPELSA Services SA, à Genève, j’ai pu préciser avec mes responsables les objectifs de mon projet. A savoir, une ligne de conduite qui consiste à mettre en place une méthode pratique permettant d’assurer le suivi énergétique d’installations de génie climatique. J’ai eu à disposition tous les éléments existants qui pouvaient m’être utile afin d’orienter ma progression et mes prises de décision. L’accumulation des procédures mises en place par le passé a fortement impacté mon avancement. Il a été nécessaire à différentes reprises de réaliser des points avec mes responsables afin de ne pas prendre de mauvaises directions. Cependant, l’obligation de sélectionner et de restreindre les méthodes de fonctionnement m’a permis de travailler et d’améliorer grandement ma capacité à décider. La réflexion sur les possibilités permettant d’intégrer la démarche de suivi énergétique, ainsi que la création d’un outil support à ce suivi ont fait parti des grandes étapes de mon projet. En ce qui concerne l’outil, après de nombreuses recherches et idées concernant la forme de l’outil ainsi que son contenu, nous nous sommes mis d’accord mon tuteur et moi-même sur la création d’un fichier Excel le plus simple d’utilisation possible mais possédant une grande part d’automatisation des calculs. Lors de la réalisation du fichier Excel, j’ai pu profiter des conseils de mon tuteur, des collègues ainsi que de sites internet afin de toujours rendre le document le plus facile, accessible et évolutif possible. Cela m’a en outre permis de progresser dans la maitrise de ce logiciel et sur le fait de penser à l’utilisateur de mon travail tout au long de sa réalisation. Enfin par la mise en pratique des éléments créés sur différents contrats, j’ai pu me rendre compte, sur le terrain, de l’impact d’une telle démarche, des améliorations réalisées une fois sa mise en œuvre terminée ainsi que de l’intérêt des clients pour les économies d’énergies. La méthode globale réalisée dans le cadre de ce PFE va ainsi permettre à l’entreprise MINERG-APPELSA Services SA de réaliser du suivi énergétique plus efficacement qu’auparavant. La possibilité de prendre en charge des contrats à la performance sera d’autant plus facile que la démarche est aujourd’hui claire pour une grande partie du personnel concerné. La vente de l’outil de suivi énergétique créé fait partie des étapes de la vente du suivi énergétique aux clients. Tout au long de mon projet, j’ai eu l’occasion d’étendre ma culture personnelle concernant le fonctionnement réglementaire Suisse, d’avoir des contacts externes à l’entreprise, que ce soit avec les clients, les fournisseurs ou bien des tierces personnes en relation avec mes recherches. L’important rôle de la communication dans le domaine professionnel m’est une fois encore apparu comme capital. Ces expériences constituent de réels points positifs quant au commencement de ma carrière dans le monde du génie climatique.



Bibliographie

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[2]. http://www.swissworld.org/fr/politique/

[3]. www.ecologieliberale.ch/dossier_ene.htm

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[9]. http://etat.geneve.ch/dt/energie/audits_energetiques-849-4621.html

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[11]. Norme SIA 381/2 – Données climatiques relatives à la recommandation SIA 380/1

[12]. Norme SIA 381/3 – Les degrès jours en Suisse

[13]. www.energieplus-lesite.be

[14]. Norme SIA 2031 - Certificat Energétiques des batiments – Version 2009

[15]. http://www.gdfsuez.com/

[16]. http://www.minerg-appelsa.ch/fr/entreprise-histoire.php

http://www.bfs.admin.ch/bfs/portal/fr/index.html

http://www.swissworld.org/fr/politique/

http://www.ecologieliberale.ch/dossier_ene.htm

http://www.geneve.ch/legislation/rsg/f/s/rsg_L2_30.html

http://rsn.ne.ch/ajour_54/default.html?740105.htm

http://etat.geneve.ch/dt/energie/audits_energetiques-849-4621.html

http://etat.geneve.ch/dt/energie/contrats_performance-849-4612.html

http://www.gdfsuez.com/



Sommaire des annexes

Annexe 1 : Outil de calcul de l’indice de dépense de chaleur (IDC)

Annexe 2 : Organigramme de l’entreprise

Annexe 3 : Sommaire de l’outil de suivi énergétique

Annexe 4 : Préavis thermique réalisé sous Enercad 2010

Annexe 5 : Bilan thermique chaud réalisé sous Perrenoud 2009

Annexe 6 : Bilan thermique climatisation : Perrenoud

Annexe 7 : Compte-rendu de séance avec le ScanE pour le site de la Halle aux chaussures

Annexe 8 : Schéma de principe des installations techniques de la Villa Tour Carrée

Annexe 9 : Schéma de principe BUS de régulation de la Villa Tour Carrée

Annexe 10 : Feuille de l’outil spécifique aux installations de la Villa Tour Carrée

Annexe 11 : Vues du suivi énergétique adaptées pour le système CRESTRON

Présentation de l’entreprise

1. Le groupe GDF Suez MINERG-APPELSA est une société à actionnaire majoritaire le groupe GDF Suez. Celui-ci est l’un des leaders mondiaux de l’énergie, résultat de la fusion en 2008 de Gaz de France et de Suez. Fin 2009, GDF Suez regroupait 200 600 collaborateurs dans le monde et affichait un chiffre d’affaires de 79,9 milliards d’euros. [15] De la production d’électricité à l’achat de gaz naturel en passant par de nombreux services à l’énergie et à l’environnement, elle se décompose en cinq branches à savoir :

Energie France : production d’électricité, fourniture d’énergie et services associés.

Energie Europe & International : production, distribution et fourniture de gaz et d’électricité à l’international.

Global Gaz & GNL : production de gaz et de pétrole, approvisionnement de gaz et de GNL des grands consommateurs en Europe.

Infrastructure : activités de réseaux et d’infrastructure en Europe occidentale.

Energie Services : solutions énergétiques et environnementales pour l’industrie, le tertiaire et l’infrastructure.

SUEZ Environnement : services d’eau, d’assainissement et gestion des déchets des collectivités et des industriels. [16]

GDF SUEZ possède de nombreuses filiales à travers le monde, dont MINERG-APPELSA Services SA à PLAN LES OUATES en Suisse.

2. MINERG-APPELSA Services SA Le siège de MINERG-APPELSA se trouve à Plan les Ouates, à quelques kilomètres de Genève en Suisse. Une succursale est implantée depuis 1998 à Renens, à côté de Lausanne. Des suites d’une association entre Mino, une entreprise Suisse et Cinerg, filiale du groupe français Cofathec, Minerg S.A est crée en 1988. Elle s’est grandement développée ces dernières années, notamment grâce au rachat de plusieurs sociétés suisses de chauffage, climatisation et ventilation. En 1998, Minerg S.A rachète Appelsa Services S.A. L’entreprise devient MINERG-APPELSA Services S.A en 2001. Puis en 2002 Chaleur S.A est rachetée, puis en novembre 2009, la société Alphaclim et en mars 2010 Ventilair S.A. intègre MINERG-APPELSA Services SA. L’activité de l’entreprise est d’accompagner ses clients dans la conception, l’installation, l’entretien et la maintenance de système de chauffage, climatisation et ventilation. Elle se décompose en plusieurs services à savoir la maintenance, les travaux et la régulation. Elle regroupe 180 collaborateurs et intervient sur l’ensemble de la Suisse Romande.

genie climatique et energetiqueeprints2.insa-strasbourg.fr/883/1/mémoire_pfe... · 2011-10-06 ·...

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