Bâtiment "Enerpos", Ile de La Réunion, François Garde - Prebat

Journée thématique PREBAT
Vers des bâtiments à énergie positive
31 mars 2010, Chambéry
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RETOUR D’EXPERIENCES
Bâtiment ENERPOS
Ile de La Réunion
François GARDE
Laboratoire de Physique du Bâtiment et des Systèmes
Université de La Réunion
garde@univ-reunion.fr - http://lpbs.univ-reunion.fr/enerpos
Journée thématique PREBAT : Vers des bâtiments à énergie positive
Retour d’expérience : ENERPOS, Ile de La Réunion

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Le poids du bâtiment à La Réunion
85 % de la demande en électricité
Une seule énergie : l’électricité
Des consommations importantes
- Moyenne Bâtiments tertiaires : 330 kWhep/m²SHON.an (dont
190 kWhep/m²SHON.an pour la climatisation )
- Un impact environnemental énorme
Une réglementation RT2A DOM
Des outils d’aide à la conception : PERENE 2009
Un décalage par rapport aux lois Grenelle 2 et aux directives
européennes (EBPD : 2019, tous les bâtiments neufs à E>0)
Objectif BBC : 50 kWhep/m².an (consommations RT2005)
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Conversion Eprimaire/Efinale. Equivalent CO 2
La Reunion
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Source : IEA

Unités et définitions pour les NZEB/batiments à E>0
Surface utilisée ; SU, SDO ou SHON ?
Energie finale ou énergie primaire ?
1 kWhep/m²SHON = 2,36 kWhef/m².SU
Définition à La Réunion
« Un bâtiment à énergie positive est un bâtiment à très faible
consommation énergétique qui compense localement et annuellement
sa consommation par une source d’énergie renouvelable ».
A La Réunion, Conso < 50% PERENE
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Les principes de base
• Avoir des bâtiments qui consomment le moins possible tout en
garantissant le confort des usagers
• Construire des bâtiments passifs et à très faible énergie
– Connaître le climat et utiliser les bons outils de conception
– Environnement autour du bâtiment
– Conception thermique de l’enveloppe
– Traitement de l’air
– Privilégier l’éclairage naturel, limiter l’éclairage artificiel
– Améliorer les performances des systèmes
• Pendant l’exploitation
– Suivi des énergies : suivi des factures EDF, comptages
– Maintenance
– Formation des usagers, présence d’un homme énergie
• Favoriser les énergies renouvelables
Idée fondamentale : utiliser des moyens passifs le plus longtemps possible. Les
moyens actifs ne doivent être utilisés qu’en dernière limite.
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Conception passive en climat tropical/chaud
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• Deux grands principes p passifs:
– Protection solaire
– Ventilation naturelle traversante
• Transposition en France
– Lyon Renaissance
– Green office
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« ENERPOS » : 1er batiment à E>O à La Reunion
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EXIGENCE DU PROGRAMME
- Ventilation naturelle traversante obligatoire
- Climatisation limitée à 3 mois
- Eclairage artificiel < 7 W/m²
- Consommation < 80 kWh/m².an
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Le Bâtiment « ENERPOS »
‐ 1000 m² SHON (7 salles + 160 m² bureaux)
‐ 2 bâtiments /2 niveaux
‐ Toitures PV : 49 kWc/370 m²
‐ Livraison : Juillet 2008
‐ Coût : 2300€ HT /m² SHON – Surcoût : 6%
‐ Architecte : T Faessel‐Bohe
‐ Bureau d'étude : IMAGEEN (La Reunion)
‐ AMO HQE : TRIBU (Paris)
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Principes passifs de conception thermo-aéraulique
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Isolation de
toiture
renforcée
Jalousies
extérieures
30% porosité
Brasseurs
d’air
Protections
solaires par
lames de bois
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Jalousies intérieures i en complément des
portes intérieures : 30% de porosité.

Éclairage artificiel : les principesp
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Second jour par
jalousies intérieures
dans couloir
Éclairage 2x24 W
Objectif : 250 lux
Double commande
Éclairage en
applique 15 W
P inst : 4,5 W/m²
P inst : 8 W/m²
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Outils de simulation et méthodologie d’ENERPOS
Vers un modeleur 3D permettant de faire tout type de simulation...
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Sketchup pour optimiser les protections solaires
Utilisation du diagramme solaire
Optimisation des protections
solaires en utilisant Google
Sketchup
Validation : Photo et modélisation
de la façade Sud-Ouest en
Décembre à 16h30.
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Évolution de la température résultante dans un bureau
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• Critère passage VN/BA : Ta > 28°C pour Va=0,5 m.s -1
• Critère passage BA/clim : Ta > 30°C pour Va=1 m.s -1
Evolution de la température résultante dans un bureau
34
Périore de climatisation
32
Période brasseurs d'air
30 Ventilation naturelle
28
Tres bureau (°C)
26
24
22
20
18
16
Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Aout Sept Oct Nov Déc
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Résultats : utilisation des zones de Givoni
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Bureau : 160 h d’inconfort
Salles informatiques : 335 h d’inconfort
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Résultats de simulation Éclairage naturel
DAYSIM :
Fichier météo horaire (TMY)
Masques proches et lointain
Description depuis Sketchup
Puissance de la méthode Radiance
Indicateur intéressant :
% autonomie en éclairage naturel
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Quelques images d'ENERPOS
Facade Sud Ouest
Toiture PV intégrées
370 m²/49 kWc
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Monitoring
Systèmes énergétiqueséti
- Compteur d’énergie par type d’utilisation
- Reconstitution de la courbe de charge par
type d’utilisation (1 min)
- Production PV (1 min)
- Analyse du mismatch
Confort
- Ta et HR dans toutes les pièces
- Détecteur de présence
- Totem confort
- Station météo sur site
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Et après les études ? :
POE, Suivi iexpérimental, éi tl enquête de satisfaction
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Mesures : Ventilation naturelle et vitesse d’air intérieure
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Moy. Vitesses d’air Ext. = 3,5 m/s
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Mesures : Éclairage naturel
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POE : Evaluation du confort thermique
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Nombre de
personnes
Operative
temperature Evolution du jugement thermique au cours de l'exposition
8 am ‐ 12 am, le 20 02 2009, SALLE TD 4
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Température Air Sec: 28,43°C
Equivalent Température: 27,2°C
29,7°C
28,5°C
27,2°C
28°C 28,8°C
26,91°C
27,47°C
0,40
0,13
0,00
Début d'exposition: 8h Pause de 10h Fin d'exposition: 12h
Vt Vote 0 Vt Vote 1 Vt Vote 2 Vt Vote 3 Vt Vote 4 Moyenne des votes
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POE : 1500 questionnaires/500 personnes interrogées
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Ratio énergétique pour tout type d’utilisation
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Consommation
50 kWh/m²SU.an
(Etudes)
31 kWh/m²SU.an
(après correction)
ENR
78 kWh/m²SU.an
Source : Photovoltaïque
Balance
- 47
kWh/m²SU.an
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Verrous rencontrés, Facteurs clés de succés
FCS
- Valider toutes les étapes de la conception (programme, APD, PRO,
chantier)
- Outils de conception et simulations à imposer et dans une logique de
conception passive
- Changer les objectifs (approche confort, autonomie en éclairage naturel
…)
- Les utilisateurs sont la clé :
- POE indispensable
- Information, sensibilisation et communication constantes
Le maillon faible
Monitoring et coordination des entreprises GTC/électricité/génie
climatique/PV
Ce qui a manqué :
Energie grise,
douche + aménagement extérieur
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En résumé
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Les bâtiments à zéro énergie sont étroits et ventilés naturellement
Le facteur 4 est possible sans nouvelles technologies/matériaux
Rôle central du brasseur d’air
Solutions innovantes
- Bâtiments étroits et traversants
- Protection solaires décalées de la façade
- Brasseurs d'air à haute efficacité
- Jalousies intérieures i et extérieures
- Système VRV pour la clim
Back to the roots ?
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Le bâtiment est actuellement actif avec des
utilisateurs passifs.
L’enjeu de demain est de le rendre passif avec
des utilisateurs actifs.
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