Bâtiment "Enerpos", Ile de La Réunion, François Garde - Prebat
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Journée thématique PREBAT<br />
Vers <strong>de</strong>s bâtiments à énergie positive<br />
31 mars 2010, Chambéry<br />
1<br />
RETOUR D’EXPERIENCES<br />
Bâtiment ENERPOS<br />
<strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion<br />
François GARDE<br />
<strong>La</strong>boratoire <strong>de</strong> Physique du Bâtiment et <strong>de</strong>s Systèmes<br />
Université <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion<br />
gar<strong>de</strong>@univ-reunion.fr - http://lpbs.univ-reunion.fr/enerpos<br />
Journée thématique PREBAT : Vers <strong>de</strong>s bâtiments à énergie positive<br />
Retour d’expérience : ENERPOS, <strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion
2<br />
Le poids du bâtiment à <strong>La</strong> Réunion<br />
85 % <strong>de</strong> la <strong>de</strong>man<strong>de</strong> en électricité<br />
Une seule énergie : l’électricité<br />
Des consommations importantes<br />
- Moyenne Bâtiments tertiaires : 330 kWhep/m²SHON.an (dont<br />
190 kWhep/m²SHON.an pour la climatisation )<br />
- Un impact environnemental énorme<br />
Une réglementation RT2A DOM<br />
Des outils d’ai<strong>de</strong> à la conception : PERENE 2009<br />
Un décalage par rapport aux lois Grenelle 2 et aux directives<br />
européennes (EBPD : 2019, tous les bâtiments neufs à E>0)<br />
Objectif BBC : 50 kWhep/m².an (consommations RT2005)<br />
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Retour d’expérience : ENERPOS, <strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion
Conversion Eprimaire/Efinale. Equivalent CO 2<br />
<strong>La</strong> Reunion<br />
Journée thématique PREBAT : Vers <strong>de</strong>s bâtiments à énergie positive<br />
Retour d’expérience : ENERPOS, <strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion<br />
Source : IEA
Unités et définitions pour les NZEB/batiments à E>0<br />
Surface utilisée ; SU, SDO ou SHON ?<br />
Energie finale ou énergie primaire ?<br />
1 kWhep/m²SHON = 2,36 kWhef/m².SU<br />
Définition à <strong>La</strong> Réunion<br />
« Un bâtiment à énergie positive est un bâtiment à très faible<br />
consommation énergétique qui compense localement et annuellement<br />
sa consommation par une source d’énergie renouvelable ».<br />
A <strong>La</strong> Réunion, Conso < 50% PERENE<br />
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Retour d’expérience : ENERPOS, <strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion
Les principes <strong>de</strong> base<br />
• Avoir <strong>de</strong>s bâtiments qui consomment le moins possible tout en<br />
garantissant le confort <strong>de</strong>s usagers<br />
• Construire <strong>de</strong>s bâtiments passifs et à très faible énergie<br />
– Connaître le climat et utiliser les bons outils <strong>de</strong> conception<br />
– Environnement autour du bâtiment<br />
– Conception thermique <strong>de</strong> l’enveloppe<br />
– Traitement <strong>de</strong> l’air<br />
– Privilégier l’éclairage naturel, limiter l’éclairage artificiel<br />
– Améliorer les performances <strong>de</strong>s systèmes<br />
• Pendant l’exploitation<br />
– Suivi <strong>de</strong>s énergies : suivi <strong>de</strong>s factures EDF, comptages<br />
– Maintenance<br />
– Formation <strong>de</strong>s usagers, présence d’un homme énergie<br />
• Favoriser les énergies renouvelables<br />
Idée fondamentale : utiliser <strong>de</strong>s moyens passifs le plus longtemps possible. Les<br />
moyens actifs ne doivent être utilisés qu’en <strong>de</strong>rnière limite.<br />
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Retour d’expérience : ENERPOS, <strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion
Conception passive en climat tropical/chaud<br />
6<br />
• Deux grands principes p passifs:<br />
– Protection solaire<br />
– Ventilation naturelle traversante<br />
• Transposition en France<br />
– Lyon Renaissance<br />
– Green office<br />
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Retour d’expérience : ENERPOS, <strong>Ile</strong> <strong>de</strong> <strong>La</strong> Réunion
« ENERPOS » : 1er batiment à E>O à <strong>La</strong> Reunion<br />
7<br />
EXIGENCE DU PROGRAMME<br />
- Ventilation naturelle traversante obligatoire<br />
- Climatisation limitée à 3 mois<br />
- Eclairage artificiel < 7 W/m²<br />
- Consommation < 80 kWh/m².an<br />
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8<br />
Le Bâtiment « ENERPOS »<br />
‐ 1000 m² SHON (7 salles + 160 m² bureaux)<br />
‐ 2 bâtiments /2 niveaux<br />
‐ Toitures PV : 49 kWc/370 m²<br />
‐ Livraison : Juillet 2008<br />
‐ Coût : 2300€ HT /m² SHON – Surcoût : 6%<br />
‐ Architecte : T Faessel‐Bohe<br />
‐ Bureau d'étu<strong>de</strong> : IMAGEEN (<strong>La</strong> Reunion)<br />
‐ AMO HQE : TRIBU (Paris)<br />
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Principes passifs <strong>de</strong> conception thermo-aéraulique<br />
9<br />
Isolation <strong>de</strong><br />
toiture<br />
renforcée<br />
Jalousies<br />
extérieures<br />
30% porosité<br />
Brasseurs<br />
d’air<br />
Protections<br />
solaires par<br />
lames <strong>de</strong> bois<br />
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Jalousies intérieures i en complément <strong>de</strong>s<br />
portes intérieures : 30% <strong>de</strong> porosité.
Éclairage artificiel : les principesp<br />
10<br />
Second jour par<br />
jalousies intérieures<br />
dans couloir<br />
Éclairage 2x24 W<br />
Objectif : 250 lux<br />
Double comman<strong>de</strong><br />
Éclairage en<br />
applique 15 W<br />
P inst : 4,5 W/m²<br />
P inst : 8 W/m²<br />
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Outils <strong>de</strong> simulation et méthodologie d’ENERPOS<br />
Vers un mo<strong>de</strong>leur 3D permettant <strong>de</strong> faire tout type <strong>de</strong> simulation...<br />
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Sketchup pour optimiser les protections solaires<br />
Utilisation du diagramme solaire<br />
Optimisation <strong>de</strong>s protections<br />
solaires en utilisant Google<br />
Sketchup<br />
Validation : Photo et modélisation<br />
<strong>de</strong> la faça<strong>de</strong> Sud-Ouest en<br />
Décembre à 16h30.<br />
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Évolution <strong>de</strong> la température résultante dans un bureau<br />
13<br />
• Critère passage VN/BA : Ta > 28°C pour Va=0,5 m.s -1<br />
• Critère passage BA/clim : Ta > 30°C pour Va=1 m.s -1<br />
Evolution <strong>de</strong> la température résultante dans un bureau<br />
34<br />
Périore <strong>de</strong> climatisation<br />
32<br />
Pério<strong>de</strong> brasseurs d'air<br />
30 Ventilation naturelle<br />
28<br />
Tres bureau (°C)<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Aout Sept Oct Nov Déc<br />
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Résultats : utilisation <strong>de</strong>s zones <strong>de</strong> Givoni<br />
14<br />
Bureau : 160 h d’inconfort<br />
Salles informatiques : 335 h d’inconfort<br />
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Résultats <strong>de</strong> simulation Éclairage naturel<br />
DAYSIM :<br />
Fichier météo horaire (TMY)<br />
Masques proches et lointain<br />
Description <strong>de</strong>puis Sketchup<br />
Puissance <strong>de</strong> la métho<strong>de</strong> Radiance<br />
Indicateur intéressant :<br />
% autonomie en éclairage naturel<br />
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Quelques images d'ENERPOS<br />
Faca<strong>de</strong> Sud Ouest<br />
Toiture PV intégrées<br />
370 m²/49 kWc<br />
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Monitoring<br />
Systèmes énergétiqueséti<br />
- Compteur d’énergie par type d’utilisation<br />
- Reconstitution <strong>de</strong> la courbe <strong>de</strong> charge par<br />
type d’utilisation (1 min)<br />
- Production PV (1 min)<br />
- Analyse du mismatch<br />
Confort<br />
- Ta et HR dans toutes les pièces<br />
- Détecteur <strong>de</strong> présence<br />
- Totem confort<br />
- Station météo sur site<br />
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Et après les étu<strong>de</strong>s ? :<br />
POE, Suivi iexpérimental, éi tl enquête <strong>de</strong> satisfaction<br />
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Mesures : Ventilation naturelle et vitesse d’air intérieure<br />
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Moy. Vitesses d’air Ext. = 3,5 m/s<br />
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Mesures : Éclairage naturel<br />
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POE : Evaluation du confort thermique<br />
21<br />
Nombre <strong>de</strong><br />
personnes<br />
Operative<br />
temperature Evolution du jugement thermique au cours <strong>de</strong> l'exposition<br />
8 am ‐ 12 am, le 20 02 2009, SALLE TD 4<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Température Air Sec: 28,43°C<br />
Equivalent Température: 27,2°C<br />
29,7°C<br />
28,5°C<br />
27,2°C<br />
28°C 28,8°C<br />
26,91°C<br />
27,47°C<br />
0,40<br />
0,13<br />
0,00<br />
Début d'exposition: 8h Pause <strong>de</strong> 10h Fin d'exposition: 12h<br />
Vt Vote 0 Vt Vote 1 Vt Vote 2 Vt Vote 3 Vt Vote 4 Moyenne <strong>de</strong>s votes<br />
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POE : 1500 questionnaires/500 personnes interrogées<br />
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Ratio énergétique pour tout type d’utilisation<br />
23<br />
Consommation<br />
50 kWh/m²SU.an<br />
(Etu<strong>de</strong>s)<br />
31 kWh/m²SU.an<br />
(après correction)<br />
ENR<br />
78 kWh/m²SU.an<br />
Source : Photovoltaïque<br />
Balance<br />
- 47<br />
kWh/m²SU.an<br />
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Verrous rencontrés, Facteurs clés <strong>de</strong> succés<br />
FCS<br />
- Vali<strong>de</strong>r toutes les étapes <strong>de</strong> la conception (programme, APD, PRO,<br />
chantier)<br />
- Outils <strong>de</strong> conception et simulations à imposer et dans une logique <strong>de</strong><br />
conception passive<br />
- Changer les objectifs (approche confort, autonomie en éclairage naturel<br />
…)<br />
- Les utilisateurs sont la clé :<br />
- POE indispensable<br />
- Information, sensibilisation et communication constantes<br />
Le maillon faible<br />
Monitoring et coordination <strong>de</strong>s entreprises GTC/électricité/génie<br />
climatique/PV<br />
Ce qui a manqué :<br />
Energie grise,<br />
douche + aménagement extérieur<br />
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En résumé<br />
25<br />
Les bâtiments à zéro énergie sont étroits et ventilés naturellement<br />
Le facteur 4 est possible sans nouvelles technologies/matériaux<br />
Rôle central du brasseur d’air<br />
Solutions innovantes<br />
- Bâtiments étroits et traversants<br />
- Protection solaires décalées <strong>de</strong> la faça<strong>de</strong><br />
- Brasseurs d'air à haute efficacité<br />
- Jalousies intérieures i et extérieures<br />
- Système VRV pour la clim<br />
Back to the roots ?<br />
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Le bâtiment est actuellement actif avec <strong>de</strong>s<br />
utilisateurs passifs.<br />
L’enjeu <strong>de</strong> <strong>de</strong>main est <strong>de</strong> le rendre passif avec<br />
<strong>de</strong>s utilisateurs actifs.<br />
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