Comparaison internationale Bâtiment et Energie ... - Prebat
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COMPARAISON INTERNATIONALE BATIMENT ET ENERGIE Rapport final Décembre 2007
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COMPARAISON INTERNATIONALE<br />
BATIMENT ET ENERGIE<br />
Rapport final<br />
Décembre 2007
Sommaire<br />
Comment lire <strong>et</strong> donner votre avis sur ce rapport .............................................................................. 3<br />
Résumé............................................................................................................................................... 5<br />
PARTIE A - SYNTHESES<br />
A1 - Synthèse générale................................................................................................................... A 1<br />
A2 - Synthèse « programmes d’opérations performantes » ......................................................... A 25<br />
A3 - Synthèse « composants <strong>et</strong> équipements innovants »............................................................ A 54<br />
A4 - Synthèse « programmes de R&D ».................................................................................... A 117<br />
PARTIE B - PROGRAMMES D’OPERATIONS PERFORMANTES<br />
B1 - Recensement ...........................................................................................................................B 1<br />
B2 - ALLEMAGNE : Les programmes « Passivhaus », « Maisons 3 litres », « EnSan » <strong>et</strong><br />
« Bâtiments à basse consommation dans l’existant » . ............................................................ B 11<br />
B3 - SUISSE : Le programme « Minergie® » . ........................................................................... B 34<br />
B4 - ETATS-UNIS : Les programmes « Building America » « Zero Energy Homes » <strong>et</strong><br />
« Leadership in Energy and Environmental Design » (LEED TM ) ........................................... B 90<br />
B5 - JAPON : Le programme maisons photovoltaïques à basse consommation ...................... B 120<br />
B6 - ESPAGNE : L’ordonnance solaire thermique ................................................................... B 145<br />
B7 - DANEMARK : l’éco quartier rénové de Vesterbro à Copenhague .................................. B 177<br />
PARTIE C - COMPOSANTS ET EQUIPEMENTS INNOVANTS<br />
C1 - Recensement........................................................................................................................... C 1<br />
C2 - Parois opaques (murs, toitures, planchers) à haute performance thermique en Autriche, au<br />
Danemark <strong>et</strong> en Allemagne ..................................................................................................... C 20<br />
C3 - Parois transparentes à haute performance thermique en Europe du Nord ........................... C 51<br />
C4 - Systèmes constructifs .......................................................................................................... C 74<br />
C5 - Photovoltaïque intégré ......................................................................................................... C 86<br />
C6 - Systèmes solaires thermiques combinés ............................................................................ C 112<br />
C7 - Stockage de chaleur ........................................................................................................... C 151<br />
C8 - Ventilation double-flux ..................................................................................................... C 193<br />
C9 - Systèmes compacts ventilation-chauffage-ECS ................................................................ C 223<br />
C10 - Micro cogénération .......................................................................................................... C 246<br />
C11 - Climatisation basse consommation ................................................................................. C 275<br />
C12 - Micro-réseaux de chaleur ................................................................................................ C 319<br />
C13 - Eclairage .......................................................................................................................... C 344<br />
C14 - Approche intégrée ............................................................................................................ C 366<br />
PARTIE D - PROGRAMMES DE RECHERCHE DEVELOPPEMENT<br />
D1 - Recensement ......................................................................................................................... D 1<br />
1 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
D2 - AUTRICHE : Programme « Haus der Zukunft » ................................................................ D 26<br />
D3 - PAYS-BAS : programmes « Compass » <strong>et</strong> « <strong>Energie</strong> Onderzoek Subsidie » .................... D 44<br />
D4 - FINLANDE : programmes SARA, CUBE, DENSY, ClimbBus <strong>et</strong> MASI ......................... D 57<br />
PARTIE E - ANNEXES<br />
E1 - ANNEXE 1 : Recensements de Bâtiments à consommation d’énergie maîtrisée en France<br />
E2 - ANNEXE 2 : Une méthode d’analyse socio-éco-technique<br />
E3 - ANNEXE 3 : Organisation du proj<strong>et</strong>, partenariat, comité de lecture<br />
2 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Comment lire <strong>et</strong> donner votre avis sur ce rapport<br />
Vous disposez de très peu de temps :<br />
Vous lisez le résumé de 2 pages.<br />
Vous voulez aller à l’essentiel, savoir sur quoi porte la comparaison <strong>internationale</strong>, connaître les<br />
trois modèles de maîtrise de l’énergie dans le monde <strong>et</strong> les dix enseignements pour la France :<br />
Vous lisez, au sein de la partie A du rapport,<br />
la synthèse générale de 25 pages.<br />
Vous voulez connaître le contenu résumé de l’ensemble du rapport dans ses différentes<br />
dimensions : modèles de maîtrise de l’énergie, programmes d’opérations performantes,<br />
composants <strong>et</strong> équipements innovants, programmes de recherche développement, enseignements<br />
pour la France :<br />
Vous lisez la partie A du rapport, c'est-à-dire les quatre<br />
synthèses en 150 pages.<br />
Vous vous intéressez à tout ou partie des programmes d’opérations performantes étudiés:<br />
programmes allemands « Passivhaus », « Maisons 3 litres », « EnSan », « Maisons basse énergie<br />
dans l’existant », label suisse « Minergie® », programmes américains « Building America », « Zero<br />
Energy Homes », label « Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) », programme<br />
japonais maisons photovoltaïques à basse consommation, ordonnance solaire thermique<br />
espagnole, éco quartier rénové de Vesterbro à Copenhague :<br />
Vous choisissez au sein des 200 pages de la partie B du rapport,<br />
le ou les chapitres qui vous intéressent.<br />
3 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Vous vous intéressez à certains composants <strong>et</strong> équipements innovants relatifs à l’optimisation de<br />
l’enveloppe (systèmes constructifs, parois opaques <strong>et</strong> transparentes performantes), à l’utilisation<br />
efficace des énergies fossiles (ventilation double flux avec récupération de chaleur, systèmes<br />
compacts ventilation-chauffage-eau chaude sanitaire, climatisation <strong>et</strong> rafraichissement basse<br />
consommation, micro-cogénération), au développement du solaire (photovoltaïque intégré,<br />
systèmes solaires combinés chauffage eau chaude, stockage de chaleur), aux micro-réseaux de<br />
chaleur, à l’éclairage performant, <strong>et</strong> au-delà de chacune de ces techniques, à une approche<br />
intégrée des technologies.<br />
Vous choisissez au sein des 380 pages de la partie C du rapport,<br />
le ou les chapitres qui vous concernent.<br />
Vous vous intéressez à des exemples de programmes de recherche développement spécialisés<br />
dans l’énergie dans le bâtiment (Autriche, Pays-Bas) ou non (Finlande) :<br />
Vous choisissez au sein des 40 pages de la partie D du rapport,<br />
le ou les chapitres qui vous concernent.<br />
Vous voulez avoir des informations sur le mouvement en cours vers une meilleure maîtrise de<br />
l’énergie dans les bâtiments en France : exemples d’opérations, financements, initiatives de<br />
collectivités territoriales :<br />
Vous lisez au sein de la partie E du rapport,<br />
tout ou partie des 60 pages de l’annexe 1.<br />
Vous voulez connaître l’essentiel de la méthode socio-éco-technique utilisée par les 55 ingénieurs,<br />
économistes <strong>et</strong> sociologues qui ont contribué à c<strong>et</strong>te comparaison <strong>internationale</strong>, ainsi que<br />
l’organisation du proj<strong>et</strong>, les partenariats, le comité de lecture.<br />
Dans la partie E du rapport,<br />
vous lisez les 7 pages des annexes 2 <strong>et</strong> 3.<br />
Vous souhaitez donner votre avis, poser des questions.<br />
Vous envoyez un message dans la rubrique<br />
« Donnez votre avis sur ce rapport »,<br />
les auteurs s’engagent à vous répondre.<br />
4 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Résumé<br />
COMPARAISON INTERNATIONALE<br />
BATIMENT ET ENERGIE<br />
1. Le protocole du Programme de Recherche <strong>et</strong> d’expérimentation sur l’<strong>Energie</strong> dans le BATiment<br />
(PREBAT) prévoit qu’une de ses premières actions sera la réalisation d’un « état de l’art, aux plans national<br />
<strong>et</strong> international, des recherches, des meilleures pratiques professionnelles <strong>et</strong> des bâtiments les plus avancés ;<br />
c<strong>et</strong> état de l’art sera le fondement d’une veille permanente pendant la durée du PREBAT <strong>et</strong> servira de base<br />
aux actions de diffusion <strong>et</strong> de valorisation ».<br />
Le présent rapport est le rapport de la <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> énergie, qui<br />
correspond à l’état de l’art jugé prioritaire par le protocole. C<strong>et</strong>te recherche, pilotée par le Centre Scientifique<br />
<strong>et</strong> Technique du Bâtiment (CSTB), est cofinancée à 50 % par l’ADEME, 25 % par le Plan Urbanisme<br />
Construction Architecture (PUCA) <strong>et</strong> 25 % par la dotation recherche du CSTB. Elle a été élaborée grâce à un<br />
partenariat avec de nombreuses organisations françaises <strong>et</strong> étrangères. Cinquante cinq ingénieurs,<br />
économistes <strong>et</strong> sociologues de douze pays différents ont contribué au rapport final.<br />
2. Le proj<strong>et</strong> <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> analyse dans plusieurs pays étrangers des programmes<br />
d’opérations <strong>et</strong> initiatives performantes, des composants <strong>et</strong> équipements innovants, des programmes de<br />
recherche développement.<br />
3. Une méthode d’analyse socio-éco-technique a été élaborée. Elle comporte 6 étapes : contexte,<br />
contenu de l’innovation ou de l’initiative, mise en œuvre, évaluation, réflexion critique (points forts, points<br />
faibles, opportunités, menaces), conditions de la transposition en France.<br />
4. Des chiffres clés sont rappelés. En 2005 le bâtiment ém<strong>et</strong> en France 23 % du CO 2 . Il représente<br />
45% de la consommation d’énergie primaire, l’industrie <strong>et</strong> l’agriculture 29 %, les transports 26 %. L’énergie<br />
finale consommée se répartit ainsi : environ 56 % dans les logements possédés par des particuliers (maisons<br />
individuelles <strong>et</strong> appartements en copropriété), 10 % dans des logements propriétés d’institutionnels<br />
(organismes d’HLM, sociétés d’économie mixte, sociétés privées), 17 % dans du tertiaire privé, 17 % dans<br />
du tertiaire public.<br />
5. La recherche révèle au travers d’un recensement des initiatives dans les régions que le mouvement<br />
pour des bâtiments à basse consommation est lancé en France. Les initiatives sont publiques <strong>et</strong> privées. Le<br />
mouvement est en train d’être considérablement renforcé par la négociation du Grenelle de l’Environnement<br />
entre l’Etat, les collectivités locales, les employeurs, les syndicats <strong>et</strong> les associations qui débouche sur un<br />
programme ambitieux tant pour la rénovation énergétique du parc existant que pour les perspectives de<br />
changement dans le neuf.<br />
6. Le proj<strong>et</strong> <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> a procédé à l’analyse des programmes allemands<br />
« Passivhaus », « Maisons 3 litres », « EnSan » <strong>et</strong> « Maisons basse énergie dans l’existant », du programme<br />
« Minergie® » suisse, des programmes américains « Building America », « Zero Energy Homes »,<br />
5 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
« Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) », du programme japonais maisons<br />
photovoltaïques à basse consommation, du programme solaire thermique espagnol <strong>et</strong> de l’éco quartier rénové<br />
de Vesterbro à Copenhague.<br />
Minergie® <strong>et</strong> Passivhaus sont transposables en France, avec des précautions à prendre notamment<br />
relatives à la qualité de la mise en œuvre garantissant une forte étanchéité à l’air. L’association Effinergie<br />
propose une transposition de Minergie® adapté au contexte français. L’expérience de LEED pourrait être<br />
utilisée pour faire évoluer la certification française HQE Bâtiments tertiaires vers un label accordant plus<br />
d’importance à l’énergie <strong>et</strong> adapté à la rénovation de bureaux existants. L’expérience espagnole donne<br />
l’exemple d’une large utilisation du solaire thermique pour l’eau chaude. La rénovation du quartier de<br />
Vesterbro montre la possibilité d’éco quartiers non seulement pour le neuf mais aussi pour la rénovation de<br />
l’existant. L’expérience des maisons américaines <strong>et</strong> japonaises basse consommation est plus difficilement<br />
transposable vu les différences des modes constructifs, mais l’utilisation forte du photovoltaïque ouvre la<br />
perspective de bâtiments à énergie positive.<br />
7. L’analyse des composants <strong>et</strong> équipements étudiés montre la nécessité d’une approche globale du<br />
bâtiment perm<strong>et</strong>tant l’intégration des différentes techniques non seulement au niveau de la conception mais<br />
aussi de la réalisation <strong>et</strong> de la gestion.<br />
C<strong>et</strong>te approche globale intègre l’optimisation de l’enveloppe (systèmes constructifs, parois opaques<br />
<strong>et</strong> transparentes performantes ont été analysés), l’utilisation efficace des énergies fossiles (ventilation double<br />
flux avec récupération de chaleur, systèmes compacts ventilation-chauffage-eau chaude sanitaire,<br />
climatisation <strong>et</strong> rafraichissement basse consommation, micro-cogénération ont été étudiés), le<br />
développement du solaire (photovoltaïque intégré, systèmes solaires combinés chauffage eau chaude,<br />
stockage de chaleur ont été analysés). Les micro-réseaux de chaleur <strong>et</strong> un éclairage performant sont mis aussi<br />
en avant.<br />
8. Les programmes de recherche <strong>et</strong> développement analysés sont le programme autrichien « Haus der<br />
Zukunft », les programmes hollandais « Compass » <strong>et</strong> « Energy Onderzoek Subsidie » (EOS) <strong>et</strong> les<br />
programmes finlandais traitant de l’efficacité énergétique des bâtiments.<br />
Le programme autrichien est intéressant par son réalisme <strong>et</strong> l’articulation entre recherche technique<br />
<strong>et</strong> recherche socio-économique. L’intérêt des programmes hollandais réside dans la concertation avec les<br />
acteurs économiques <strong>et</strong> leur centrage sur l’approche « système » du bâtiment. Les programmes finlandais ne<br />
sont pas spécialisés dans le bâtiment mais inter secteurs. Ils m<strong>et</strong>tent en avant, à juste titre, la qualité de vie de<br />
la population <strong>et</strong> la compétitivité <strong>internationale</strong> de l’industrie.<br />
9. Les expériences étrangères étudiées perm<strong>et</strong>tent, en simplifiant, de m<strong>et</strong>tre en avant trois modèles de<br />
la maîtrise de l’énergie dans le bâtiment dans le monde :<br />
a) Dans la conception « basse consommation d’énergie », l’objectif est avant tout de baisser de<br />
manière importante la consommation d’énergie dans le bâtiment sur isolé. La variante allemande<br />
très basse consommation, de type « Passivhaus », va jusqu’à supprimer le chauffage<br />
conventionnel. La variante suisse basse consommation, de type « Minergie® », est moins<br />
exigeante, mais se diffuse plus rapidement. La variante américaine du programme « Building<br />
America » se traduit par des économies moins fortes qu’en Allemagne <strong>et</strong> en Suisse mais atteint de<br />
30 à 45 % des productions courantes américaines.<br />
b) Dans la conception «économie <strong>et</strong> production d’énergie », un objectif prioritaire n’est pas la forte<br />
baisse de la consommation mais la production d’électricité par système photovoltaïque. La<br />
variante américaine, qui mixte isolation renforcée <strong>et</strong> photovoltaïque, est liée à un contexte marqué<br />
par un souci d’atténuation des pics de consommation d’électricité issue de réseaux surchargés. La<br />
variante japonaise m<strong>et</strong> en avant l’utilisation de panneaux photovoltaïques intégrés dans<br />
6 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
l’enveloppe de la maison préfabriquée. La variante espagnole m<strong>et</strong> l’accent sur le rôle du solaire<br />
dans un climat méditerranéen. L’utilisation de l’énergie solaire, en particulier photovoltaïque,<br />
ouvre la voie aux bâtiments à énergie positive.<br />
c) Dans la conception « énergie <strong>et</strong> environnement », l’énergie est un objectif fort mais articulé à<br />
d’autres cibles environnementales (intégration au site, eau, matériaux, confort..) jugées<br />
importantes par l’acquéreur du bâtiment. Un exemple de c<strong>et</strong>te conception est celle du label<br />
américain LEED pour les immeubles de bureaux. Les investisseurs souhaitent dans ce cas m<strong>et</strong>tre<br />
en avant un cadre de travail sain <strong>et</strong> confortable plus qu’un souci d’économie d’énergie.<br />
10. Sur la base des enseignements tirés des expériences étrangères étudiées, dix enseignements sont<br />
mis en avant pour la France:<br />
a/ Le moteur de l’action est politique à trois niveaux, européen pour les directives, national pour le<br />
cadre politique, juridique, réglementaire, financier, territorial <strong>et</strong> local pour la mise en œuvre<br />
opérationnelle,<br />
b/ Plusieurs modèles sont praticables en France. L’association Effinergie transpose le modèle suisse<br />
qui est un modèle réaliste. Il y a place pour le développement en France d’un modèle adapté au<br />
climat méditerranéen,<br />
c/ Un bâtiment à haute efficacité énergétique est un nouveau concept de bâtiment saisissant dans un<br />
même mouvement l’architecture, le climat, l’enveloppe, les équipements,<br />
d/ La qualité de l’assemblage des technologies est une question essentielle, l’approche d’ensemble<br />
doit être privilégiée par rapport à une approche par composant,<br />
e/ La question du surinvestissement initial est surestimée<br />
f/ Une recherche développement ambitieuse est nécessaire,<br />
g/ Les labels constituent un moyen efficace pour la diffusion de la basse consommation,<br />
h/ La question de la rénovation du parc existant mérite un plan d’action spécifique,<br />
i/ Pour les professionnels de la construction, il s’agit d’un nouveau paradigme, un nouveau système<br />
de références pour financer, concevoir, construire, gérer, utiliser les bâtiments,<br />
j/ Les deux facteurs clés de succès sont le financement <strong>et</strong> la transformation des compétences par la<br />
formation.<br />
7 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
<strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong><br />
Bâtiment <strong>et</strong> énergie<br />
A1 - Synthèse générale<br />
Auteur<br />
Email<br />
Jean Carassus<br />
jean.carassus@cstb.fr
Sommaire<br />
INTRODUCTION ......................................................................................................................2<br />
1. L’IMPORTANCE D’UNE COMPARAISON INTERNATIONALE POUR LA FRANCE ........3<br />
2. QU’AVONS-NOUS ETUDIE ET COMMENT ? ...................................................................9<br />
3. TROIS MODELES DE LA MAITRISE DE L’ENERGIE DANS LE MONDE ......................14<br />
4. LES DIX PRINCIPAUX ENSEIGNEMENTS POUR LA FRANCE ....................................18<br />
CONCLUSION........................................................................................................................24<br />
A-1 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Introduction<br />
Créé dans le cadre du Plan Climat adopté par le gouvernement en 2004, le<br />
Programme de recherche <strong>et</strong> d’expérimentation sur l’énergie dans le bâtiment (PREBAT) a<br />
été mis en place pour la période 2005-2009 par un protocole signé par cinq ministres <strong>et</strong> cinq<br />
présidents <strong>et</strong> directeur d’agence d’objectifs 1 .<br />
Les trois finalités du PREBAT sont la modernisation durable des bâtiments existants,<br />
la préfiguration des bâtiments neufs de demain, la construction <strong>et</strong> la rénovation de bâtiments<br />
à énergie positive.<br />
Le PREBAT a sept orientations stratégiques :<br />
- soutenir activement une recherche/développement finalisée <strong>et</strong> ciblée,<br />
- promouvoir la réalisation d'opérations expérimentales <strong>et</strong> de démonstration,<br />
- engager une politique forte spécifique aux bâtiments existants,<br />
- aborder le bâtiment dans la globalité de ses dimensions socio-techniques,<br />
- inscrire de manière volontariste la dimension économique <strong>et</strong> financière dans la<br />
recherche <strong>et</strong> l'innovation,<br />
- organiser la rencontre de la recherche <strong>et</strong> de l'innovation avec la réalité du marché,<br />
- inscrire le programme dans une logique de réseau d'acteurs avec l'apport d'une<br />
plus value dans le partenariat.<br />
Le protocole du programme de recherche prévoit qu’une des premières actions doit<br />
être la réalisation d’un « état de l’art, aux plans national <strong>et</strong> international, des recherches, des<br />
meilleures pratiques professionnelles <strong>et</strong> des bâtiments les plus avancés ; c<strong>et</strong> état de l’art sera<br />
le fondement d’une veille permanente pendant la durée du PREBAT <strong>et</strong> servira de base aux<br />
actions de diffusion <strong>et</strong> de valorisation ».<br />
Le proj<strong>et</strong> « <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> énergie » du PREBAT, piloté par<br />
le Centre Scientifique <strong>et</strong> Technique du Bâtiment, a été rendu possible, grâce au financement<br />
à 50 % par l’ADEME 2 , 25 % par le Plan Urbanisme Construction Architecture (PUCA) 3 <strong>et</strong> 25<br />
% par la dotation recherche du CSTB. Le présent rapport est le rendu du proj<strong>et</strong>.<br />
La présente synthèse traite quatre points :<br />
1/ l’importance d’une comparaison <strong>internationale</strong> pour la France ;<br />
2/ qu’avons-nous étudié <strong>et</strong> comment ?<br />
3/ trois modèles de maîtrise de l’énergie dans le monde ;<br />
4/ les principaux enseignements pour la France<br />
1 Protocole du 25 avril 2006 signé par le ministre de l’emploi, de la cohésion sociale <strong>et</strong> du logement, le<br />
ministre des transports, de l’équipement, du tourisme <strong>et</strong> de la mer, le ministre de l’écologie <strong>et</strong> du<br />
développement durable, le ministre délégué à l’enseignement supérieur <strong>et</strong> à la recherche, le ministre<br />
délégué à l’industrie, les présidents <strong>et</strong> directeur de l’ADEME, d’OSEO ANVAR, ANR, ANAH, ANRU.<br />
2 Convention ADEME n° 0504C0056 du 19 décembre 2005.<br />
3 Décision DGUHC PUCA n° SU 05000288 (A05-07) du 31 octobre 2005.<br />
A-2 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1. L’IMPORTANCE D’UNE COMPARAISON INTERNATIONALE POUR LA<br />
FRANCE<br />
Le CO 2 représente en France 74% des émissions des gaz à eff<strong>et</strong> de serre. En 2004,<br />
quand on ne ventile pas le CO 2 émis par le secteur de l’énergie, le bâtiment a émis 23% du<br />
CO 2 , approximativement à égalité avec l’industrie manufacturière <strong>et</strong> sensiblement moins que<br />
les transports.<br />
Graphique 1. Origine des émissions de CO 2 en France en 2004<br />
Agriculture<br />
2%<br />
Bâtiment<br />
23%<br />
Transports<br />
35%<br />
Industrie<br />
24%<br />
<strong>Energie</strong><br />
16%<br />
Source : Rapport du Groupe de travail « Division par quatre des émissions de gaz à<br />
eff<strong>et</strong> de serre de la France à l’horizon 2050 » (rapport De Boissieu). Ministère de l’Economie,<br />
des Finances, de l’Industrie, Ministère de l’Ecologie <strong>et</strong> du Développement Durable. Août<br />
2006, page 14.<br />
Dans le monde, le bâtiment représente environ 40 % des émissions de CO 2 . La<br />
spécificité française est le poids de l’électricité d’origine nucléaire (plus de 75 %), non<br />
ém<strong>et</strong>trice de CO 2.<br />
En matière d’énergie, en 2005, le bâtiment représente en France près de la moitié de<br />
la consommation d’énergie primaire, soit près de deux fois plus que les transports.<br />
L’énergie finale est l’énergie disponible pour l’utilisateur. L’énergie primaire est la<br />
consommation finale plus la consommation d’énergie nécessaire pour la production de c<strong>et</strong>te<br />
énergie. En France, par convention, pour les combustibles, la valeur de l’énergie finale <strong>et</strong><br />
l’énergie primaire est la même. Pour l’électricité, un KWh d’énergie finale représente 2,58<br />
KWh d’énergie primaire. Ce coefficient varie d’un pays à l’autre.<br />
A-3 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Graphique 2. Répartition de la consommation d’énergie primaire en 2005<br />
Transports<br />
26%<br />
Agriculture<br />
1%<br />
Bâtiment<br />
45%<br />
Industrie<br />
28%<br />
Source : J.Orselli. Economies <strong>et</strong> substitutions d’énergie dans les bâtiments.<br />
Commission Urbanisme <strong>et</strong> habitat. Commission <strong>Energie</strong> <strong>et</strong> changement climatique.<br />
Académie des Technologies. Paris. Avril 2007, page 2.<br />
Notons qu’au sein de l’industrie, le BTP représente 5 des 28 %.<br />
La performance thermique des bâtiments a progressé de 34 % entre 1973 <strong>et</strong> 2003 : la<br />
consommation moyenne d’un logement passe de 372 KWh/m² an à 245 KWh/m² entre ces<br />
deux dates. Ce progrès est du à l’évolution de la réglementation de la construction neuve <strong>et</strong><br />
à la réhabilitation d’une grande partie du parc existant.<br />
Mais, durant la même période, entre 1973 <strong>et</strong> 2004 4 , la consommation finale d’énergie<br />
dans le bâtiment a progressé en volume de 24 %. C<strong>et</strong>te évolution est due à l’augmentation<br />
de la surface de logement par habitant, la croissance du parc résidentiel <strong>et</strong> tertiaire, la<br />
progression de certains usages (appareils électroménagers, climatisation…).<br />
L’énergie utilisée dans le secteur résidentiel <strong>et</strong> tertiaire est essentiellement d’origine<br />
non renouvelable. Les énergies renouvelables représentent environ 9 % de l’énergie finale<br />
(Ministère chargé l’Industrie, Observatoire de l’énergie, 2004).<br />
Comment se répartit c<strong>et</strong>te consommation entre les différents types de bâtiments? On<br />
peut différencier sept segments.<br />
Le logement neuf <strong>et</strong> le tertiaire neuf sont les deux premiers segments, ils représentent<br />
quelques millièmes du parc chaque année. En eff<strong>et</strong>, contrairement à une idée largement<br />
répandue, la part de la construction neuve annuelle dans le parc, qui est de l’ordre de 1 à<br />
1,5% selon la conjoncture, n’est pas le taux de renouvellement du parc. Ce taux correspond<br />
majoritairement à un accroissement du parc, le renouvellement proprement dit est la part liée<br />
à la destruction du parc existant. Le renouvellement du parc, lié à la destruction de<br />
bâtiments, ne représenterait que de 1 à 2 pour mille du parc existant selon le rapport Syrota 5 .<br />
Les cinq autres segments sont les maisons individuelles des particuliers, les<br />
appartements en copropriété des particuliers, le parc des organismes HLM, SEM <strong>et</strong><br />
institutionnels, le tertiaire public (majoritairement détenu par les collectivités territoriales) <strong>et</strong> le<br />
tertiaire privé.<br />
4 ADEME, « Les chiffres clés du bâtiment <strong>Energie</strong> Environnement » Edition 2005, p.21.<br />
5 Jean Syrota. Perspectives énergétiques de la France à l’horizon 2020-2050. Centre d’Analyse Stratégique.<br />
Septembre 2007. En 2005, pour le seul parc de logements sociaux, le taux de renouvellement a été de 3<br />
pour mille : 13 000 logements détruits pour un parc de 4 313 300 logements. Ministère de l’Ecologie, du<br />
Développement <strong>et</strong> de l’Aménagement Durables, SESP Infos rapides n° 382, juill<strong>et</strong> 2007.<br />
A-4 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Graphique 3. Répartition de la consommation d’énergie finale par type de propriétaire :<br />
ordres de grandeur 6<br />
Tertiaire privé;<br />
17%<br />
Tertiaire public;<br />
17%<br />
Maisons des<br />
particuliers; 42%<br />
Logements HLM,<br />
SEM,<br />
institutionnels;<br />
10%<br />
Copropriétés des<br />
particuliers; 14%<br />
Les maisons individuelles existantes des particuliers représentent de très loin le<br />
premier segment consommateur, devant les quatre autres.<br />
Le potentiel d’économie d’énergie varie fortement selon la date de la réglementation<br />
thermique en vigueur lors de la construction du bâtiment. Le principal gisement d’économie<br />
est le patrimoine d’avant 1974.<br />
Graphique 4. Consommation d’énergie (chauffage <strong>et</strong> eau chaude sanitaire)<br />
en énergie finale par type d’habitat en France en zone H1<br />
Kwh/m²an<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Avant 1974<br />
Réglementation de 1988<br />
Réglementation de 2000<br />
Réglementation de 2005<br />
Collectif<br />
Individuel<br />
Source ADEME<br />
6 Il s’agit d’estimations donnant des ordres de grandeur<br />
A-5 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
La situation est donc claire :<br />
- le bâtiment représente près du quart des émissions de CO 2 <strong>et</strong> près de la moitié de la<br />
consommation d’énergie primaire ;<br />
- ces trente dernières années, malgré la baisse de plus d’un tiers de la consommation par<br />
m², la consommation a augmenté d’un quart en volume ;<br />
- l’énergie fossile représente une part essentielle de c<strong>et</strong>te consommation ;<br />
- le parc existant représente l’enjeu essentiel avec notamment l’habitat existant, propriété<br />
des particuliers, qui représente plus de la moitié de la consommation d’énergie du<br />
bâtiment, tertiaire inclus.<br />
Or la France s’inscrit dans les perspectives définies par l’Union Européenne qui a<br />
décidé de :<br />
- diminuer de 20 % d’ici 2020 ses émissions de gaz à eff<strong>et</strong> de serre par rapport à<br />
1990 7 ,<br />
- baisser de 20 % sa consommation d’énergie entre ces deux dates,<br />
- passer à une proportion de 20 % d’énergies renouvelables dans sa consommation<br />
en 2020 8 .<br />
Le bâtiment, avec les transports, sont les deux secteurs prioritaires pour atteindre ces<br />
objectifs ; le potentiel d’économie est plus fort dans le bâtiment que dans les transports.<br />
La prise de conscience de l’ampleur du problème à résoudre est en France très<br />
récente. La préoccupation de qualité environnementale des bâtiments a plus d’une dizaine<br />
d’années, notamment grâce à l’action menée par l’association Haute Qualité<br />
Environnementale HQE®, mais le débat sur le défi en matière de gaz à eff<strong>et</strong> de serre <strong>et</strong><br />
d’énergie est beaucoup plus récent.<br />
C<strong>et</strong>te prise de conscience se traduit depuis 2005 environ par un grand foisonnement<br />
d’initiatives. Des acteurs d’origines variées, particuliers, municipalités, promoteurs privés,<br />
organismes d’habitat social ont lancé la réalisation de maisons individuelles, d’immeubles<br />
collectifs d’habitation, de locaux d’enseignement, de bureaux…, le plus souvent en<br />
construction neuve <strong>et</strong> parfois en rénovation, dont la consommation d’énergie sera n<strong>et</strong>tement<br />
plus faible que la moyenne, <strong>et</strong> dont la part des énergies renouvelables sera plus élevée. Mais<br />
les initiatives sont en cours <strong>et</strong> il existe à ce jour peu d’opérations terminées à visiter <strong>et</strong> à<br />
évaluer.<br />
Des incitations publiques en faveur de la maîtrise de l’énergie <strong>et</strong> du développement<br />
des énergies renouvelables dans le bâtiment ont été mises en œuvre : crédits d’impôt de<br />
l’Etat, subventions de l’ADEME <strong>et</strong> des collectivités territoriales, opérations programmées de<br />
l’Agence Nationale de l’Habitat, prêts de la Caisse des Dépôts <strong>et</strong> Consignations <strong>et</strong> des<br />
fournisseurs d’énergie…<br />
Le secteur privé a pris également des initiatives : création de la fondation privée de<br />
recherche « Bâtiment <strong>et</strong> énergie », à l’initiative de Mittal Arcelor, Lafarge, EDF, GDF, proj<strong>et</strong><br />
international « Energy Efficient Buildings » co-piloté par Lafarge <strong>et</strong> United Technologies dans<br />
le cadre du « World Business Council for Sustainable Development », prêts bancaires<br />
spécifiques proposés par des établissements financiers, contrats de performance<br />
7 Au moins 30 % en cas d’accord post-Kyoto.<br />
8 Plan d’action du Conseil Européen de mars 2007.<br />
A-6 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
énergétique proposés par certains industriels, proj<strong>et</strong> de recherche développement sur la<br />
maîtrise de l’énergie dans le bâtiment piloté par Schneider Electric <strong>et</strong> financé par l’Agence<br />
pour l’Innovation Industrielle…<br />
Plusieurs régions ont lancé des appels à proj<strong>et</strong>, d’abord à leur seule initiative, puis<br />
soutenus par l’ADEME <strong>et</strong> le PREBAT. L’association Effinergie a été créée en mars 2006, à<br />
l’initiative des conseils régionaux de Franche-Comté, Alsace <strong>et</strong> Languedoc-Roussillon en<br />
partenariat avec des associations régionales, le collectif d’industriels « Isolons la Terre », la<br />
Caisse des Dépôts, le groupe Banque Populaire <strong>et</strong> le CSTB. Elle propose un label basse<br />
consommation dans le neuf <strong>et</strong> bientôt dans l’existant. L’association regroupe aujourd’hui la<br />
grande majorité des conseils régionaux. Des conseils généraux <strong>et</strong> des municipalités ont<br />
également pris des initiatives.<br />
Plusieurs pôles de compétitivité, Capénergies en Provence Alpes Côte d’Azur, Derbi<br />
en Languedoc Roussillon, Enerdis en Rhône-Alpes, Ville <strong>et</strong> Mobilité Durables en Ile-de-<br />
France, se sont emparés du suj<strong>et</strong>.<br />
L’annexe 1 du présent rapport donne des indications, sinon exhaustives mais très<br />
significatives, de ces initiatives récentes françaises.<br />
Ce foisonnement, très positif, est parfois quelque peu brouillon, avec des stratégies<br />
non encore clairement définies, tant dans le secteur public que dans le secteur privé.<br />
En cohérence avec ce qui vient d’être dit, les colloques sur le thème se multiplient<br />
mais les outils opérationnels pour la diffusion de la basse consommation d’énergie dans les<br />
bâtiments, labels, guides techniques, sites intern<strong>et</strong>, foires commerciales, formation des<br />
professionnels… sont aujourd’hui peu nombreux.<br />
Bref, la France se caractérise par :<br />
- une prise de conscience récente du défi bâtiment, énergie <strong>et</strong> gaz à eff<strong>et</strong> de serre ;<br />
- peu d’opérations innovantes terminées ;<br />
- des outils opérationnels, labels, guides techniques, sites intern<strong>et</strong>, foires<br />
commerciales, formation des professionnels, peu nombreux.<br />
Dans ce contexte, une comparaison <strong>internationale</strong>, analysant des pays :<br />
- dont la prise de conscience du défi est plus ancienne qu’en France ;<br />
- où ont été réalisées des centaines, voire des milliers d’opérations basse consommation ;<br />
- qui ont mis au point des outils opérationnels, labels, guides techniques, sites intern<strong>et</strong>,<br />
formations ;<br />
est particulièrement utile pour la France.<br />
L’élément nouveau <strong>et</strong> considérable en France est le Grenelle de l’Environnement qui<br />
s’est déroulé durant l’été <strong>et</strong> l’automne 2007. Sous l’égide de l’Etat, cinq types d’organisations,<br />
pouvoirs publics, collectivités territoriales, patronat, syndicats <strong>et</strong> associations ont défini les<br />
axes d’un plan d’action ambitieux pour le bâtiment <strong>et</strong> la ville.<br />
Le bâtiment doit être le principal contributaire national aux économies d’énergie avec<br />
une baisse pour le secteur de 38% d’ici 2020.<br />
A-7 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Vu le taux de renouvellement du parc, un tel résultat à atteindre d’ici 12 ans ne sera<br />
possible que si un plan sans précédent de rénovation thermique des bâtiments existants est<br />
défini.<br />
Le Grenelle de l’Environnement propose :<br />
- la rénovation thermique de tous les bâtiments publics existants d’ici 2015, avec un plan<br />
d’action spécifique à 5 ans pour les bâtiments de l’Etat ;<br />
- un plan d’action de rénovation du parc HLM, avec priorité aux 800 000 logements les plus<br />
énergivores <strong>et</strong> rénovation basse consommation dans le cadre du programme ANRU;<br />
- un plan d’action très incitatif pour les bâtiments privés, résidentiels <strong>et</strong> tertiaires, avec mise<br />
à l’étude d’une obligation de rénovation thermique.<br />
Un programme de rupture est défini pour le neuf :<br />
- tous les bâtiments publics <strong>et</strong> privés tertiaires neufs au moins en basse consommation<br />
(RT 2005 9 moins 50%) à partir de 2010 ;<br />
- pour l’ensemble des bâtiments neufs:<br />
. RT 2010 égale à RT 2005 moins 20% ;<br />
. RT 2012 égale à RT 2005 moins 50% ;<br />
. RT 2020 rend obligatoire les bâtiments à zéro énergie ou à énergie positive.<br />
Au niveau urbain, le Grenelle de l’Environnement prévoit notamment :<br />
- un plan volontariste d’éco quartiers ;<br />
- des plans « Climat-énergie » territoriaux d’ici 2012 pour les communautés<br />
d’agglomération, les communautés urbaines, les pays <strong>et</strong> les parcs naturels.<br />
Enfin, un bilan carbone/énergie sera obligatoire pour toute personne morale,<br />
publique ou privée, de plus de 50 personnes, avec amélioration de 20 à 30% de<br />
l’efficacité énergétique.<br />
9 Réglementation thermique 2005.<br />
A-8 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2. QU’AVONS-NOUS ETUDIÉ ET COMMENT ?<br />
Une comparaison <strong>internationale</strong> sur bâtiment <strong>et</strong> énergie peut porter sur des thèmes très<br />
variés : politiques suivies, réglementations, fiscalité, financement, technologies utilisées…<br />
- En accord avec les financeurs du proj<strong>et</strong>, il a été décidé que le benchmark porterait sur<br />
trois items :<br />
- des programmes <strong>et</strong> initiatives développant des opérations de bâtiment performantes en<br />
énergie,<br />
- des composants <strong>et</strong> équipements innovants améliorant l’efficacité énergétique des<br />
bâtiments, assurant une meilleure utilisation des énergies fossiles <strong>et</strong> perm<strong>et</strong>tant le<br />
développement d’énergies renouvelables,<br />
- des programmes de recherche <strong>et</strong> développement traitant, exclusivement ou non,<br />
l’énergie dans le bâtiment.<br />
Dans ces trois champs, il était exclu que le proj<strong>et</strong> ait une prétention à l’exhaustivité, vu le<br />
nombre d’expériences menées dans le monde depuis une vingtaine d’années pour améliorer<br />
l’efficacité énergétique des bâtiments.<br />
Il a été décidé de choisir des exemples significatifs, utiles pour la France. En Europe,<br />
l’Allemagne a paru incontournable, non seulement pour l’expérience connue du label<br />
« Passivhaus », mais aussi pour d’autres programmes comme les « maisons 3 litres », les<br />
programmes d’expérimentation dédiés à la réhabilitation des bâtiments existants <strong>et</strong> au<br />
développement de l’énergie solaire.<br />
La Suisse, avec le succès du label « Minergie® », apparaissait également comme un pays<br />
intéressant. Les régions françaises limitrophes de ces deux pays commençaient d’ailleurs à<br />
s’intéresser à ces expériences.<br />
Ces pays étant d’un climat rigoureux, <strong>et</strong> la France ayant une partie de son climat<br />
méditerranéen, l’expérience espagnole de diffusion de l’énergie solaire thermique a été jugée<br />
digne d’intérêt.<br />
Au-delà du bâtiment stricto sensu, l’approche en termes d’éco quartier nous a paru<br />
prom<strong>et</strong>teuse. Plutôt que d’étudier l’un des nombreux éco-quartiers européens de construction<br />
neuve, nous avons choisi l’un des rares éco-quartiers centrés sur la réhabilitation de l’habitat<br />
existant : celui de Vesterbro à Copenhague.<br />
Ces choix ne veulent pas dire que les autres expériences européennes ne sont pas<br />
intéressantes. Des pays comme le Royaume Uni, la Suède, la Norvège… présentent beaucoup<br />
d’intérêt, mais nous avons du faire des choix. Nous suggérons au PREBAT d’approfondir<br />
ultérieurement la connaissance de pays non choisis dans le présent benchmark.<br />
Hors de l’Europe, nous avons mis en avant deux expériences, celle des Etats-Unis <strong>et</strong> celle<br />
du Japon. Le programme « Building America », initié par le Département Fédéral de l’<strong>Energie</strong>, est<br />
une expérience intéressante associant progression de la qualité du processus de construction <strong>et</strong><br />
progrès énergétique pouvant aller jusqu’à des maisons individuelles à énergie positive. L’étude<br />
des maisons individuelles industrialisées japonaises utilisant massivement le photovoltaïque a été,<br />
dans un contexte très différent, un contrepoint utile.<br />
A-9 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Pour les bâtiments tertiaires, le label américain « Leadership in Energy and Environmental<br />
Design » (LEED) présente un intérêt du fait qu’il accorde une certaine importance à l’énergie.<br />
Là encore, ce choix ne veut pas dire que les expériences canadienne <strong>et</strong> australienne, pour<br />
ne citer qu’elles, ne sont pas dignes d’intérêt.<br />
Les composants <strong>et</strong> équipements innovants, ou « briques technologiques » du bâtiment,<br />
s’inscrivent le plus souvent dans une triade :<br />
- baisse des besoins, en particulier de chauffage ;<br />
- développement d’énergies renouvelables ;<br />
- efficacité de l’utilisation d’énergie fossile.<br />
Le choix effectué a été réalisé en association avec le Comité Technologies du PREBAT.<br />
Pour le premier item, la baisse des besoins notamment de chauffage, ont été étudiés des<br />
systèmes constructifs danois, <strong>et</strong> des parois opaques <strong>et</strong> transparentes performantes utilisées<br />
notamment en Allemagne, Autriche <strong>et</strong> Suisse.<br />
Dans le champ des énergies renouvelables, l’électricité photovoltaïque, surtout sur la base<br />
de l’expérience japonaise, mais aussi allemande <strong>et</strong> australienne, le solaire thermique combiné<br />
chauffage eau chaude, les réseaux locaux de chaleur ont été analysés.<br />
Pour le thème de l’efficacité de l’utilisation d’énergie fossile, ont été analysés la ventilation<br />
double flux avec récupération de chaleur <strong>et</strong> des systèmes compacts chauffage-eau chaudeventilation<br />
employés en Allemagne <strong>et</strong> en Autriche, la climatisation rafraichissement basse<br />
consommation, la micro-cogénération.<br />
Deux autres types de technologies ont été également traités : l’éclairage, particulièrement<br />
important dans les bâtiments tertiaires <strong>et</strong> les techniques perm<strong>et</strong>tant un stockage de la chaleur.<br />
Enfin, la question, essentielle, de la cohérence d’ensemble des technologies entre elles<br />
dans un bâtiment a été traitée dans une « approche technologique intégrée » d’un immeuble.<br />
D’autres technologies (géothermie, pompes à chaleur…) auraient pu être traitées, mais<br />
d’une part il a fallu faire des choix <strong>et</strong> d’autre part l’avance de l’étranger sur la France n’était pas<br />
évidente dans les technologies non choisies. Mais là encore, le PREBAT peut décider de traiter<br />
ultérieurement des composants <strong>et</strong> équipements non traités dans le présent benchmark.<br />
Pour effectuer le choix de programmes de recherche <strong>et</strong> développement traitant le thème<br />
énergie <strong>et</strong> bâtiment, l’analyse d’une vingtaine de programmes a été effectuée. Une quinzaine sont<br />
européens (en Allemagne, Autriche, Danemark, Finlande, Grèce, Norvège, Pays-Bas, Pologne,<br />
Suède, Suisse) <strong>et</strong> cinq sont mis en œuvre dans le reste du monde (Australie, Canada, Etats-Unis,<br />
Japon, Nouvelle Zélande).<br />
Trois expériences européennes ont finalement été choisies : Autriche, Finlande, Pays-Bas.<br />
Le programme « Haus der Zukunft » autrichien, les programmes « Compass » <strong>et</strong> « Energy<br />
Onderzoek Subsidie » (EOS) hollandais, les programmes « SARA », « CUBE », « DENSY »,<br />
« ClimBus » <strong>et</strong> « MASI » finlandais ont été étudiés.<br />
Comment avons-nous analysé ces expériences ?<br />
Nous avons tout d’abord procédé avec une phase intermédiaire se traduisant par<br />
l’élaboration d’un rapport d’étape, comprenant une première synthèse <strong>et</strong> des recommandations au<br />
PREBAT, mis en ligne sur www.prebat.n<strong>et</strong> début 2007.<br />
Nous avons surtout adopté deux partis méthodologiques forts : la mise en œuvre d’une<br />
méthode d’analyse socio-éco-technique <strong>et</strong> la mise en place d’un important partenariat national <strong>et</strong><br />
international.<br />
A-10 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Nous avons en eff<strong>et</strong> fait le choix, original, d’une approche socio-éco-technique. En eff<strong>et</strong> une<br />
approche purement technique ne perm<strong>et</strong> pas d’analyser le contexte de l’innovation ou de<br />
l’initiative, le jeu d’acteurs promouvant ou au contraire s’opposant à l’innovation, les conditions de<br />
la diffusion, l’évaluation en termes de coût <strong>et</strong> d’usage, les conditions non techniques de la<br />
transposition de l’initiative en France.<br />
A l’inverse, une approche purement socio-économique fait l’impasse sur le contenu<br />
technique de l’innovation, l’analyse comparée avec les techniques habituellement utilisées en<br />
France, les performances techniques obtenues <strong>et</strong> les perspectives de recherche développement<br />
technologique.<br />
L’équipe proj<strong>et</strong> a donc défini une méthode d’analyse socio-éco-technique de l’initiative ou<br />
de l’innovation étudiée en six étapes :<br />
1 - Contexte, antériorités : contexte national, local, antériorités <strong>et</strong> origine de l’initiative ou<br />
de l’innovation,<br />
2 - Contenu : contenu de l’initiative ou de l’innovation, type de bâtiment concerné,<br />
neuf/réhabilitation, techniques utilisées,<br />
3 - Dynamiques d’acteurs <strong>et</strong> application: dynamique d’acteurs, mise en œuvre sur<br />
chantier, financement, incitations, coûts d’investissement <strong>et</strong> d’exploitation,<br />
4 - Evaluation: performances réelles mesurées, coûts réels, vécu des utilisateurs, impact<br />
de l’initiative ou de l’innovation,<br />
5 - Réflexion critique sur les 4 étapes (contexte, contenu, mise en œuvre, évaluation):<br />
points forts, points faibles, opportunités, menaces,<br />
6 - Conditions de la transposition en France : compatibilité avec le contexte réglementaire<br />
français, disponibilité en France des techniques concernées, dynamique d’acteurs<br />
nécessaire.<br />
C<strong>et</strong>te méthode a été déclinée en trois versions différentes, adaptées à chaque type d’obj<strong>et</strong><br />
étudié : programmes d’opérations performantes, composants <strong>et</strong> équipements innovants,<br />
programmes de recherche développement.<br />
Au sein du CSTB, l’équipe de proj<strong>et</strong> centrale a été constituée d’une équipe d’ingénieurs<br />
animée par un économiste, <strong>et</strong> chaque chapitre du rapport a été rédigé par un binôme ingénieur /<br />
économiste ou sociologue.<br />
L’annexe 2 donne quelques indications sur la méthode socio-éco-technique utilisée.<br />
Le second parti pris méthodologique a été la mise en place d’un fort partenariat national <strong>et</strong><br />
international, l’hypothèse étant que des contributions de spécialistes français ou de spécialistes<br />
des pays étudiés sont plus efficaces qu’une série de missions sur place. De plus, le réseau<br />
national <strong>et</strong> international mis en place sera très utile pour la définition <strong>et</strong> la mise en œuvre des<br />
actions du PREBAT.<br />
A-11 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Les partenaires pour les programmes d’opérations performantes ont été:<br />
Massachus<strong>et</strong>ts Institute of Technology<br />
Pour les composants <strong>et</strong> équipements innovants, les partenaires furent:<br />
CSTC<br />
AEU<br />
JC Hadorn<br />
A-12 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Les programmes de recherche <strong>et</strong> développement ont été étudiés avec l’appui de :<br />
Mansi Jasuja<br />
Markku Virtanen<br />
Le proj<strong>et</strong> « <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> énergie » a ainsi mobilisé 55<br />
ingénieurs, sociologues, économistes de 12 pays différents.<br />
Les rapports intermédiaire <strong>et</strong> final ont été soumis pour avis à un comité de lecture composé<br />
de représentants de l’Agence Nationale de la Recherche, du CEA, du Centre d’Etude <strong>et</strong> de<br />
Recherche de l’Industrie du Béton, du CNRS, de Lafarge, du Syndicat des <strong>Energie</strong>s<br />
Renouvelables, de l’Université de Karlsruhe, du Centre Scientifique <strong>et</strong> Technique de la<br />
Construction de Belgique <strong>et</strong> le Centre National de Recherche du Canada.<br />
Le détail de l’organisation du proj<strong>et</strong>, des auteurs du rapport final <strong>et</strong> des rapports d’experts,<br />
des membres du comité de lecture est donné dans l’annexe 3.<br />
Le présent rapport ne saurait engager la responsabilité ni des experts sollicités, ni des<br />
membres du comité de lecture, que nous remercions vivement. Il n’engage que ses auteurs.<br />
Le rapport est composé de quatre parties :<br />
- 1/ les synthèses : synthèse générale, synthèse des programmes d’opérations<br />
performantes, synthèse des composants <strong>et</strong> équipements innovants, synthèse des<br />
programmes de recherche <strong>et</strong> développement ;<br />
- 2/ les programmes d’opérations performantes : Allemagne, Suisse, Etats-Unis, Japon,<br />
Espagne, Danemark.<br />
- 3/ les composants <strong>et</strong> équipements innovants : approche intégrée, systèmes constructifs,<br />
parois opaques, parois transparentes, ventilation double flux, systèmes compacts<br />
chauffage - eau chaude - ventilation, climatisation rafraîchissement basse<br />
consommation, micro-cogénération, photovoltaïque, solaire thermique combiné, micro<br />
réseaux de chaleur, éclairage, stockage de chaleur ;<br />
- 4/ les programmes de recherche <strong>et</strong> développement : Autriche, Pays-Bas, Finlande.<br />
Chaque chapitre est écrit par un ou plusieurs auteurs dont les noms <strong>et</strong> l’adresse intern<strong>et</strong><br />
sont indiqués en début de texte.<br />
L’annexe 1 précise la situation actuelle en France avec des exemples d’opérations, de<br />
financements <strong>et</strong> d’initiatives en faveur de la maîtrise de l’énergie dans les bâtiments.<br />
L’annexe 2 présente succinctement la méthode socio-éco-technique utilisée. L’annexe 3<br />
indique l’organisation du proj<strong>et</strong> <strong>et</strong> des partenariats.<br />
La lecture des chapitres perm<strong>et</strong> de connaître chaque expérience ou technologie étudiée. Les<br />
synthèses partielles perm<strong>et</strong>tent de connaître le résumé de ces expériences <strong>et</strong> technologies <strong>et</strong><br />
de donner des indications sur les modalités de transposition en France. Dans la présente<br />
synthèse générale, avec une vision plus globale, à partir de ces analyses d’un certain<br />
nombre de pays, apparaît-il des modèles de l’efficacité énergétique ?<br />
A-13 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3. TROIS MODELES DE LA MAITRISE DE L’ENERGIE DANS LE MONDE<br />
En simplifiant, on peut penser qu’il existe dans le monde trois principaux modèles de<br />
maîtrise de l’énergie dans le bâtiment. Nous les dénommerons « Basse consommation<br />
d’énergie », « Economie <strong>et</strong> production d’énergie », « <strong>Energie</strong> <strong>et</strong> environnement ».<br />
Dans le modèle « basse consommation d’énergie », l’objectif est avant tout de baisser<br />
fortement la consommation d’énergie dans le bâtiment. Ce modèle correspond à un besoin<br />
de basse consommation dans des conditions climatiques rigoureuses. Les moyens employés<br />
sont une enveloppe très isolée, une ventilation maîtrisée, des gains solaires passifs, une<br />
certaine utilisation des énergies renouvelables <strong>et</strong> l’emploi d’appareils électroménagers<br />
économes.<br />
Trois variantes du modèle peuvent être distinguées. La variante allemande, de type<br />
« Passivhaus », vise à aller jusqu’à supprimer le système usuel de chauffage. L’économie<br />
réalisée est de l’ordre de 75 % par rapport à un bâtiment neuf ordinaire. La variante suisse,<br />
de type « Minergie® » est moins exigeante que la solution « Passivhaus ». Le principe est le<br />
même, mais la baisse de la consommation est moins forte. L’économie réalisée est de l’ordre<br />
de 50 % par rapport à un bâtiment neuf courant.<br />
Les techniques utilisées associent une surisolation <strong>et</strong> une étanchéité à l’air de<br />
l’enveloppe, des fenêtres très performantes, des systèmes de ventilation avec récupération<br />
de chaleur (au moins en climat froid), <strong>et</strong> l’utilisation de générateurs de chaleur performants<br />
(pompes à chaleur, chaudières à condensation) ou utilisant des énergies renouvelables.<br />
La variante américaine est celle du programme expérimental « Building America »,<br />
qui concerne surtout des maisons individuelles neuves à ossature bois <strong>et</strong> se traduit par des<br />
économies d’énergie de l’ordre de 30 % à 45 %, pouvant être sanctionnées par le label<br />
« Energystar ». Dans ce cas, les techniques utilisées sont des ossatures à épaisseur<br />
augmentée, avec une membrane d’étanchéité en extérieur, des combles bien isolés, des<br />
fenêtres double vitrage peu émissif, une ventilation mécanique, une chaudière à haute<br />
efficacité <strong>et</strong> des réseaux courts, des lampes fluo compactes.<br />
Ce premier modèle est le plus efficace en matière d’économie d’énergie. L’adaptation<br />
française de la variante suisse est le choix de l’association Effinergie®, qui promeut depuis<br />
mai 2007 un label basse consommation comparable à « Minergie® » 10 .<br />
Dans le modèle « économie <strong>et</strong> production d’énergie », l’objectif prioritaire n’est pas la<br />
forte baisse de la consommation, mais une certaine économie articulée à une production<br />
d’énergie le plus souvent d’origine solaire, notamment par système photovoltaïque. Ce<br />
modèle correspond souvent à des régions ou pays chauds dans lesquels l’économie de<br />
chauffage n’est pas la priorité. Dans certains cas, il s’agit aussi d’éviter des pics de<br />
consommation d’électricité de réseaux surchargés.<br />
Trois variantes du modèle peuvent être distinguées. La variante américaine est celle<br />
des « Zero Energy Homes » dans lesquelles la production locale d’énergie de maisons<br />
individuelles isolées est assurée par l’électricité photovoltaïque.<br />
10 Arrêté du 3 mai 2007 sur les labels de haute performance énergétique. L’association Effinergie proposera<br />
prochainement un label basse consommation pour la rénovation.<br />
A-14 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
La variante japonaise, appliquée en particulier aux maisons individuelles neuves<br />
préfabriquées, accorde une moindre importance à l’isolation <strong>et</strong> privilégie l’utilisation de<br />
systèmes photovoltaïques. Il s’agit le plus souvent de maisons industrialisées de qualité<br />
n<strong>et</strong>tement supérieure à la production courante, la durée de vie de c<strong>et</strong>te dernière étant<br />
seulement de l’ordre de 20 à 30 ans.<br />
A la différence des variantes américaine <strong>et</strong> japonaise centrées sur des professions<br />
(les constructeurs de maisons individuelles <strong>et</strong> leurs partenaires) <strong>et</strong> sur la perspective de<br />
diminution des pics de consommation électrique, la variante espagnole concerne un territoire<br />
<strong>et</strong> impose à toute construction neuve <strong>et</strong> réhabilitation d’une certaine importance l’utilisation<br />
de l’énergie solaire pour la production d’eau chaude. Initiée à Barcelone, l’expérience est en<br />
cours d’extension à toute l’Espagne.<br />
Ce modèle est centré sur les usages spécifiques de l’électricité assurée par le<br />
photovoltaïque <strong>et</strong> sur la production solaire d’eau chaude sanitaire. Il ne se préoccupe pas ou<br />
peu des consommations de chauffage qui ne constituent pas le problème essentiel dans des<br />
climats chauds.<br />
La cohérence de ce modèle, dans la perspective de la basse consommation, dépend<br />
de la qualité de l’isolation des bâtiments. Un renforcement insuffisant de l’isolation peut être<br />
une faiblesse du modèle. Sa force est la production locale d’énergie d’origine solaire. C<strong>et</strong>te<br />
production ouvre la perspective de bâtiments à zéro énergie, voire à énergie positive. Le<br />
succès du modèle passe par la baisse, probable à terme, du coût d’investissement du solaire<br />
photovoltaïque. L’utilisation importante du solaire du modèle est intéressante pour un climat<br />
de type méditerranéen.<br />
Dans le modèle « énergie <strong>et</strong> environnement », l’énergie est un objectif articulé à<br />
d’autres cibles environnementales (intégration au site, eau, matériaux, confort..) jugées<br />
importantes par les acquéreurs de bâtiments, en particulier d’immeubles de bureaux, qui<br />
souhaitent m<strong>et</strong>tre en avant plus un cadre de travail sain <strong>et</strong> confortable qu’un souci<br />
d’économie d’énergie.<br />
La variante américaine est celle du label « Leadership in Energy and Environmental<br />
Design » (LEED), qui a quatre niveaux de qualité : standard, argent, or, platine.<br />
L’économie d’énergie réalisée est de l’ordre de 30 % à 35 % par rapport à un immeuble usuel<br />
de bureaux 11 . Le label « LEED » a sur le plan énergétique des exigences n<strong>et</strong>tement moins<br />
fortes que les labels « Passivhaus » <strong>et</strong> « Minergie® ». Dans une perspective de basse<br />
consommation, le succès de ce modèle passe par un renforcement de ses exigences<br />
énergétiques.<br />
Dans les trois cas, il s’agit de modèles dominants, qui peuvent connaître des variantes<br />
importantes, en particulier selon le climat. Ils peuvent aussi s’hybrider entre eux. Rien<br />
n’empêche par exemple que des applications des modèles « Basse consommation<br />
d’énergie » <strong>et</strong> « <strong>Energie</strong> <strong>et</strong> environnement » développent une production locale d’énergie,<br />
notamment d’origine solaire, qui constitue une caractéristique du modèle « Economie <strong>et</strong><br />
production d’énergie ».<br />
11 La variante britannique, non étudiée dans le présent benchmark, la « Building Research Establishment<br />
Environmental Assessment M<strong>et</strong>hod » (BREEAM), est la plus ancienne. La variante française est celle de la<br />
certification « NF Bâtiments tertiaires démarche HQE® », mais dans ce cas, la cible énergétique n’est pas<br />
privilégiée: l’économie réalisée est de 10 à 20 %.<br />
A-15 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
De plus, nous ne sommes qu’au début d’un long processus d’innovation. A moyen<br />
terme, les différents modèles devront combiner la consommation mesurée avec l’analyse du<br />
cycle de vie des matériaux <strong>et</strong> du bâtiment (« Life Cycle Assessment ») <strong>et</strong> le coût global<br />
intégrant la démolition <strong>et</strong> les externalités (« Life Cycle Cost »).<br />
Par ailleurs il conviendra ultérieurement d’aborder l’impact du changement climatique<br />
sur la consommation d’énergie.<br />
Une question centrale est la rapidité de diffusion de ces modèles sur le marché. Il est<br />
possible d’analyser le processus de diffusion de bâtiments basse consommation innovants<br />
sur la base de quatre étapes successives. La première est le temps de l’expérimentation sur<br />
quelques dizaines, voire quelques centaines d’opérations. La seconde étape consiste à<br />
définir un concept de bâtiment basse consommation, qui prend souvent la forme d’un label.<br />
La troisième étape est la diffusion du concept, à plusieurs milliers d’exemplaires, qui<br />
perm<strong>et</strong> un apprentissage progressif de la chaîne d’acteurs. La quatrième étape est la<br />
situation où l’innovation a un impact significatif sur le marché. L’innovation devient alors<br />
radicale au sens où l’entend le manuel d’Oslo, le texte de référence sur l’innovation de<br />
l’OCDE <strong>et</strong> de la Commission européenne 12<br />
L’innovation « radicale ou impliquant une rupture » y est définie comme « une<br />
innovation ayant un impact significatif sur un marché <strong>et</strong> sur l’activité économique des firmes<br />
sur ce marché. C<strong>et</strong>te définition privilégie l’impact des innovations par rapport à leur<br />
nouveauté. L’impact peut, par exemple, modifier la structure du marché, créer de nouveaux<br />
marchés ou rendre des produits existants obsolètes » (op cit, page 68).<br />
Si l’on prend la part de marché comme un critère de mesure de l’impact d’un modèle, <strong>et</strong><br />
pour comparer des éléments comparables, en se limitant à trois labels étudiés dans le<br />
benchmark, comment se situent ces labels dans le processus de diffusion de l’innovation en<br />
quatre étapes que nous avons défini ?<br />
12 OCDE, Commission Européenne, (2005), Manuel d’Oslo, Principes directeurs pour le recueil <strong>et</strong><br />
l’interprétation des données sur l’innovation, 3 ème édition.<br />
Disponible sur http://213.253.134.43/oecd/pdfs/browseit/9205112E.PDF<br />
A-16 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Tableau 1. Diffusion des bâtiments basse consommation d’énergie en Suisse, en Allemagne<br />
<strong>et</strong> aux Etats-Unis<br />
Pays Label Expériment<br />
ation<br />
Minergie®<br />
neuf<br />
Suisse<br />
Minergie®<br />
existant<br />
Passivhaus<br />
neuf<br />
Allemagne Passivhaus<br />
existant<br />
LEED<br />
neuf<br />
Etats-Unis LEED<br />
existant<br />
Concept Diffusion Impact significatif sur le marché<br />
En 2005, 17 % du marché neuf<br />
résidentiel suisse est labellisé<br />
Minergie®<br />
Selon nous, seul le label suisse « Minergie® » a aujourd’hui un impact significatif<br />
sur le marché de la construction neuve du pays. En Allemagne, les bâtiments « Passivhaus »<br />
représentent pour l’instant moins de 1 % du marché de la construction neuve. En Autriche, le<br />
label « Passivhaus » est sur le point d’avoir un impact sur le marché neuf puisqu’il représente<br />
4 % du marché en 2006. Aux Etats-Unis, les bâtiments labellisés « LEED » sont encore<br />
marginaux.<br />
Pour la rénovation énergétique du parc existant, la situation est encore moins<br />
avancée. Les difficultés de diffusion de l’innovation sont beaucoup plus importantes que pour<br />
la construction neuve, tant dans le champ technique que socio-économique. En Suisse, plus<br />
de 800 bâtiments existants sont labellisés « Minergie® », ce qui constitue un résultat<br />
intéressant, mais qui correspond à une certification dix fois moindre dans l’existant que dans<br />
le neuf.<br />
Il y a de nombreuses raisons à la relative lenteur de la diffusion de ce type de label.<br />
Une des raisons principales est que l’ensemble coordonné d’innovations nécessaire n’est<br />
pas anodin. Il constitue en fait un nouveau paradigme pour les acteurs de la construction.<br />
Il ne s’agit pas de garder les mêmes pratiques professionnelles en y ajoutant une<br />
préoccupation énergétique <strong>et</strong> environnementale. Le contenu des innovations exige en réalité<br />
une nouvelle façon non seulement de concevoir, mais aussi de financer, de construire, de<br />
rénover, de gérer <strong>et</strong> d’utiliser les bâtiments. Nous reviendrons sur c<strong>et</strong>te importante question.<br />
En tenant compte de ce résumé en termes de modèles dominants <strong>et</strong> de leur diffusion,<br />
des propositions faites dans les synthèses partielles, des analyses des chapitres centrés sur<br />
une expérience ou une technologie, nous parvenons maintenant à la finalité de c<strong>et</strong>te<br />
comparaison <strong>internationale</strong> : quels sont les principaux enseignements pour la France ?<br />
A-17 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4. LES DIX PRINCIPAUX ENSEIGNEMENTS POUR LA FRANCE<br />
La comparaison <strong>internationale</strong> réalisée est d’une grande richesse. Elle perm<strong>et</strong> de tirer<br />
de nombreux enseignements pour la France, qu’il est possible de résumer en dix points.<br />
4.1. Le moteur de l’action est politique<br />
Le moteur pour les bâtiments à haute efficacité énergétique n’est pas le marché, le<br />
moteur est politique. Même quand le marché s’empare du problème environnemental,<br />
l’initiative est publique : c’est une décision publique qui a créé le marché du CO 2 .<br />
L’action politique intervient à trois niveaux : continental, national <strong>et</strong> régional. Chaque<br />
niveau a un rôle spécifique.<br />
L’Europe fixe les objectifs généraux <strong>et</strong> élabore des plans d’actions sous forme de<br />
directives. Elle a fixé des objectifs pour la période 2008-2012, dans le cadre de l’accord<br />
intercontinental de Kyoto. Sans attendre l’accord post-Kyoto, l’Europe a défini des objectifs<br />
pour 2020, avec obligation de résultat, concernant les émissions de gaz à eff<strong>et</strong> de serre, la<br />
consommation d’énergie, la proportion d’énergies renouvelables dans la consommation.<br />
L’Etat définit le cadre national pour transposer ces objectifs <strong>et</strong> ces directives:<br />
réglementation, incitations fiscales <strong>et</strong> économiques, programme de recherche<br />
développement, labels, secteur public exemplaire…<br />
Le pilotage opérationnel se fait au niveau régional, en partenariat avec les<br />
professionnels du bâtiment, qui sont pour l’essentiel des acteurs locaux. Le niveau régional<br />
<strong>et</strong> local est le niveau stratégique pour la mise en œuvre opérationnelle de l’expérimentation<br />
<strong>et</strong> de la diffusion des bâtiments à haute efficacité énergétique.<br />
Des programmes sont d’origine nationale, c’est le cas de « Building America » <strong>et</strong> du<br />
programme des maisons photovoltaïques japonaises. Mais l’initiative est souvent d’origine<br />
locale : en Suisse, « Minergie® » est parti du canton de Zurich, en Autriche, le Voralberg est<br />
une région pilote, en Espagne, la politique du solaire thermique est partie de Barcelone, aux<br />
Etats-Unis, malgré une absence de cadre fédéral général, les Etats <strong>et</strong> les villes prennent de<br />
nombreuses initiatives, en France, des appels à proj<strong>et</strong>s ont été lancés au niveau régional<br />
avant toute initiative nationale <strong>et</strong> Effinergie, une association interrégionale, a créé un label<br />
basse consommation, validé ensuite par l’Etat.<br />
De plus, les bâtiments s’intègrent avec les transports dans la ville. Le développement<br />
urbain durable, sous la responsabilité des villes, pose la question de la nécessaire<br />
articulation entre bâtiment, transports <strong>et</strong> urbanisme.<br />
L’Etat peut jouer un rôle mobilisateur dans des programmes nationaux mais il n’est<br />
opérationnel que lorsqu’il adopte des pratiques exemplaires pour la construction, la<br />
rénovation <strong>et</strong> la gestion de ses propres bâtiments. Mais son rôle, au niveau national, de<br />
facilitateur <strong>et</strong> de soutien à l’expérimentation <strong>et</strong> à la diffusion peut être très important.<br />
A notre connaissance, une concertation nationale comme le Grenelle de<br />
l’Environnement, rassemblant, sous l’égide de l’Etat, les pouvoirs publics, les collectivités<br />
territoriales, les employeurs, les syndicats <strong>et</strong> les associations <strong>et</strong> débouchant sur un plan<br />
d’action ambitieux, notamment sur l’efficacité énergétique du bâtiment <strong>et</strong> de la ville, est un<br />
évènement sans précédent au niveau international.<br />
A-18 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.2. Plusieurs modèles sont praticables en France<br />
Trois modèles de maîtrise de l’énergie dans les bâtiments ont été identifiés. Les trois<br />
modèles sont adaptables en France. L’association Effinergie propose une adaptation de la<br />
variante suisse du modèle « basse consommation d’énergie ». Il est promis à un bel avenir,<br />
car il est moins exigeant que la variante allemande 13 .<br />
Les certifications de types HQE® peuvent évoluer en s’inspirant du modèle « <strong>Energie</strong><br />
<strong>et</strong> environnement » par le renforcement de la préoccupation énergétique. Un modèle hybride<br />
peut également voir le jour : l’association d’un label HQE® <strong>et</strong> d’un label Effinergie pour un<br />
même bâtiment.<br />
Le modèle « Economie <strong>et</strong> production d’énergie », dans ses versions maisons<br />
individuelles américaines <strong>et</strong> japonaises, est peu transposable en France en terme de<br />
techniques constructives dominantes (bois aux Etats-Unis, préfabrication au Japon). Mais il<br />
peut être source d’inspiration pour le développement de solutions bois <strong>et</strong> de la préfabrication,<br />
pour l’intégration du photovoltaïque dès la conception des maisons <strong>et</strong> pour l’organisation de<br />
l’innovation par consortiums d’acteurs.<br />
Il peut aussi s’hybrider avec le modèle « Basse consommation d’énergie » qu’il est<br />
possible d’enrichir par le développement de production locale d’énergie, notamment d’origine<br />
solaire.<br />
Le choix du modèle dépend du type de compétences à mobiliser <strong>et</strong> du climat. La<br />
France connaît trois climats : continental, atlantique, méditerranéen. Il y a en particulier place<br />
en France pour développer un modèle adapté au climat méditerranéen <strong>et</strong> aux pays du Sud <strong>et</strong><br />
offrir ainsi une alternative au modèle germano-suisse peu adapté à ce type de climat.<br />
4.3 L’approche d’ensemble du bâtiment est une question essentielle<br />
C’est un enseignement commun aux trois champs étudiés : programmes d’opérations<br />
performantes, composants <strong>et</strong> équipements innovants, programmes de recherche<br />
développement.<br />
Le bâtiment efficace énergétiquement est avant tout un nouveau concept d’ensemble<br />
saisissant dans un même mouvement l’architecture, le climat, l’enveloppe, les équipements.<br />
Cela exige de nouveaux rapports de coopération entre architectes <strong>et</strong> ingénieurs. Toute<br />
approche décomposant de façon autonome ces différents éléments se traduit par des coûts<br />
d’investissement trop élevés <strong>et</strong> des performances énergétiques insuffisantes. La leçon est<br />
claire, qu’elle provienne de « Passivhaus », de « Minergie® » ou de « LEED ».<br />
L’efficacité énergétique passe également par une vision d’ensemble du processus de<br />
construction ou de rénovation : conception, réalisation, maintenance exploitation. Les<br />
performances attendues peuvent ne pas être au rendez vous final à cause d’une mise en<br />
œuvre de qualité insuffisante <strong>et</strong> d’une exploitation maintenance inadéquate.<br />
« Passivhaus » impose un test d’étanchéité à l’air pour l’obtention du label. Le<br />
passage du témoin de la réalisation à la gestion, s’il n’est pas bien réalisé, peut être<br />
également source de forte baisse de l’efficacité énergétique. Les promoteurs de « LEED »<br />
imposent une procédure de qualité particulière pour assurer une bonne articulation entre<br />
réalisation <strong>et</strong> maintenance exploitation, qu’ils dénomment « commissionning ».<br />
13 Effinergie va également participer à la diffusion du modèle « Economie <strong>et</strong> production d’énergie » en<br />
proposant prochainement un label « Bâtiment à énergie positive ».<br />
A-19 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.4 La qualité de l’assemblage des technologies est une question très<br />
importante<br />
Pour les « briques technologiques », la question de l’assemblage des composants <strong>et</strong><br />
équipements dans un tout cohérent <strong>et</strong> intégrant la question de la maintenance <strong>et</strong> de<br />
l’utilisation est très importante. Un équipement très performant peut faire partie d’un dispositif<br />
d’ensemble mal conçu <strong>et</strong> peu efficace.<br />
C<strong>et</strong> assemblage s’inscrit dans la « triade énergétique », avec des techniques étudiées<br />
dans le présent benchmark :<br />
- réduction de la consommation d’énergie : systèmes constructifs, parois opaques,<br />
parois transparentes ;<br />
- utilisation efficace d’énergie fossile : ventilation double flux avec récupération de<br />
chaleur, systèmes compacts chauffage ventilation eau chaude, rafraichissement<br />
basse consommation, micro cogénération ;<br />
- emploi d’énergies renouvelables : photovoltaïque, systèmes solaires combinés<br />
chauffage eau chaude, stockage de chaleur, éclairage, micro réseaux de chaleur.<br />
Un effort majeur est à faire sur la compatibilité <strong>et</strong> les liaisons entre « briques »<br />
(perméabilité à l’air, intégration du solaire…)<br />
L’importance de l’impact de la technologie en matière d’économie d’énergie <strong>et</strong> de<br />
baisse des gaz à eff<strong>et</strong> de serre est un critère essentiel.<br />
Les technologies centrées sur la rénovation, en particulier la rénovation de l’habitat<br />
des particuliers doivent constituer un axe important.<br />
En matière de marché potentiel, deux approches sont complémentaires:<br />
- diffusion à court terme de technologies à fort potentiel de marché,<br />
- anticipation à moyen terme de technologies prom<strong>et</strong>teuses.<br />
4.5 La question du surinvestissement initial est sur estimée<br />
Nous récusons la notion de surcoût, il s’agit d’un surinvestissement avec à la clé un<br />
r<strong>et</strong>our sur investissement. Ce surinvestissement est le plus souvent surestimé. Selon une<br />
enquête <strong>internationale</strong> auprès de 1400 professionnels de l’immobilier de 6 pays ou groupes<br />
de pays différents, le surinvestissement d’un immeuble certifié pour sa qualité<br />
environnementale est estimé selon le pays de 11% à 28% alors que les auteurs de l’étude<br />
l’estime de l’ordre de 5% 14 .<br />
Aux Etats-Unis, la différence d’investissement initial entre immeubles « LEED » <strong>et</strong><br />
les autres est de l’ordre de 3% <strong>et</strong> en Suisse, si le surinvestissement est supérieur à 10%, le<br />
label « Minergie® » n’est pas accordé.<br />
L’expérience montre que la différence est plus entre équipes de maîtrise d’ouvrage /<br />
maîtrise d’œuvre expérimentées <strong>et</strong> équipes débutantes en énergie <strong>et</strong> environnement,<br />
qu’entre bâtiments efficaces énergétiquement <strong>et</strong> autres bâtiments. Il y a un processus<br />
d’apprentissage des professionnels qui, dans leurs premiers proj<strong>et</strong>s, ajoutent à leurs<br />
pratiques habituelles une dimension énergie <strong>et</strong> environnement, génératrice de surcoût, puis<br />
14 “Energy Efficiency in Buildings. Business realities and opportunities” (2007) Proj<strong>et</strong> du World Business<br />
Council for Sustainable Development co piloté par Lafarge <strong>et</strong> United Technologies, disponible sur<br />
www.wbcsd.org/web/eeb .<br />
A-20 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
apprennent progressivement à repenser l’approche de façon différente, avec un<br />
surinvestissement qui est alors beaucoup plus faible qu’auparavant.<br />
Le r<strong>et</strong>our sur investissement provient bien sûr des économies d’énergie, mais pas<br />
seulement. Les promoteurs de « Minergie® » m<strong>et</strong>tent à juste titre en avant les « cobénéfices<br />
» du label pour l’utilisateur. Ils peuvent être quantifiables, comme le supplément de<br />
prix de vente 15 ou de revenu locatif permis par la qualité d’une maison « Minergie® » ou non<br />
quantifiables, comme le confort, la protection contre le bruit, la meilleure qualité de l’air, la<br />
meilleure hygrométrie, la sécurité accrue, sans parler du sentiment de contribuer au<br />
sauv<strong>et</strong>age de la planète.<br />
Des études américaines montrent que les investisseurs de bureaux «LEED » <strong>et</strong> les<br />
entreprises utilisatrices sont attentives au fait que ces bâtiments peuvent jouer un rôle dans<br />
l’augmentation de la productivité du personnel. Quand cela est vérifiable, l’économie réalisée<br />
est beaucoup forte que l’économie d’énergie.<br />
La majorité des investisseurs en immobilier durable, en particulier tertiaire, font<br />
actuellement l’hypothèse d’une rentabilité financière plus forte du fait, d’une part d’un niveau<br />
de loyer plus élevé, une location <strong>et</strong> une relocation plus rapides avec la haute qualité de ces<br />
bâtiments sains <strong>et</strong> confortables, d’autre part de dépenses de remise à niveau plus faibles<br />
grâce à une obsolescence moins rapide des immeubles durables sur le marché immobilier 16 .<br />
4.6 Une recherche développement ambitieuse est nécessaire<br />
La comparaison <strong>internationale</strong> a montré que le bâtiment efficace énergétiquement, ça<br />
marche, ce n’est pas forcément une question technique complexe <strong>et</strong> qu’on peut aller vite<br />
avec des techniques existantes. Il existe des milliers, voire des dizaines de milliers de<br />
bâtiments très performants ou basse consommation en Allemagne, en Autriche, en Suisse,<br />
aux Etats-Unis, au Japon avec des solutions techniques relativement répétitives dans chaque<br />
pays.<br />
Certains en concluent qu’une activité de recherche développement est inutile <strong>et</strong> qu’il<br />
suffit de développer des incitations <strong>et</strong> des formations. C’est une profonde erreur.<br />
De nombreux pays déploient des programmes de R&D importants en la matière car le<br />
bâtiment économe est pris dans une dynamique qui s’accélère <strong>et</strong> qui n’est pas prête de<br />
s’arrêter. Le bâtiment <strong>et</strong> les transports sont les deux principaux défis planétaires pour les gaz<br />
à eff<strong>et</strong> de serre <strong>et</strong> l’énergie.<br />
La réglementation change sans cesse. L’Europe a décidé que la réglementation doit<br />
changer tous les cinq ans, la Californie tous les trois ans ! Il est indispensable que la<br />
recherche développement contribue à anticiper les réglementations de 2010/2012, 2020…<br />
15 Toutes choses égales par ailleurs, une maison « Minergie® » se revend de 4 à 14% plus cher qu’une<br />
maison ordinaire (voir notamment analyse 2003 du marché immobilier de la Banque cantonale de Zurich,<br />
citée par « Coûts <strong>et</strong> bénéfices. Protection thermique des bâtiments » Eberhard Jochem, Martin Jakob, Office<br />
Fédéral de l’<strong>Energie</strong>, Berne, 2003, page 20).<br />
16 Voir :<br />
- exposé de Christophe Lebrun, Directeur des relations Grands Comptes, AXA Real Estate<br />
Investment Managers France, dans « Les enjeux du développement durable dans la gestion de<br />
l’immobilier de l’exploitation », séminaire IPD, 14 juin 2007,<br />
- entr<strong>et</strong>ien avec Christophe Clamageran, Directeur Général délégué de BNP Paribas Immobilier, dans<br />
Business Immo n°29, juill<strong>et</strong>-août 2007,<br />
- entr<strong>et</strong>ien avec Eric Mazoger, Directeur Général déléqué de Bouygues Immobilier, dans l’Usine à<br />
GES n°38, novembre 2007.<br />
A-21 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Le foisonnement ne se limite pas à des bâtiments faisant 30 à 50 % d’économie par<br />
rapport aux bâtiments ordinaires, la perspective de bâtiments à zéro énergie <strong>et</strong> à énergie<br />
positive exige la contribution d’une recherche développement ambitieuse.<br />
C<strong>et</strong>te recherche développement doit impérativement articuler approche technique <strong>et</strong><br />
approche socio-économique, avoir comme axe fort la vision d’ensemble d’un bâtiment, traiter<br />
non seulement la conception, mais aussi la réalisation <strong>et</strong> la gestion, avoir un vol<strong>et</strong> spécifique<br />
sur la réhabilitation du parc existant, être menée en partenariat avec les professionnels de la<br />
construction <strong>et</strong> les collectivités territoriales, articuler recherche sur le bâtiment avec<br />
recherche sur les transports <strong>et</strong> la ville, être étroitement associée à la recherche européenne,<br />
ne pas se limiter à la recherche appliquée car la mise au point de nouveaux matériaux<br />
notamment interpelle la recherche fondamentale.<br />
4.7 Les labels constituent un moyen efficace<br />
L’expérience de « Passivhaus », de « Minergie® » ou de « LEED », pour se limiter<br />
à trois exemples, montre l’efficacité des labels dans la définition des concepts de bâtiments<br />
efficaces énergétiquement <strong>et</strong> leur diffusion.<br />
N’oublions pas trois caractéristiques essentielles du secteur du bâtiment : il n’y a pas<br />
d’acteur dominant, la production est très diversifiée (maisons individuelles, bâtiments<br />
collectifs d’habitation, bureaux, commerces, équipements publics…) <strong>et</strong> les acteurs sont<br />
locaux. Nous sommes à l’exact opposé du secteur automobile caractérisé par un p<strong>et</strong>it<br />
nombre d’acteurs dominants, agissant sur des marchés mondiaux <strong>et</strong> ayant une production<br />
relativement homogène.<br />
Les labels perm<strong>et</strong>tent de m<strong>et</strong>tre d’accord tous les acteurs du bâtiment actif, dans un<br />
grand nombre de marchés locaux, sur un concept de bâtiment adaptable à de nombreux<br />
types d’immeubles. Les expériences suisse, allemande <strong>et</strong> américaine montrent que ces<br />
labels ne sont efficaces que s’ils s’inscrivent dans une dynamique comprenant des<br />
groupements de professionnels, des guides techniques, des foires commerciales, des sites<br />
intern<strong>et</strong>, des évènements annuels, des cycles de formation, des dispositifs d’incitation<br />
(fiscaux, financiers, urbains…).<br />
En anticipant des futures réglementations, ces labels perm<strong>et</strong>tent d’expérimenter<br />
matériaux, équipements, nouvelles pratiques professionnelles avant leur généralisation.<br />
Les labels doivent porter sur la réalisation de bâtiments, mais aussi leur gestion. Il est<br />
utile qu’ils concernent aussi, comme en Suisse <strong>et</strong> en Allemagne, les composants <strong>et</strong><br />
équipements.<br />
4.8 La rénovation du parc existant exige un plan d’action spécifique<br />
La comparaison <strong>internationale</strong> a montré que tous les pays commencent par le plus<br />
facile : la construction neuve. Puis dans un deuxième temps, l’analyse montre pour obtenir<br />
des résultats à l’horizon de 2015 ou 2020, une action vigoureuse sur le parc existant est<br />
incontournable.<br />
Penser qu’il suffit de travailler essentiellement la question de la construction neuve <strong>et</strong><br />
que l’on pourra ensuite transposer les solutions du neuf vers l’existant est une idée fausse.<br />
Cela est évident pour les dimensions socio-économiques mais cela est également vrai sur le<br />
plan technique.<br />
Les Allemands, avec le concept « Passivhaus », savent faire des bâtiments neufs<br />
sans équipement de chauffage conventionnel dans un climat continental, ils ne savent pas le<br />
faire techniquement pour des bâtiments rénovés.<br />
A-22 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
L’expérience forte de certains pays pour la construction neuve l’est beaucoup moins<br />
pour la réhabilitation des bâtiments. L’Allemagne est l’un des pays les plus intéressants dans<br />
le domaine de la rénovation énergétique, tant sur le plan des expérimentations que sur celui<br />
de la diffusion nécessitant la mobilisation de financements importants.<br />
L’énergie ne peut pas être la seule motivation d’une rénovation, il convient d’avoir une<br />
stratégie de réhabilitation incluant l’énergie comme facteur important. La politique de<br />
renouvellement urbain doit impérativement intégrer c<strong>et</strong>te dimension. C’est possible comme<br />
l’a montré l’analyse du quartier Vesterbro à Copenhague.<br />
Mais la question la plus difficile est la rénovation des maisons <strong>et</strong> des appartements<br />
appartenant à des particuliers, qui consomment en France plus de la moitié de l’énergie du<br />
parc, tertiaire inclus.<br />
Cela nécessite un plan d’action ambitieux, comme en Allemagne, articulant<br />
recherche, incitations fiscales, financements spécifiques, diffusion de produits industriels<br />
innovants <strong>et</strong> apparition de nouvelles compétences tendant vers la création d’un nouveau<br />
métier : celui « d’améliorateur » énergétique de logements existants, mis en avant<br />
notamment par la fondation « Bâtiment <strong>et</strong> énergie ».<br />
4.9 Pour les professionnels, il s’agit d’un véritable nouveau paradigme<br />
La vision la plus courante est de garder les processus actuels de construction,<br />
rénovation <strong>et</strong> gestion des bâtiments <strong>et</strong> d’y ajouter une dimension énergétique <strong>et</strong><br />
environnementale. C<strong>et</strong>te vision est génératrice de coûts d’investissement élevés <strong>et</strong><br />
d’efficacité énergétique faible.<br />
Nous avons indiqué que baisser la consommation d’énergie de 30 à 50% d’un<br />
bâtiment n’est pas techniquement très compliqué, mais le faire est difficile, car cela rem<strong>et</strong> en<br />
cause les cultures professionnelles dominantes.<br />
Pour atteindre ces performances, <strong>et</strong> plus encore s’il s’agit de bâtiments zéro énergie<br />
ou à énergie positive, il faut concevoir la construction ou la rénovation autrement <strong>et</strong><br />
abandonner la conception par séquences (architecture, puis enveloppe, puis équipements)<br />
pour adopter une conception concourante traitant, comme nous l’avons noté, dans un seul<br />
mouvement, l’architecture, le climat, l’enveloppe <strong>et</strong> les équipements. Les composants <strong>et</strong><br />
équipements fournis par les industriels doivent être intégrés dans c<strong>et</strong>te vision d’ensemble.<br />
Les métiers de la conception ne sont pas les seuls à devoir être transformés. La<br />
qualité de la réalisation suppose notamment une étanchéité à l’air peu courante sur les<br />
chantiers français. Cela sera d’autant plus difficile à atteindre qu’en France, le coût de la<br />
construction est sensiblement moins élevé qu’en Suisse <strong>et</strong> en Allemagne.<br />
La gestion exploitation maintenance ne doit plus être déconnectée de la production.<br />
Cela suppose une procédure qualité du type « commissionning » utilisée aux Etats-Unis. Les<br />
modalités d’utilisation des bâtiments doivent également évoluer pour que les comportements<br />
des utilisateurs n’annulent pas les efforts faits dans la chaine conception-réalisation-gestion.<br />
En fait aucun métier n’échappe à une redéfinition de son rôle. Le maître d’ouvrage<br />
doit définir son programme différemment. Le financier doit proposer des prêts innovants<br />
tenant compte des économies d’énergie, comme ils existent notamment en Allemagne <strong>et</strong> aux<br />
Etats-Unis ainsi que, depuis peu, en France.<br />
Il s’agit d’un nouveau paradigme pour les acteurs de la construction, un nouveau<br />
système de références <strong>et</strong> bien sûr de nouvelles compétences qui appellent un très important<br />
effort de formation.<br />
A-23 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.10 Deux facteurs clés sont le financement <strong>et</strong> la transformation des<br />
compétences par la formation<br />
Deux blocages importants peuvent entraver le développement des bâtiments à forte<br />
efficacité énergétique : le financement <strong>et</strong> les compétences.<br />
Le financement peut prendre des formes multiples : crédits d’impôt, subventions,<br />
prêts spécifiques, certificats verts ou blancs, marché du CO 2 …<br />
Même dans un pays comme l’Allemagne, où la population <strong>et</strong> les professionnels ont<br />
une forte conscience des enjeux environnementaux <strong>et</strong> énergétiques, la motivation financière<br />
est première pour la décision de construire ou de rénover avec une bonne performance<br />
énergétique.<br />
Le fait que le financement, la conception, la construction, la rénovation <strong>et</strong> la gestion<br />
de bâtiments basse consommation constituent un nouveau paradigme pour les<br />
professionnels entrainent la nécessité non pas d’un simple ajout de compétences à des<br />
compétences existantes mais d’une transformation des compétences par la formation.<br />
Dans certains cas, des nouveaux métiers, comme celui « d’améliorateur »<br />
énergétique des logements des particuliers vont apparaître.<br />
La formation, initiale <strong>et</strong> continue, devient un enjeu essentiel, pour l’ensemble des<br />
acteurs concernés : maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre, entreprises, artisans, industriels,<br />
gestionnaires.<br />
L’utilisation des bâtiments, résidentiels <strong>et</strong> non résidentiels, nécessitent de nouveaux<br />
comportements des utilisateurs, issus de campagnes de sensibilisation, information <strong>et</strong><br />
formation.<br />
Conclusion<br />
<strong>Energie</strong>, environnement, développement durable constituent une opportunité extraordinaire<br />
d’innovation pour le monde de la construction.<br />
Dans les années cinquante <strong>et</strong> soixante, la construction a connu une période à très grands<br />
défis : la reconstruction après la seconde guerre mondiale <strong>et</strong> le transfert massif d’une population<br />
rurale vers les villes.<br />
Un demi-siècle après, sur les questions de l’énergie, de l’environnement <strong>et</strong> du<br />
développement durable, la construction est à nouveau devant un défi considérable. Le<br />
changement est lancé à l’échelle <strong>internationale</strong> <strong>et</strong> depuis peu en France.<br />
Les acteurs de la construction <strong>et</strong> de la gestion des bâtiments ont une extraordinaire<br />
opportunité à saisir pour changer leurs compétences, leurs pratiques, leurs formations, leurs<br />
niveaux de rémunération <strong>et</strong> leur image.<br />
A-24 PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
<strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong><br />
A2 - Synthèse Programmes<br />
d’opérations performantes<br />
Auteur(s)<br />
Email(s)<br />
JC Visier<br />
Jean-christophe.visier@cstb.fr<br />
A25<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> /décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Sommaire<br />
SOMMAIRE ................................................................................................................................26<br />
INTRODUCTION ........................................................................................................................27<br />
1. Les programmes étudiés ..................................................................................................28<br />
1.1 Allemagne [1]...........................................................................................................29<br />
1.2 Suisse [2].................................................................................................................30<br />
1.3 Etats-Unis [3]...........................................................................................................31<br />
1.4 Japon [4]..................................................................................................................32<br />
1.5 Espagne - Barcelone [5]..........................................................................................33<br />
1.6 Danemark – Le quartier Vesterbro de COPENHAGUE [6]......................................34<br />
2. Analyse transversale des programmes ............................................................................36<br />
2.1 Les objectifs visés ...................................................................................................36<br />
2.2 Les acteurs impliqués..............................................................................................37<br />
2.3 La dynamique de développement ...........................................................................38<br />
2.4 Les outils de dissémination .....................................................................................39<br />
2.5 Les techniques utilisées ..........................................................................................40<br />
2.6 La place de la réhabilitation.....................................................................................41<br />
2.7 Les labels ................................................................................................................42<br />
3. Transposition en France ...................................................................................................43<br />
3.1 Quels acteurs ..........................................................................................................43<br />
3.1.1 La maison individuelle neuve :......................................................................43<br />
3.1.2 La maison individuelle existante ...................................................................43<br />
3.1.3 Le logement collectif existant........................................................................44<br />
3.1.4 Le logement collectif neuf .............................................................................44<br />
3.1.5 Le tertiaire public ..........................................................................................45<br />
3.1.6 Le tertiaire privé ............................................................................................45<br />
3.1.7 Les industriels...............................................................................................45<br />
3.1.8 Le secteur bancaire ......................................................................................45<br />
3.1.9 Les distributeurs d’énergie............................................................................46<br />
3.2 Sur quelles dynamiques s’appuyer..........................................................................47<br />
3.3 Les techniques ........................................................................................................49<br />
3.4 Quels outils de mark<strong>et</strong>ing <strong>et</strong> de dissémination ........................................................50<br />
3.5 La problématique de l’existant.................................................................................51<br />
CONCLUSIONS .........................................................................................................................52<br />
4. Références .......................................................................................................................53<br />
A26<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Introduction<br />
Bâtiments basse consommation, opérations de démonstrations, labels, rôle de l’état <strong>et</strong> des<br />
régions, rénovation du parc existant, relation recherche/opérations… autant de suj<strong>et</strong>s au cœur de<br />
l’action pour atteindre la division par 4 des consommations d’énergie.<br />
La connaissance des approches suivies dans les programmes sur les bâtiments basse<br />
consommation <strong>et</strong> à énergie positive dans d’autres pays peut nous perm<strong>et</strong>tre de mieux définir les<br />
démarches à appliquer en France.<br />
Ce document analyse 6 programmes d’opérations menées à l’étranger. Il vise à comprendre les<br />
dynamiques de ces programmes, les raisons de leurs succès <strong>et</strong> de leurs difficultés afin de<br />
proposer des pistes pour la transposition en France.<br />
La partie 1 une présentation synthétique de chaque programme.<br />
La partie 2 présente une analyse comparative des 6 programmes suivant 7 axes d’analyse :<br />
• Les objectifs visés,<br />
• Les acteurs,<br />
• La dynamique de déploiement des programmes,<br />
• Les outils de dissémination,<br />
• Les techniques utilisées,<br />
• La place du parc existant<br />
• Les labels.<br />
La partie 3 s’intéresse aux questions posées par la transposition en France de ces expériences<br />
étrangères.<br />
Le lecteur intéressé par une analyse plus détaillée pourra se reporter aux rapports détaillés<br />
concernant chacun des programmes étudiés.<br />
Ce travail s’appuie sur les analyses menées pays par pays par des équipes associant experts du<br />
CSTB <strong>et</strong> experts extérieurs 1 .<br />
1<br />
Pays Experts CSTB Experts extérieurs<br />
Allemagne J.C. Visier, F. Bougrain Hans Erhorn (FhG IBP)<br />
Suisse E. Fleury, F. Chlela, F. Bougrain P. Haefeli, B. Lachal, W. Weber, M.<br />
Garbely (CUEPE – Université de Génève)<br />
Etats Unis A Husaunndee, J.C. Visier, F. Bougrain L. Norford (MIT)<br />
Japon<br />
R. Morlot, P. Dard<br />
Barcelone A. Husaunndee, N. Roudil, H. Lahmidi, F.<br />
Bourmaud, R Daccord<br />
X. Casanovas (Universitat Politècnica de<br />
Catalunya)<br />
Copenhague D. Belziti, M. Colombart Prout K. Juul Larsen, O. Balslev-Olesen<br />
(Cenergia Energy Consultants)<br />
A27<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1. LES PROGRAMMES ETUDIES<br />
Six groupes de programmes ont été choisis afin de présenter un panorama diversifié des<br />
approches <strong>et</strong> de perm<strong>et</strong>tre de tirer un maximum d’enseignements pour la transposition en France.<br />
L’Allemagne qui a commencé tôt à réaliser des maisons passives se distingue par une diversité<br />
d’actions, innovantes sur le plan technique <strong>et</strong> qui portent à la fois sur le neuf <strong>et</strong> sur l’existant. Un<br />
des objectifs poursuivis en analysant une série de programmes allemands est de faire connaître<br />
c<strong>et</strong>te diversité d’actions, le programme emblématique passivhaus ne représentant qu’une partie de<br />
la richesse Allemande.<br />
Le programme suisse Minergie est le programme Européen qui est aujourd’hui dans le neuf le plus<br />
proche de la généralisation. Un des objectifs poursuivis dans l’analyse est de comprendre les<br />
raisons de ce succès qui perm<strong>et</strong>tent de passer progressivement d’un programme réservé à<br />
quelques uns à ce qui pourrait être la base des futures réglementations pour les cantons suisses<br />
au moins pour les bâtiments neufs.<br />
Les programmes Américains Construire l’Amérique (Building America) <strong>et</strong> LEED (Non-residential)<br />
portent respectivement sur les maisons individuelles <strong>et</strong> les bâtiments tertiaires. Comment une<br />
approche libérale à l’Américaine associe-t-elle les acteurs dans des programmes de bâtiments<br />
basse consommation? Les Etats-Unis, non signataires du protocole de Kyoto sont ils à la traîne en<br />
matière d’opérations concrètes. L’analyse des ces deux programmes montre qu’ils associent<br />
modernisation de leur industrie, économie d’énergie <strong>et</strong> protection de l’environnement souvent de<br />
manière très efficace.<br />
Au moment où la France se m<strong>et</strong> à subventionner fortement le photovoltaïque, le programme<br />
Japonais de maisons solaires semble suffisamment mature pour se passer de subventions. En<br />
analysant ce programme nous cherchons à identifier les solutions qui ont été utilisées <strong>et</strong> les<br />
ressorts qui animent les constructeurs qui proposent des maisons solaires <strong>et</strong> les Japonais qui les<br />
achètent.<br />
Quand la France valorise le solaire dans la RT2005, l’Espagne le rend obligatoire. L’ordonnance<br />
solaire de la ville de Barcelone promulguée en 1999 est à l’origine de c<strong>et</strong>te obligation. Comment,<br />
dans un pays relativement peu préparé, un acte politique fort a-t-il permis de rendre obligatoire en<br />
quelques années ce qui n’était pas envisageable auparavant ? C’est ce que nous cherchons<br />
notamment à analyser avec le cinquième programme étudié.<br />
Peut-on associer politique de renouvellement urbain <strong>et</strong> politique de maîtrise de l’énergie ? C’est à<br />
c<strong>et</strong>te question que s’est confrontée la Ville de Copenhague dans le quartier de Vesterbro. Au<br />
moment où les proj<strong>et</strong>s d’écoquartiers se multiplient nous avons r<strong>et</strong>enu comme sixième cas ce<br />
quartier existant qui sert de modèle aux démarches danoises actuelles.<br />
A28<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.1 ALLEMAGNE [1]<br />
Plusieurs initiatives ont conduit en Allemagne à la réalisation de programmes de bâtiments basse<br />
consommation.<br />
La démarche passivhaus développée par le Pr Feist <strong>et</strong> le Passiv Haus Institut ont conduit à la<br />
réalisation de 7000 bâtiments en Allemagne mais aussi en Autriche <strong>et</strong> dans une moindre mesure<br />
dans d’autre pays.<br />
Ces bâtiments se caractérisent par : 1) des besoins de chauffage inférieurs à 15kWh/m 2 .an (ce qui<br />
perm<strong>et</strong> d’utiliser l’air comme vecteur de chauffage <strong>et</strong> d’économiser un réseau de radiateurs)<br />
2) Une très faible perméabilité à l’air 3) une consommation tous usages en énergie primaire<br />
inférieure à 120kWh/m 2 .an.<br />
Sur le plan technique ces maisons associent généralement, des épaisseurs d’isolant de 30 à<br />
40 cm, des triples vitrages, une ventilation double flux avec récupération. Le chauffage est très<br />
souvent assuré par un apport de chaleur sur le système de ventilation, l’utilisation d’un réseau de<br />
distribution spécifique ne se justifiant plus.<br />
Les maisons 3 litres correspondent à un besoin de chauffage double de celui des maisons<br />
passives (environ 34kWh/m 2 .an). Plus de 16000 maisons 3 litres ont été construites ou rénovées<br />
en Allemagne.<br />
Le programme niedrigenergiehaus im Bestand vise les gestionnaires de parc de logements<br />
existants. Il entame sa troisième phase <strong>et</strong> a déjà conduit à la rénovation de plus de<br />
2200 logements.<br />
Après une phase où les travaux sur les bâtiments neufs étaient très fortement dominants on<br />
prévoit à l’échéance 2010 qu’il y aura autant de proj<strong>et</strong>s en rénovation qu’en neuf.<br />
L’Allemagne se caractérise par une approche assez technique qui conduit à associer à ces<br />
programmes d’opérations des programmes de recherche visant notamment à faire émerger des<br />
solutions performantes <strong>et</strong> à les valider par des mesures de terrain.<br />
L'évolution de la réglementation thermique Allemande est également menée en liaison avec ces<br />
programmes de bâtiments basse consommation. Le programme niedrigenergiehaus im Bestand<br />
vise ainsi pour l’existant des consommations inférieures de 50% aux limites réglementaires pour le<br />
neuf. Il préfigure en quelque sorte ce que pourrait devenir la réglementation.<br />
Un système de financement des surinvestissements a été mis en place en Allemagne par<br />
l’intermédiaire de la banque fédérale KfW qui m<strong>et</strong> en place des prêts aidés qui sont portés par<br />
l’ensemble des établissements bancaires. Ces prêts sont calés sur les niveaux de performance de<br />
passivhaus <strong>et</strong> de maison 3 litres.<br />
Enfin les équipes Allemandes sont très présentes au niveau international où elles portent une<br />
approche technique <strong>et</strong> réglementaire plus qu’une approche mark<strong>et</strong>ing. Plusieurs proj<strong>et</strong>s européens<br />
ont ainsi permis de tester le concept de maisons passives dans différents climats.<br />
A29<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.2 SUISSE [2]<br />
Le programme de bâtiments basse consommation suisse est géré par l’association Minergie. C<strong>et</strong>te<br />
association s’est créée il y a une dizaine d’années à l’initiative de cantons Suisse.<br />
Elle a conduit à réaliser environ 7000 bâtiments qui sont certifiés Minergie. Ces bâtiments sont<br />
aussi bien résidentiels que non résidentiels. Un peu moins de 10% des bâtiments labélisés sont<br />
des bâtiments existants.<br />
Pour être labélisés les bâtiments<br />
résidentiels ne doivent pas dépasser une<br />
consommation d’énergie primaire pour le<br />
chauffage, l’eau chaude sanitaire <strong>et</strong> les<br />
auxiliaires de 42 kWh/m 2 .an pour le neuf<br />
<strong>et</strong> 80 kWh/m 2 .an pour l’existant. Des<br />
valeurs sont également définies pour les<br />
grands types de tertiaire.<br />
Un label plus exigeant Minergie P<br />
correspond à 30kWh/m 2 .an pour les<br />
logements neufs (170 réalisations), un<br />
label Ecologique Minergie Eco vient d’être<br />
lancé.<br />
Les bâtiments Minergie ne doivent pas<br />
avoir un surinvestissement supérieur à<br />
10% par rapport à une construction classique. Dans la pratique les chiffres sont de l’ordre de 5 % .<br />
La marque est reconnue sur le marché ce qui donne aux maisons Minergie une valeur supérieure<br />
aux autres maisons lors de la revente.<br />
Le slogan de l’association Minergie est «meilleure qualité de vie, faible consommation d’énergie».<br />
Ce slogan associe donc basse consommation à une meilleur qualité que l’on est prêt à payer. Les<br />
bâtiments Minergie doivent être munis d’une ventilation douce (ventilation mécanique), la qualité<br />
de l’air <strong>et</strong> l’absence d’humidité dans un pays où la ventilation mécanique était peu développée sont<br />
un des facteurs de succès.<br />
L’association mène depuis l’origine une démarche mark<strong>et</strong>ing forte qui l’a conduit à donner une<br />
valeur importante à la marque Minergie. Celle-ci est utilisée à la fois pour certifier des bâtiments <strong>et</strong><br />
des produits.<br />
L’association Minergie diffuse des documents d’information <strong>et</strong> de publicité, des documents<br />
techniques, organise des cours de formation.<br />
Minergie a pour l’instant un développement quasiment uniquement en Suisse mais cherche à se<br />
développer à l’étranger. Elle vient de m<strong>et</strong>tre en place une organisation appelée Minergie France<br />
qui propose de labéliser en France des bâtiments suivant le référentiel Suisse.<br />
A30<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.3 ETATS-UNIS [3]<br />
Les Etats-Unis développent au moins deux programmes nationaux importants.<br />
Les programmes Building America <strong>et</strong> Zero Energy Homes sont gérés par le ministère de l’énergie<br />
Américain (DOE). Celui-ci a une feuille de route visant à diminuer de 70% les consommations<br />
d’énergie des bâtiments <strong>et</strong> à produire localement les 30% restant.<br />
Le programme construire l’Amérique (Building America) vise à réduire les consommations des<br />
maisons individuelles. Il s’appuie sur 5 consortiums multidisciplinaires associant à des<br />
constructeurs de maisons individuelles, architectes, ingénieurs, producteurs d’équipements,<br />
fournisseurs de matériaux, collectivités locales, sociétés de crédit immobilier, chercheurs.<br />
Les objectifs sont à la fois d’avoir des maisons basse consommation mais au moins autant de<br />
moderniser l’industrie de la construction. Les consortiums mènent des actions associant,<br />
technique, organisation, mark<strong>et</strong>ing, financement…<br />
Ce programme a conduit à la réalisation de 33 000 bâtiments au<br />
travers les Etats Unis. Il s’agit massivement de maisons neuves.<br />
Sur le plan technique il a permis de développer des solutions<br />
associant : une sur-isolation intégrée dans des systèmes à<br />
ossatures minimisant les ponts thermiques, une étanchéité à l’air<br />
renforcée, des systèmes de puissance réduite localisés au centre<br />
des logements pour minimiser les pertes des réseaux qui sont<br />
passés en volume chauffé, un recours fréquent à la préfabrication<br />
d’éléments importants.<br />
Les 5 consortiums qui gèrent le programme développent des guides techniques détaillés qui<br />
perm<strong>et</strong>tent de faire connaître <strong>et</strong> de diffuser les bonnes pratiques. Ces documents ainsi que les<br />
détails des proj<strong>et</strong>s sont disponibles sur le site web du programme.<br />
Le programme Zero Energy Homes vise la production locale par<br />
l’intégration de systèmes photovoltaïques. L’efficacité des<br />
solutions mises en place dépend évidemment fortement des<br />
régions, le gisement solaire variant fortement du nord au sud. Les<br />
maisons sont réalisées avec des aides diversifiées qui sont<br />
nécessaires pour arriver à une faisabilité économique.<br />
A31<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.4 JAPON [4]<br />
La sécurité d’approvisionnement a toujours été au centre de la<br />
politique énergétique du Japon, obsédé par sa propre vulnérabilité en<br />
ce domaine. Et le Japon ressemble à bien des égards à la France,<br />
notamment par sa pauvr<strong>et</strong>é en ressources énergétiques, <strong>et</strong> par les<br />
réponses apportées à c<strong>et</strong>te situation. Ainsi, le nucléaire représente<br />
plus du tiers de la production d'électricité.<br />
Les performances énergétiques des bâtiments sont souvent faibles au<br />
Japon, où absence d’isolation <strong>et</strong> simple vitrage sont courants. La<br />
faible qualité ressentie de la maison Japonaise pousse à des<br />
programmes de modernisation de c<strong>et</strong>te industrie.<br />
Le Japon a par ailleurs une politique industrielle forte de développement du photovoltaïque.<br />
Les constructeurs de maisons individuelles préfabriquées (14% du marché de la maison) portent<br />
aujourd’hui au Japon une offre importante de maisons photovoltaïques. 160 000 maisons<br />
photovoltaïques ont été réalisées en 2003.<br />
Ils m<strong>et</strong>tent en avant la qualité des maisons préfabriquées la compétition ayant lieu plus sur la<br />
qualité que sur les prix. Ils prom<strong>et</strong>tent notamment une durabilité plus grande, un meilleur confort <strong>et</strong><br />
un meilleur service.<br />
C<strong>et</strong>te industrialisation de l’offre de maison<br />
s’accompagne du développement d’outils<br />
perm<strong>et</strong>tant de faire du préfabriqué «sur<br />
mesure». Le client peut notamment constituer<br />
sa maison à partir d’une approche modulaire<br />
de type lego.<br />
La démarche de préfabrication amène une<br />
rentabilité importante chez les constructeurs.<br />
L’offre de maison solaire est diversifiée <strong>et</strong> est<br />
portée par de nombreux acteurs. Les puissances installées varient fortement de 12kWc avec toit<br />
solaire compl<strong>et</strong>, à 3kWc avec une partie de tuiles solaires. Chez certains constructeurs le<br />
photovoltaïque est proposé en standard <strong>et</strong> n’est plus une option.<br />
Les qualités environnementales de la maison sont également mises en avant.<br />
Des actions de mark<strong>et</strong>ing fortes sont menées par 600 constructeurs de maisons individuelles qui<br />
font la promotion de la «maison à facture énergétique nulle». La maison tout électrique (y compris<br />
la production) est vécue comme une maison moderne.<br />
Le Japon considère aujourd’hui que la filière photovoltaïque est suffisamment mûre pour arrêter<br />
les subventions. L’eff<strong>et</strong> que cela aura sur le marché sera à analyser dans les années à venir.<br />
A32<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.5 ESPAGNE - BARCELONE [5]<br />
Il est désormais obligatoire d’installer des panneaux solaires<br />
thermiques lors d’une construction ou d’une réhabilitation sur<br />
le territoire espagnol. C<strong>et</strong>te nouvelle démarche trouve son<br />
origine dans l’Ordonnance Solaire Thermique (OST), mise<br />
en œuvre à Barcelone en 1999.<br />
C<strong>et</strong>te ordonnance a été mise en place dans une ville<br />
méditerranéenne, de la région catalagne, en plein boom<br />
économique.<br />
L’ordonnance solaire concerne tous les bâtiments neufs, en réhabilitation ou qui changent de<br />
destination à l’exception de bâtiments à très faible consommation d’eau chaude sanitaire.<br />
La version 1999 de l’ordonnance exigeait de couvrir 60 % de la demande en ECS, en chauffage de<br />
l’eau des piscines couvertes climatisées ou des procédés industriels par de l’énergie solaire<br />
thermique. Les 60% pour les piscines <strong>et</strong> les procédés industriels étant réduits à partir de 2006<br />
mais le chauffage autre que solaire des piscines découvertes étant interdit à partir de c<strong>et</strong>te date.<br />
Le geste politique que constitue l’ordonnance solaire a été<br />
confronté à des difficultés de mise en pratique du fait de la faible<br />
préparation à la fois des acteurs de la construction (promoteurs,<br />
architectes, bureaux d’études, installateurs) <strong>et</strong> de l’administration.<br />
Après une période d’apprentissage, la gestion de l’ordonnance a<br />
été transférée des services de la ville à l’Agence de l’<strong>Energie</strong> de la<br />
ville de Barcelone créée en 2002. Ceci a permis d’avoir une entité<br />
gérant à la fois l’aspect administratif des procédures <strong>et</strong> le conseil<br />
technique (rédaction de guides…) pour la mise en place des<br />
systèmes.<br />
La ville de Barcelone a vu le nombre de m² installés pour 1000 habitants passé de 1,1 à 24.4 m²<br />
de 2000 à 2006.<br />
Si la situation s’est améliorée avec la montée en puissance des professionnels on constate<br />
cependant qu’il reste encore de nombreux points de progrès notamment en termes de suivi <strong>et</strong> de<br />
maintenance des installations.<br />
Un système de concertation perm<strong>et</strong>tant de trouver des solutions aux difficultés rencontrées a été<br />
mis en place depuis 2005, il associe l’ensemble des parties prenantes.<br />
L’ordonnance solaire de Barcelone a été reprise progressivement par un ensemble de<br />
municipalités avant d’être intégrée dans la réglementation thermique espagnole.<br />
Forte de l’expérience de l’ordonnance solaire thermique la ville de Barcelone prépare aujourd’hui<br />
une ordonnance sur le photovoltaïque.<br />
A33<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.6 DANEMARK – LE QUARTIER VESTERBRO DE COPENHAGUE [6]<br />
Dans les années 90 des proj<strong>et</strong>s de renouvellement urbain ont vu le jour dans le quartier Vesterbro<br />
de Copenhague. La politique de renouvellement urbain danoise est<br />
caractérisée par des importantes subventions nationales (couvrant<br />
les surinvestissements environnementaux) <strong>et</strong> basée à la fois sur la<br />
prise en compte de l’environnement <strong>et</strong> à la fois sur une forte<br />
démocratie participative inscrite dans la loi. La loi Byfornyelseslov<br />
de 1982, en vigueur à l’époque du proj<strong>et</strong> Vesterbro, accordait aux<br />
locataires le droit de véto sur certains types d’actions.<br />
Le quartier Vesterbro se caractérisait par un habitat dense, dégradé<br />
<strong>et</strong> insalubre, datant du début du siècle dernier <strong>et</strong> par des problèmes sociaux. Tout le quartier a une<br />
densité élevée (immeubles R+5 ou R+6) <strong>et</strong> la majeure partie des logements a été construite dans<br />
la période 1870-1910. 40% du budg<strong>et</strong> national pour les proj<strong>et</strong>s de renouvellement a été utilisé<br />
dans le quartier Vesterbro, le plus grand proj<strong>et</strong> de ce type au Danemark. 2 proj<strong>et</strong>s en particulier ont<br />
poussé les aspects environnementaux afin de constituer des proj<strong>et</strong>s de démonstration <strong>et</strong> servir<br />
d’enseignement pour des réalisations futures. Il s’agit des proj<strong>et</strong>s menés dans les îlots<br />
Hedebygade (115 logements) <strong>et</strong> Hestestalds-Carrée (269 logements).<br />
Ces proj<strong>et</strong>s ont associé au départ la municipalité, 2 agences de renouvellement urbain, un centre<br />
pour soutenir <strong>et</strong> informer les habitants <strong>et</strong> un groupe d’habitants dans le cas d’un des 2 îlots. En<br />
phase réalisation s’y sont joints des consultants ayant reversé dans les proj<strong>et</strong>s les connaissances<br />
acquises dans le contexte de proj<strong>et</strong>s européens. En revanche les entreprises qui n’avaient pas<br />
d’expérience environnementale n’ont pas été associées lors de la conception.<br />
Ces proj<strong>et</strong>s ont associé les aspects techniques liés, notamment aux performances énergétiques,<br />
<strong>et</strong> la prise en compte de l’usager.<br />
Les solutions mises en place ont un caractère plus ou moins<br />
innovant <strong>et</strong> font appel essentiellement à :<br />
• l’utilisation de l’énergie solaire pour la production d’ECS <strong>et</strong><br />
d’électricité,<br />
• l’exploitation de l’inertie des bâtiments en utilisant les apports<br />
solaires gratuits,<br />
• la VMC avec récupération de chaleur,<br />
• l’isolation (par l’extérieur <strong>et</strong> par l’intérieur) de l’enveloppe des<br />
bâtiments (toiture <strong>et</strong> façades donnant sur le court interne pour<br />
des raisons de respect de l’architecture ancienne) <strong>et</strong> utilisation<br />
de doubles vitrages peu émissifs,<br />
• l’utilisation de l’éclairage naturel,<br />
• le raccordement à un réseau de chaleur.<br />
D’autres solutions en faveur de la qualité de l’air intérieur, de la récupération des eaux pluviales,<br />
de la biodiversité <strong>et</strong> de la gestion des déch<strong>et</strong>s ont également été mises en œuvre.<br />
Un questionnaire <strong>et</strong> des interviews ont été réalisés auprès des habitants de l’îlot Hedebygade afin<br />
d’évaluer leur satisfaction par rapport au proj<strong>et</strong> <strong>et</strong> à l’expérience vécue du processus de<br />
rénovation. Les résultats montrent une satisfaction générale, malgré quelques difficultés à faire<br />
A34<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
entendre leur point de vue au cours du proj<strong>et</strong>, <strong>et</strong> un nouvel intérêt pour les aspects<br />
environnementaux.<br />
Les résultats obtenus dans les 2 îlots très fréquemment étudiés démontrent la possibilité d’obtenir<br />
pour du bâti ancien, au dépit des contraintes dont il hérite, des consommations énergétiques aussi<br />
performantes que dans le neuf.<br />
A35<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2. ANALYSE TRANSVERSALE DES PROGRAMMES<br />
2.1 LES OBJECTIFS VISÉS<br />
Les programmes d’opérations lancés<br />
visent tous les bâtiments basse<br />
consommation mais c<strong>et</strong> objectif n’est<br />
généralement pas le seul.<br />
Minergie assoit son concept<br />
mark<strong>et</strong>ing sur l’association entre<br />
minimisation des consommations<br />
d’énergie, confort <strong>et</strong> qualité de l’air.<br />
C’est par Minergie que se développe<br />
la «ventilation douce» qu’on appelle<br />
en France mécanique, dans un pays<br />
où il était quasiment absent.<br />
Les Allemands très préoccupés par les questions environnementales vont voir dans le concept<br />
passivhaus une réponse concrète. Les maisons passivhaus se développent d’ailleurs souvent en<br />
utilisant des matériaux d’origine biologique. Aux Etats-Unis pour les bâtiments tertiaires, en<br />
particulier, le label LEED associe environnement <strong>et</strong> énergie avec une place donnée à l’énergie<br />
n<strong>et</strong>tement supérieure à celle qu’elle a dans la HQE française.<br />
En Allemagne mais aussi dans une certaine mesure au Japon <strong>et</strong> aux Etats-Unis les programmes<br />
de maison basse consommation sont liés à des travaux de recherche sur l’énergie. <strong>Energie</strong><br />
photovoltaïque au Japon, solutions techniques en Allemagne où le ministère de la recherche joue<br />
un rôle important.<br />
Confrontés à des maisons peu durables, les Japonais m<strong>et</strong>tent en avant un concept moderniste, la<br />
maison tout électrique qui se veut une maison moderne, haut de gamme <strong>et</strong> de qualité. Le<br />
programme Building America est conçu comme un moyen de faire progresser l’industrie de la<br />
construction <strong>et</strong> de résoudre un problème de qualité trop faible.<br />
Enfin au Danemark le programme de Vesterbro montre que dans la rénovation de l’existant basse<br />
énergie <strong>et</strong> renouvellement urbain peuvent être associés efficacement.<br />
Sur le plan énergétique les<br />
programmes peuvent ou pas<br />
être associés à des objectifs<br />
stratégiques clairs <strong>et</strong> chiffrés.<br />
Construire l’Amérique vise ainsi<br />
à réduire de 70% les besoins<br />
d’énergie, à produire 30% par<br />
du renouvelable pour arriver à<br />
des bâtiments à énergie nulle.<br />
A36<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.2 LES ACTEURS IMPLIQUÉS<br />
La plupart des programmes sont des programmes multi acteurs dans lesquels quelques acteurs<br />
clés jouent un rôle particulier.<br />
Construire l’Amérique <strong>et</strong> le programme<br />
photovoltaïque Japonais s’appuient<br />
fortement sur les constructeurs de<br />
maisons individuelles qui développent de<br />
nouveaux produits attractifs pour leurs<br />
clients. Ceci conduit à une démarche<br />
mark<strong>et</strong>ing poussée.<br />
C<strong>et</strong>te approche mark<strong>et</strong>ing est aussi très<br />
présente dans le programme Minergie qui<br />
s’est appuyé dès l’origine sur des<br />
spécialistes de la communication.<br />
Constructeurs de maison<br />
Agences de communication<br />
Gestionnaires de patrimoine<br />
Banques<br />
Régions<br />
Habitants<br />
Chercheurs<br />
Les programmes Allemands qui portent<br />
sur la réhabilitation ainsi que le programme de Vesterbro à Copenhague s’appuient fortement sur<br />
les gestionnaires de patrimoine qui cherchent à rénover leur parc. Le programme de Vesterbro<br />
associe aussi fortement les habitants. On constate là une pratique courante dans les programmes<br />
de rénovation urbaine pour lesquels gestionnaires <strong>et</strong> occupants sont des acteurs clés.<br />
Sous des formes très différentes 3 programmes associent les banques pour perm<strong>et</strong>tre le<br />
financement du surinvestissement. Les programmes Suisse <strong>et</strong> Américain le font plutôt sur un<br />
mode libéral, les banques intervenant dans leur rôle classique mais sans aide de l’état. En<br />
Allemagne l’intervention se fait via la banque KFW, banque du gouvernement fédéral utilisée par<br />
celui-ci pour soutenir ses politiques, les produits développés par la banque KFW sont cependant<br />
distribués par l’ensemble du réseau bancaire.<br />
Deux programmes sont d’initiative régionale ou locale. L’ordonnance solaire de Barcelone qui est<br />
partie d’une volonté politique forte de la municipalité en matière de développement du solaire. Le<br />
programme Minergie lancé initialement par un canton <strong>et</strong> qui s’est progressivement élargi à<br />
l’ensemble de la Suisse. Dans ces deux cas on a affaire à des états fédéraux où l’initiative est<br />
venue du local. Il faut noter qu’aux Etats-Unis ou en Allemagne qui sont également des états<br />
fédéraux les régions n’ont pas joué ce rôle central même si elles interviennent en Allemagne via<br />
des subventions.<br />
L’Allemagne se singularise par la place qu’ont pris les scientifiques dans le développement des<br />
programmes. Passivhaus est ainsi partie d’une idée technique <strong>et</strong> économique portée par un<br />
professeur d’université le Pr Feist.<br />
Plusieurs programmes doivent leur succès à la coopération d’acteurs très différents. Le<br />
programme construire l’Amérique est symbolique de c<strong>et</strong>te démarche. Il associe en eff<strong>et</strong> dans ses<br />
5 consortiums Architectes, ingénieurs, producteurs d’équipements, fournisseurs de matériaux,<br />
collectivités locales, entreprises de construction, sociétés de crédit immobilier, chercheurs.<br />
A37<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.3 LA DYNAMIQUE DE DÉVELOPPEMENT<br />
Les programmes d’opérations réussis se<br />
développent sur une période relativement<br />
longue. Les initiateurs convaincus<br />
innovent, essaient différentes approches<br />
<strong>et</strong> identifient des voies prom<strong>et</strong>teuses qui<br />
vont être suivies par un grand nombre<br />
d’acteurs.<br />
C<strong>et</strong>te démarche d’entraînement est à<br />
l’œuvre dans plusieurs des programmes<br />
mais deux exemples sont particulièrement<br />
intéressants :<br />
• La Suisse où le programme Minergie<br />
démarré à la fin des années 1990<br />
pourrait à court terme devenir la<br />
référence réglementaire dans un<br />
certain nombre de Cantons.<br />
• L’Espagne où l’ordonnance solaire<br />
lancée en 1999 a servi de base à une<br />
obligation pour tous les bâtiments<br />
espagnols.<br />
Dans ces deux cas on constate qu’une<br />
région démarre <strong>et</strong> que la réussite de<br />
l’initiative conduit à généraliser la<br />
démarche dans tout le pays.<br />
La dynamique se traduit également par<br />
des courbes souvent quasi exponentielles<br />
de développement du nombre<br />
d’opérations. Le démarrage est lent mais<br />
une fois la démarche rodée le nombre<br />
d’opérations croît rapidement.<br />
De la ville de Barcelone<br />
à la réglementation Espagnole<br />
1999 Ordonnance solaire thermique de la ville de<br />
Barcelone<br />
2001 Publication d’une ordonnance type utilisable par<br />
toutes les municipalités<br />
2005 Ordonnance type adoptée par 60 municipalités<br />
2006 Obligation dans toutes l’Espagne d’installer des<br />
panneaux solaires thermiques <strong>et</strong> photovoltaïques<br />
lors d’une construction ou d’une réhabilitation<br />
Minergie 10 ans de développement<br />
1998 114 bâtiments d’habitation Minergie entre 1994-1998.<br />
Premières certifications officielles de réalisations MINERGIE.<br />
2001 Plus de 1 million de m² de surface sont certifiés<br />
MINERGIE.<br />
Premier hôtel MINERGIE première maison MINERGIE-P<br />
2002 MINERGIE pour toutes les catégories de bâtiments<br />
Premiers modules MINERGIE pour les fenêtres<br />
2003 2500 constructions certifiées MINERGIE<br />
2007 6780 bâtiments Minergie, 128 bâtiments Minergie P<br />
Directeurs cantonaux de l'énergie : « A l'avenir, les nouvelles<br />
constructions <strong>et</strong> les rénovations d'envergure devront répondre<br />
à des standards au moins équivalents à ceux des bâtiments<br />
Minergie".<br />
Les analyses allemandes sont très<br />
illustratives de c<strong>et</strong>te tendance. La courbe<br />
de droite comptabilise les opérations<br />
réalisées de maisons 3 litres, maisons<br />
passives, <strong>et</strong> de maisons 3 litres en<br />
rénovation <strong>et</strong> les projections sur les<br />
années à venir.<br />
On constate un démarrage tardif des<br />
rénovations mais une croissance forte ces<br />
dernières années qui pourrait les conduire<br />
à représenter la moitié des nouvelles<br />
réalisations en 2010.<br />
A38<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.4 LES OUTILS DE DISSÉMINATION<br />
Faire boule de neige est un des objectifs des programmes d’opération. Cela passe par un travail<br />
pédagogique très important visant à mobiliser puis à former un grand nombre d’acteurs.<br />
Le site intern<strong>et</strong> de chaque programme est utilisé pour faire<br />
connaître le programme, pour diffuser l’information sur les<br />
opérations réalisées, <strong>et</strong> comme lieu central de mise à<br />
disposition de l’information.<br />
La mise à disposition de descriptifs succincts de l’ensemble<br />
des opérations réalisées est probablement un point clé pour<br />
perm<strong>et</strong>tre à toute personne intéressée de trouver à proximité<br />
de chez elle une opération ressemblant à son proj<strong>et</strong>. 33 000<br />
opérations sont ainsi visibles sur le site du programme building<br />
America. Le même type d’approche est suivi par Minergie avec<br />
7000 références <strong>et</strong> par Passivhaus avec 800 références.<br />
Au Danemark, une base de données des proj<strong>et</strong>s urbains à caractère environnementale a été mise<br />
en place suite à la vague de rénovations dont a fait partie Vesterbro.<br />
Les documents de mark<strong>et</strong>ing servent à convaincre. On trouve pour les<br />
différents programmes des documents papiers à destination de différentes cibles.<br />
Minergie va plus loin dans c<strong>et</strong>te direction en déclinant à<br />
la fois des cartes<br />
postales, des<br />
pancartes à<br />
apposer sur les<br />
maisons Minergie,<br />
des vidéos…<br />
Vidéo Minergie<br />
Des outils techniques sont développés dans la plupart<br />
des programmes. Ils peuvent prendre différentes formes<br />
<strong>et</strong> sont déclinés pour les différents intervenants :<br />
explications pour les maîtres d’ouvrages, logiciels de<br />
calcul pour les concepteurs, guides de bonne pratique<br />
pour les entreprises…. Le changement entraîné par le<br />
passage à la basse énergie demande en eff<strong>et</strong> de<br />
prendre en compte des points souvent négligés<br />
auparavant.<br />
Les dispositifs de formation proposent à la fois des formations générales <strong>et</strong><br />
des formations sur des points techniques spécifiques : l’enveloppe, la<br />
ventilation, les calculs…<br />
Ces dispositifs de formation sont complétés par des évènements annuels<br />
perm<strong>et</strong>tant à la fois de voir des produits <strong>et</strong> d’échanger entre participants sur les<br />
questions qui se posent, sur les progrès de la démarche, sur les innovations…<br />
A39<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.5 LES TECHNIQUES UTILISÉES<br />
Les techniques utilisées dans les opérations associent dans la plupart des cas une approche<br />
globale regroupant à la fois isolation, ventilation, système de chauffage <strong>et</strong> d’eau chaude sanitaire,<br />
utilisation de l’énergie solaire <strong>et</strong> dans certains cas limitation des besoins d’électricité spécifique.<br />
Le programme Japonais <strong>et</strong> le programme de la Ville de Barcelone sont un peu atypiques par leur<br />
ciblage sur l’utilisation de l’énergie solaire, thermique à Barcelone <strong>et</strong> photovoltaïque au Japon. Les<br />
différences climatiques peuvent l’expliquer au moins en partie.<br />
Que ce soit aux Etats-Unis, en Allemagne ou en Suisse on constate un accent<br />
important mis sur la ventilation. Dans ces trois pays, la ventilation mécanique<br />
est avant ces programmes basse consommation, peu développée. Elle<br />
apparaît en partie poussée par ces programmes. En eff<strong>et</strong> la maitrise des<br />
consommations va rendre obligatoire une bonne étanchéité à l’air qui rend<br />
alors inacceptable une ventilation basée sur la simple ouverture des fenêtres.<br />
Dans la pratique, le système mis en place en Suisse <strong>et</strong> en Allemagne est<br />
alors très souvent un système double flux avec récupérateur. On peut se<br />
demander si la même approche est adaptée à la France au climat plus doux<br />
<strong>et</strong> qui dispose d’une expérience très importante en matière de ventilation<br />
mécanique.<br />
Etanchéité à l’air<br />
La sur isolation se traduit par la recherche de systèmes constructifs mieux à même de prendre en<br />
compte de fortes épaisseurs d’isolant sans augmenter les ponts thermiques. Cela conduit à des<br />
développements de systèmes à ossature notamment bois sans toutefois qu’une technique<br />
constructive ne domine.<br />
La récupération de chaleur entraîne un développement des pompes à chaleur qui<br />
peuvent fonctionner, sur sol, sur nappe, sur air extrait…<br />
La réduction des pertes des systèmes conduit à recentrer dans les logements les<br />
systèmes techniques pour réduire les tailles des réseaux.<br />
De nombreux proj<strong>et</strong>s intègrent la préfabrication d’éléments qui peuvent être<br />
importants : systèmes d’ossatures, toits solaires, maisons.<br />
Mais la préfabrication est faite à la demande <strong>et</strong> n’est pas contradictoire avec une<br />
adaptation aux désirs des clients. Les systèmes de préfabrication mis en place<br />
perm<strong>et</strong>tent une «mass customization».<br />
Préfabrication<br />
Certains acteurs envisagent<br />
d’ailleurs, à l’instar de ce qui a été<br />
fait pour les fenêtres de rénovation<br />
fabriquées à la demande, d’aller vers<br />
des composant préfabriqués pour<br />
avancer dans le domaine de la<br />
rénovation.<br />
A40<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.6 LA PLACE DE LA RÉHABILITATION<br />
La place de la réhabilitation est n<strong>et</strong>tement plus faible que celle du neuf dans les programmes<br />
étudiés. Plusieurs éléments expliquent ces différences.<br />
Au Japon <strong>et</strong> aux Etats Unis la durée de vie des constructions (au moins en maison individuelle) est<br />
plus faible qu’en Europe. L’approche consiste donc fréquemment à détruire <strong>et</strong> à reconstruire plus<br />
qu’à réhabiliter.<br />
En Suisse <strong>et</strong> en Allemagne la dynamique des programmes basse<br />
consommation a débuté sur les bâtiments neufs. Il est en eff<strong>et</strong><br />
n<strong>et</strong>tement plus facile de traiter ceux-ci que de traiter les bâtiments<br />
existants. Dans la mesure cependant où les bâtiments existants<br />
représentent le potentiel le plus important on peut se demander si c<strong>et</strong>te<br />
dominance massive des actions sur le neuf va se poursuivre ou si elle<br />
est amenée à se réduire.<br />
Pour l’Allemagne les projections semblent montrer que les bâtiments<br />
neufs réhabilités en basse énergie pourraient d’ici 2010 présenter la<br />
moitié du flux des opérations de bâtiments basse énergie. Ce décollage<br />
des opérations sur les bâtiments existants est très probablement dû à la<br />
mise en place de plans d’actions dédiés à ce secteur. Les programmes<br />
"Energ<strong>et</strong>ische Sanierung der Bausubstanz (EnSan )"plutôt orienté<br />
recherche <strong>et</strong> Niedrigenergiehaus im Bestand plutôt orienté<br />
démonstration perm<strong>et</strong>tent un décollage des actions dans ce secteur<br />
pour lequel des solutions spécifiques sont à rechercher. Ce dernier programme géré par la DENA<br />
(équivalent Allemand de l’Ademe) entre dans sa troisième phase <strong>et</strong> vise la réalisation de 250<br />
opérations de logements existants rénovés qui devront consommer moins de 50% de ce qui est<br />
obligatoire pour le neuf.<br />
En revanche, les statistiques Minergie ne semblent pas montrer de décollage n<strong>et</strong> du nombre de<br />
bâtiments existants labélisés qui continuent à<br />
représenter bon an mal an 10% du nombre de<br />
nombre batiments Minergie /an<br />
bâtiments neufs. L’absence de dispositif spécifique<br />
1200<br />
d’incitation pour l’existant est probablement en cause.<br />
Le programme Vesterbro de Copenhague montre tout<br />
l’intérêt d’associer renouvellement urbain <strong>et</strong> basse<br />
consommation d’énergie. Les dynamiques du<br />
renouvellement urbain <strong>et</strong> des solutions de basse<br />
consommation peuvent s’associer notamment pour<br />
répondre au problème de paupérisation énergétique.<br />
On peut donc globalement penser qu’il y a une possibilité, après une<br />
phase de démarrage souvent centrée sur le neuf, d’agir sur l’existant<br />
mais qu’elle demande un type d’action particulier en s’orientant<br />
notamment vers les gestionnaires de bâtiments existants <strong>et</strong> vers la<br />
définition de dispositifs adaptés à ce type de bâtiments.<br />
800<br />
400<br />
0<br />
1998 2000 2002 2004<br />
année<br />
Allemagne : des rénovations<br />
basse consommation se<br />
développent sur tout le<br />
territoire<br />
neuf<br />
existant<br />
A41<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.7 LES LABELS<br />
Certains des programmes sont associés à un label ou à une certification. C’est le cas de<br />
Passivhaus [1], de Minergie [2] <strong>et</strong> du programme LEED [3].<br />
Les approches sont très différentes dans les trois cas :<br />
Passivhaus est un nom commun qui peut être utilisé sans contrainte<br />
particulière. L’institut pour la maison passive propose cependant deux<br />
programmes de certification, l’un pour les bâtiments <strong>et</strong> l’autre pour les<br />
composants de bâtiments. Pour la maison, le certificat porte sur les besoins de<br />
chaleur, la perméabilité à l’air <strong>et</strong> la consommation d’énergie totale du bâtiment.<br />
On est donc dans une approche strictement énergétique. 6 équipes peuvent<br />
certifier. Près d’une centaine de composants (dont la moitié de fenêtres) sont<br />
certifiés passivhaus.<br />
Passivhaus se développe à l’international mais plutôt pour son approche technique que pour son<br />
approche label. Plusieurs proj<strong>et</strong>s européens ont ainsi été montés pour appliquer ou décliner le<br />
concept de la maison passive dans d’autres régions <strong>et</strong> dans d’autres climats.<br />
Minergie est une marque déposée. L’utilisation de la marque est restreinte aux bâtiments <strong>et</strong><br />
composants certifiés par l’association Minergie. Les 7000 bâtiments Minergie sont donc certifiés.<br />
L’association tire des ressources de c<strong>et</strong>te marque qu’elle utilise en utilisant les ressorts du<br />
mark<strong>et</strong>ing de manière très forte. Près de 200 modules de murs, de toitures <strong>et</strong> de fenêtres sont<br />
certifiés Minergie. Minergie était également jusuqu’à il y a peu centrée sur les aspects<br />
énergétiques. L’association a récemment lancé le label Minergie Eco (comme Ecologie) qui prend<br />
en compte les aspects environnementaux. Minergie compte donc aujourd’hui trois niveaux :<br />
minergie standard (énergie), minergie P (énergie avec exigences renforcées), minergie Eco.<br />
Minergie a un souhait très fort de développer sa certification en particulier en France. Un label est<br />
d’ailleurs proposé par Minergie France.<br />
LEED est un programme qui peut être comparé à la certification NF<br />
Tertiaire démarche HQE. Il porte en eff<strong>et</strong> sur les bâtiments tertiaires pour<br />
lesquels il propose une certification environnementale. L’énergie a dans<br />
LEED une place beaucoup plus importante que dans le label HQE. Par<br />
ailleurs LEED comporte plusieurs niveaux perm<strong>et</strong>tant de s’adapter à des<br />
acteurs faisant des efforts plus ou moins importants.<br />
LEED a une démarche très forte à l’exportation. En eff<strong>et</strong> les promoteurs<br />
de grands bâtiments tertiaires ont souvent une approche <strong>internationale</strong> <strong>et</strong><br />
LEED se développe avec eux à l’international.<br />
La démarche LEED s’étend maintenant aux maisons individuelles <strong>et</strong> au niveau des quartiers.<br />
A42<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3. TRANSPOSITION EN FRANCE<br />
3.1 QUELS ACTEURS<br />
L’analyse étrangère montre que les opérations sont toujours appuyées sur des acteurs ou des<br />
réseaux d’acteurs qui dynamisent le mouvement.<br />
L’objectif que l’on pourrait poursuivre en France serait d’arriver à dynamiser différents réseaux<br />
adaptés aux différentes catégories de bâtiment.<br />
L’analyse des acteurs peut être menée d’une part par type de bâtiments <strong>et</strong> d’autre part par type<br />
d’acteurs.<br />
A partir d’une typologie des bâtiments on peut distinguer les réseaux suivants :<br />
3.1.1 LA MAISON INDIVIDUELLE NEUVE :<br />
Pour le secteur de la maison de constructeurs, on peut s’appuyer comme l’on fait les Américains <strong>et</strong><br />
les Japonais sur les constructeurs de maisons individuelles. Un certain nombre d’entre eux<br />
sont d’ailleurs déjà actifs.<br />
Deux approches sont envisageables :<br />
• La première consiste à laisser jouer le marché <strong>et</strong> à soutenir c<strong>et</strong>te démarche par des outils<br />
financiers ou mark<strong>et</strong>ing, c’est l’approche suivie par la bonification des COS <strong>et</strong> la politique de<br />
labels. On peut penser que les grands constructeurs m<strong>et</strong>tront rapidement à leur catalogue des<br />
maisons labélisées Effinergie.<br />
• Une seconde approche consisterait en complément à lancer des appels d’offre visant à m<strong>et</strong>tre<br />
en place des consortiums multi acteurs tels que ceux de «construire l’Amérique». De tels<br />
consortiums perm<strong>et</strong>traient sans doute un travail plus en synergie entre constructeurs de<br />
maisons, industriels développant des produits performants, <strong>et</strong> chercheurs développant de<br />
nouvelles approches.<br />
Pour ce qui est de la maison diffuse, il est probablement souhaitable d’avoir une approche<br />
s’appuyant plus sur des démarches de type Passivhaus ou Minergie pour lesquelles l’existence<br />
d’un label mobilise les architectes pour atteindre des niveaux de performance énergétique<br />
élevés. L’enjeu est ici d’avoir un ou des labels reconnus qui attirent les ach<strong>et</strong>eurs de la maison<br />
d’architecte.<br />
3.1.2 LA MAISON INDIVIDUELLE EXISTANTE<br />
Une dynamique très similaire à celle de construire l’Amérique a été lancée par la fondation<br />
Bâtiment <strong>Energie</strong> pour le secteur de la maison individuelle existante. C<strong>et</strong>te approche a permis de<br />
m<strong>et</strong>tre en avant trois consortiums différents autour de la notion d’améliorateur.<br />
A43<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
L’un porté par des architectes (Adélie) transpose en France les techniques utilisées par Minergie<br />
en proposant une démarche commerciale portée par le réseau des Architecteurs. Le second<br />
(Mitech) part d’une approche plus technique, s’appuyant sur un nouveau concept d’isolation par<br />
l’extérieur intégrant tous les réseaux nécessaires en rénovation, les architectes <strong>et</strong> les artisans y<br />
sont présents. Le troisième (odmir4) porté par Phenix Evolution s’appuie plus sur des solutions<br />
industrialisées, pré fabricables.<br />
On peut penser que ce type d’approche peut amener un progrès n<strong>et</strong> <strong>et</strong> gagnera à être soutenu<br />
probablement au delà du programme initial <strong>et</strong> en intégrant de nouveaux consortiums.<br />
3.1.3 LE LOGEMENT COLLECTIF EXISTANT<br />
Les expériences les plus marquantes en ce qui concerne le collectif existant sont celles du<br />
programme Allemand Niedrigenergyhaus im Bestand <strong>et</strong> du quartier Danois de Westerbro.<br />
Dans le premier cas, le programme s’appuie fortement sur des gestionnaires de parc immobilier<br />
qui sont mobilisés pour développer des bâtiments très basse consommation. La démarche semble<br />
faire rapidement tache d’huile. Une des originalités du programme est son lien avec un programme<br />
plus R <strong>et</strong> D visant à faire émerger des solutions innovantes (programme ENSAN).<br />
On peut penser que l’on obtiendrait un eff<strong>et</strong> du même type en associant au programme<br />
d’opérations de démonstration lancé par l’Ademe <strong>et</strong> les régions un programme plus amont visant<br />
à faire émerger des approches reproductibles. L’appel d’offre actuel de la fondation bâtiment<br />
énergie vers les gestionnaires de parc pourrait être l’occasion de lancer c<strong>et</strong>te approche.<br />
L’expérience du quartier Danois de Vesterbro montre qu’il peut y avoir un bénéfice évident à relier<br />
rénovation urbaine <strong>et</strong> performance énergétique. Ne pas le faire pourrait conduire à l’obsolescence<br />
rapide de bâtiments rénovés mais qui s’avèreraient d’ici quelques années avoir des charges<br />
énergétiques très élevées.<br />
La question est donc d’essayer de lier les programmes de renouvellement urbain français <strong>et</strong> la<br />
dynamique des bâtiments basse consommation. La position de l’ANRU comme co-signataire du<br />
prebat devrait jouer ici un rôle majeur.<br />
Pour la rénovation du parc en copropriété le rôle de l’ANAH est également essentiel.<br />
C’est dans ces deux secteurs que l’implication des occupants sera sans doute à prendre en<br />
compte de la manière la plus forte.<br />
Cependant que cela soit pour l’ANAH ou pour l’ANRU les programmes d’opérations gagneraient à<br />
être associés à un dispositif d’accompagnement s’appuyant sur les acteurs techniques du<br />
prebat.<br />
3.1.4 LE LOGEMENT COLLECTIF NEUF<br />
C’est probablement un des secteurs où les progrès peuvent être les plus rapides. Des acteurs<br />
compétents <strong>et</strong> organisés existent que ce soit dans le secteur du logement social ou dans le<br />
secteur de la promotion privée. La question qui se pose est de trouver les moyens de les inciter à<br />
agir. Pour le secteur social les collectivités locales peuvent jouer un rôle essentiel. Pour le<br />
secteur privé les règles de bonification du cos décidées par l’état <strong>et</strong> les collectivités pourraient<br />
être un des déclencheurs.<br />
A44<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.1.5 LE TERTIAIRE PUBLIC<br />
Dans le tertiaire public le rôle de l’état <strong>et</strong> des collectivités territoriales va être essentiel. En tant<br />
que maître d’ouvrage, ils ont la possibilité de lancer un mouvement. Quelques régions,<br />
départements <strong>et</strong> villes sont en avance sur ce point.<br />
3.1.6 LE TERTIAIRE PRIVE<br />
Pour le tertiaire neuf, dans lequel la certification HQE est aujourd’hui fortement demandée, on peut<br />
penser qu’une démarche telle que celle visée par LEED aux Etats-Unis, visant à intégrer une part<br />
énergétique n<strong>et</strong>tement plus forte dans la certification actuelle serait un bon moyen de progresser.<br />
Ceci pourrait se faire soit par une modification du référentiel HQE soit par une offre conjointe HQE<br />
Effinergie.<br />
Pour le tertiaire existant, l’approche par les gestionnaires de parc est sans doute à développer.<br />
3.1.7 LES INDUSTRIELS<br />
Il est notable que dans aucun des programmes étrangers les industriels n’apparaissent comme<br />
des leaders. Alors qu’ils font partie des acteurs qui ont le plus intérêt à un développement du<br />
marché <strong>et</strong> qui peuvent être moteurs dans l’innovation, ils n’apparaissent pas comme les acteurs<br />
majeurs dans c<strong>et</strong>te phase de démarrage des opérations.<br />
Ceci peut s’analyser de deux manières.<br />
• D’une part les programmes d’opération se réalisent à partir de produits sur étagère, sans<br />
révolution technique.<br />
• D’autre part ce sont souvent des PME qui développent les produits pour les premières niches<br />
de marché avant d’être rejointes par les grands groupes. Ceci est très clair par exemple sur le<br />
solaire qui a été développé en France par des PME qui sont aujourd’hui rejointes par des<br />
grands groupes.<br />
Ceci ne veut en aucun cas dire que les industriels n’ont pas un rôle très important à jouer mais ce<br />
rôle se joue probablement dans une temporalité différente.<br />
L’enjeu industriel va être après une première phase où les opérations se font avec des<br />
surinvestissements élevés, de préparer la production en masse de produits standards dont les<br />
surcoûts limités perm<strong>et</strong>tront d’envisager une généralisation. On le sent bien par exemple avec le<br />
développement de la ventilation double flux, des pompes à chaleur ou des poêles à bois en<br />
Suisse. Il en est de même avec le photovoltaïque au Japon.<br />
3.1.8 LE SECTEUR BANCAIRE<br />
Bâtiment basse consommation est synonyme de surinvestissement. Ce surinvestissement est un<br />
frein potentiel pour l’acquéreur <strong>et</strong> un marché potentiel pour les banques.<br />
Deux approches différentes sont suivies dans les programmes étrangers. Dans le cas de<br />
l’Allemagne, le surinvestissement est en partie couvert par les prêts de la banque fédérale KfW.<br />
distribués par différents réseaux bancaires. Dans d’autres cas, le secteur bancaire peut agir<br />
directement.<br />
Dans tous les cas le secteur bancaire a besoin d’outils simples lui perm<strong>et</strong>tant de déterminer ce qui<br />
relève de ces prêts spécifiques <strong>et</strong> ce qui n’en relève pas. Les labels s'ils sont bien conçus peuvent<br />
être c<strong>et</strong> outil simple.<br />
A45<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.1.9 LES DISTRIBUTEURS D’ENERGIE<br />
Les distributeurs d’énergie apparaissent peu dans les programmes que nous avons analysés.<br />
En ce qui concerne la France il pourraît en être différemment si on réussissait à faire un lien entre<br />
certificats d’économie d’énergie <strong>et</strong> bâtiments basse consommation. Un tel lien resterait à<br />
construire en partenariat étroit avec les distributeurs d’énergie.<br />
A46<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.2 SUR QUELLES DYNAMIQUES S’APPUYER<br />
On constate aujourd’hui une diversité de dynamiques :<br />
• Des dynamiques régionales <strong>et</strong> locales,<br />
• Des dynamiques nationales,<br />
• Des dynamiques Européennes.<br />
Les dynamiques régionales <strong>et</strong> locales s’appuient sur la réalisation d’opérations concrètes <strong>et</strong> la<br />
mobilisation des acteurs locaux. Ces dynamiques varient d’une région à l’autre mais sont en<br />
développement fort. Elles se développaient pour l’instant sans lien structuré entre elles. Le<br />
développement d’Effinergie, les appels d’offres de l’ADEME <strong>et</strong> des régions ajoutent aujourd’hui un<br />
cadre d’échange interrégional <strong>et</strong> une coordination avec des initiatives nationales.<br />
On est un peu ici dans la même situation que ce qui s’est passé en Suisse ou Minergie est partie<br />
de quelques cantons pour se développer progressivement sur l’ensemble du pays. La dynamique<br />
de certains cantons <strong>et</strong> l’expérience acquise étant utilisées par d’autres régions. Il est frappant de<br />
voir que ce cadre régional semble moins prégnant en Allemagne qu’en Suisse <strong>et</strong> que ce qu’il<br />
semble être en France.<br />
Ces dynamiques régionales se r<strong>et</strong>rouvent également dans les PME <strong>et</strong> chez les artisans qui<br />
développent des savoir-faire adaptés à une demande nouvelle. Un des enjeux de ces dynamiques<br />
est de faire progresser l’appropriation des nouveaux concepts <strong>et</strong> des nouvelles techniques par les<br />
entreprises locales.<br />
On voit également via les pôles de compétitivité apparaître des dynamiques régionales fortes qui<br />
poussent à l’émergence d’industries dans le domaine des bâtiments basse consommation.<br />
On a ici un double enjeu :<br />
• perm<strong>et</strong>tre un développement très fort de ces dynamiques régionales,<br />
• faciliter les approches interrégionales <strong>et</strong> le lien entre approches régionales <strong>et</strong> nationales<br />
dans le cas où cela est pertinent.<br />
Les dynamiques nationales perm<strong>et</strong>tent de m<strong>et</strong>tre en place un cadre facilitant la réalisation de<br />
démarches sur l’ensemble du territoire <strong>et</strong> mobilisent les acteurs en particulier industriels pour la<br />
mise sur le marché de produits standards plus performants.<br />
Que ce soit en matière de réglementation, de label, de recherche, de politiques fiscales, d’aides<br />
financières, de mobilisation du secteur bancaire <strong>et</strong> des distributeurs d’énergie l’état a un rôle<br />
majeur à jouer.<br />
Un des enjeux pour la France qui se décentralise est de trouver une bonne articulation entre les<br />
actions nationales, régionales <strong>et</strong> européennes.<br />
La mise en place dans le cadre du programme construire l’Amérique de déclinaisons climatiques<br />
des solutions est un exemple d’actions réussies à l’étranger. La généralisation sur toute l’Espagne<br />
de l’ordonnance solaire lancée dans un premier temps par la ville de Barcelone est un autre<br />
exemple.<br />
A47<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
En France le partenariat établi entre le ministère du logement <strong>et</strong> l’association Effinergie pour la<br />
définition du niveau du label bâtiment basse consommation / Effinergie est un exemple d’une<br />
approche pragmatique <strong>et</strong> efficace. La déclinaison régionale des appels d’offre préparés<br />
nationalement par l’ADEME dans le cadre du prebat en est une autre.<br />
On r<strong>et</strong>rouve des actions coordonnées entre le niveau régional <strong>et</strong> le niveau national avec les<br />
banques qui testent dans des réseaux régionaux des approches qu’elles généralisent ensuite.<br />
Deux orientations pourraient être prises dans les années à venir :<br />
• s’appuyer sur les expériences de quelques régions ou collectivités locales innovantes pour<br />
m<strong>et</strong>tre en place des dispositifs nationaux performants,<br />
• proposer nationalement des outils souples que les régions puissent décliner.<br />
L’union européenne a insufflé des dynamiques fortes au niveau des états membres. La directive<br />
performance énergétique des bâtiments [7] a ainsi conduit à une mobilisation forte des états<br />
membres en matière d’énergie dans les bâtiments neufs <strong>et</strong> existants. Le plan d’action de la<br />
commission prévoit dans les années à venir une orientation forte vers la généralisation des<br />
bâtiments passifs.<br />
Au moment où la France dynamise ses actions sur les bâtiments basse consommation il semble<br />
possible qu’elle joue un rôle important dans la définition de ces futures actions européennes. Cela<br />
pourrait passer notamment par des interactions fortes entre les actions du <strong>Prebat</strong> <strong>et</strong> les actions du<br />
programme <strong>Energie</strong> Intelligente pour l’Europe qui est un des outils utilisés par la commission pour<br />
faire avancer sa réflexion.<br />
A48<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.3 LES TECHNIQUES<br />
Une analyse détaillée des briques technologiques est disponible dans le rapport «comparaison<br />
<strong>internationale</strong> briques technologiques»<br />
L’analyse des opérations réalisées à l’étranger perm<strong>et</strong> toutefois de m<strong>et</strong>tre en évidence quelques<br />
points clés concernant les techniques :<br />
Les solutions techniques sont à décliner en fonction du climat. On le voit à la fois dans le<br />
programme construire l’Amérique qui couvre une variété importante de climats <strong>et</strong> quand on<br />
compare les programmes Minergie <strong>et</strong> Passivhaus au programme de la ville de Barcelone.<br />
La France se caractérise par une variété climatique importante sur un territoire limité. Les<br />
transpositions visant à définir une solution unique valable de Strasbourg à Brest <strong>et</strong> de Lille à<br />
Bonifacio sont à prendre avec prudence. La démarche entreprise par Passivhaus pour décliner<br />
son concept sous d’autres climats montre qu’il y a une adaptation forte à faire. En particulier le<br />
concept de solutions techniques adaptées aux régions méditerranéennes <strong>et</strong> prenant en compte les<br />
problémes de confort d’été est à développer très fortement.<br />
Il existe plusieurs solutions pour un même problème. L’analyse de Minergie <strong>et</strong> de Passivhaus<br />
montrent par exemple que différentes solutions de techniques d’isolation, sont envisageables.<br />
Mais toutes ces solutions ont en commun : de faibles ponts thermiques, une faible perméabilité à<br />
l’air, de fortes épaisseurs d’isolant. Il en est de même en matière de système de chauffage ou de<br />
ventilation. Il paraîtrait utile de diffuser des exemples de solutions présentant des packages<br />
diversifiés de solution.<br />
La mise en œuvre <strong>et</strong> la maintenance sont des points clés. C’est vrai à la fois des installations<br />
techniques (comme le prouve l’expérience de Barcelone avec le solaire <strong>et</strong> l’expérience de<br />
Vesterbro) comme des systèmes d’isolation pour lesquels la qualité de mise en œuvre est<br />
essentielle (comme le montrent Minergie <strong>et</strong> les programmes Allemands <strong>et</strong> Américains). Des<br />
procédures d’assurance qualité <strong>et</strong> les formations associées sont à développer.<br />
La préfabrication peut être une voie d’avenir. Les outils de CAO actuels perm<strong>et</strong>tent de faire de<br />
la préfabrication sur mesure de composants de tailles diverses. Que ce soit les ossatures des<br />
maisons bois, des toits solaires compl<strong>et</strong>s, des composants de réhabilitation perm<strong>et</strong>tant de rajouter<br />
un étage, voire des maisons entières la voie de la préfabrication est réexplorée aujourd’hui. Elle<br />
semble apporter à la fois une maîtrise de la qualité des détails <strong>et</strong> une maitrise des coûts. Le prebat<br />
devrait s’intéresser à la voie de la préfabrication.<br />
A49<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.4 QUELS OUTILS DE MARKETING ET DE DISSEMINATION<br />
Alors que la dynamique des bâtiments basse consommation se développe en France on<br />
commence à ressentir un besoin fort d’outils d’information <strong>et</strong> de dissémination.<br />
Ces outils devraient répondre à trois objectifs principaux :<br />
• Donner envie d’un bâtiment basse consommation,<br />
• Donner les moyens de passer à l’acte,<br />
• Garantir que le résultat sera au niveau des espérances.<br />
Donner envie d’un bâtiment basse consommation<br />
Il s’agit ici d’action de mark<strong>et</strong>ing. Les expériences Suisse <strong>et</strong> Japonaise montrent que<br />
l’argumentaire ne doit pas être uniquement énergétique. L’expérience de Minergie montre l’apport<br />
que peuvent avoir en phase de démarrage des spécialistes de la communication.<br />
Lors de c<strong>et</strong>te phase, il est aussi très important de pouvoir voir de tels bâtiments, de pouvoir parler<br />
avec les acteurs qui ont eu c<strong>et</strong>te expérience. Il faut à c<strong>et</strong>te étape disposer d’un site intern<strong>et</strong><br />
perm<strong>et</strong>tant de recenser l’ensemble des opérations de bâtiments basse consommation réalisées.<br />
Ceci perm<strong>et</strong>tra comme cela existe en Allemagne, en Suisse <strong>et</strong> aux Etats-Unis de trouver des<br />
proj<strong>et</strong>s proches de ceux que l’on envisage <strong>et</strong> qui pourront servir de point de référence.<br />
Donner accès à des acteurs perm<strong>et</strong>tant de le réaliser<br />
Le nombre d’acteurs capables de réaliser des opérations est encore faible mais va croître<br />
rapidement. Là aussi le site intern<strong>et</strong> présentant les proj<strong>et</strong>s déjà réalisés pourrait être utilisé. Les<br />
fiches opérations devraient notamment reprendre les coordonnées des acteurs ayant réalisé les<br />
opérations.<br />
Les réseaux régionaux ont également un rôle central à jouer sur ce point.<br />
Garantir que le résultat sera au niveau des espérances<br />
Des outils techniques sont à réaliser. En particulier des guides pratiques pour réussir des proj<strong>et</strong>s.<br />
Ces guides pourront soit servir directement à des acteurs soit être utilisés comme support pour<br />
des formations autour de ces bâtiments basse consommation.<br />
A50<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.5 LA PROBLÉMATIQUE DE L’EXISTANT<br />
Il y a aujourd’hui un consensus en France sur l’idée que l’enjeu se situe dans les bâtiments<br />
existants. L’analyse des expériences étrangères montre cependant que les progrès sur ce parc se<br />
font lentement.<br />
Le point de vue suivant lequel l’existant suivra le neuf avec un peu de r<strong>et</strong>ard <strong>et</strong> qu’il suffit<br />
d’attendre ne nous semble pas pertinent. Ceci est illustré par la différence entre la Suisse où le<br />
programme Minergie ne perce pas sensiblement dans l’existant <strong>et</strong> l’Allemagne où des actions<br />
volontaristes perm<strong>et</strong>tent de faire décoller le nombre de bâtiments basse consommation en<br />
réhabilitation.<br />
Les exemples de l’Allemagne <strong>et</strong> du Danemark perm<strong>et</strong>tent de m<strong>et</strong>tre en évidence quelques points à<br />
prendre en compte pour arriver à un réel décollage de l’existant :<br />
La réhabilitation ne se fait généralement pas pour des raisons d’abord énergétique. On réhabilite<br />
pour adapter les bâtiments à de nouveaux besoins. L’aspect énergétique n’est pas le déclencheur,<br />
il faut donc associer les aspects énergétiques à d’autres aspects. Il paraît donc indispensable de<br />
ne pas couper en rondelles les questions de réhabilitation mais d’associer actions énergétiques <strong>et</strong><br />
actions d’adaptation à de nouveaux besoins.<br />
L’action vers les gestionnaires de parc est la plus facile à mener car on est en présence d’acteurs<br />
qui ont une capacité de décision <strong>et</strong> qui peuvent s’entourer quand c’est nécessaire des expertises<br />
nécessaires. En revanche, ces gestionnaires de parc sont souvent bloqués par des aspects<br />
administratifs <strong>et</strong> financiers (l’exemple le plus frappant étant la segmentation entre loyer <strong>et</strong> charge<br />
qui fait que celui qui investit ne tire pas parti des économies faites). Il y a des solutions à trouver<br />
sur ce thème, elles nécessiteront une implication des habitants telle qu’elle est pratiquée au<br />
Danemark.<br />
L’action vers les autres propriétaires est plus difficile <strong>et</strong> peu de succès ont pour l’instant été<br />
constatés à l’étranger. En eff<strong>et</strong>, on est en face de situations où un propriétaire (occupant ou<br />
bailleur) est en contact avec un ou des artisans. Un des enjeux majeurs va être de perm<strong>et</strong>tre que<br />
lui soit proposée une offre de réhabilitation adaptée à son cas, dans laquelle il ait confiance. Ce<br />
problème a été résolu dans les cas simples du changement de fenêtre ou du changement de<br />
chaudière. Il est dans ces cas fortement simplifié par l’intervention d’un seul corps de métier<br />
pendant une durée faible. L’enjeu est de perm<strong>et</strong>tre pour arriver à des réhabilitations plus lourdes<br />
d’avoir plusieurs corps de métier intervenant pour des durées plus longues. La démarche de la<br />
fondation bâtiment énergie visant à faire émerger une offre portée par des «améliorateurs» est<br />
originale.<br />
A51<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Conclusions<br />
Les programmes d’opérations basses consommation menées en Allemagne, Suisse, Etats-Unis,<br />
Japon, Danemark, <strong>et</strong> Espagne perm<strong>et</strong>tent de brosser un paysage certes incompl<strong>et</strong> mais fortement<br />
diversifié.<br />
Une série d’enseignements peut en être tirée pour le management de tels programmes<br />
en France :<br />
• Identifier des acteurs clés sur lesquels s’appuyer <strong>et</strong> correspondant aux différents types de<br />
bâtiments, aider à leur émergence quand ils sont peu organisés.<br />
• Faire reconnaître les bâtiments basse consommation par un système de labellisation, simple,<br />
facile à comprendre, sur lequel pourront s’appuyer à la fois les opérations de mark<strong>et</strong>ing, les<br />
textes administratifs, les systèmes de financement…<br />
• M<strong>et</strong>tre en place des dispositifs pour la rénovation énergétique de l’existant en les associant<br />
aux autres dispositifs existants pour la modernisation de l’existant.<br />
• Faire le mark<strong>et</strong>ing des bâtiments basse consommation en insistant sur les avantages induits,<br />
confort, modernité …<br />
• Associer des actions locales <strong>et</strong> régionales à des dispositifs facilitateurs nationaux<br />
A52<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4. REFERENCES<br />
[1] Les programmes pour l’efficacité énergétique en Allemagne.<br />
[2] Le label Minergie <strong>et</strong> son développement en Suisse.<br />
[3] Les programmes “building America”, “zero energy homes” <strong>et</strong> “leadership in energy and<br />
environmental design” (LEED) aux Etats Unis.<br />
[4] Le programme “Zero Energy Solar Homes” au Japon.<br />
[5] La politique énergétique de Barcelone - Le plan solaire thermique <strong>et</strong> photovoltaique.<br />
[6] La réhabilitation du quartier Vesterbro de Copenhague.<br />
[7] European Union, Directive of the European Parliament and of the Council on the energy<br />
performance of buildings, The European Parliament and the Council, Brussels, November<br />
2002.<br />
A53<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
<strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong><br />
A3 - Synthèse Composants <strong>et</strong><br />
équipements innovants<br />
Auteur(s)<br />
Email(s)<br />
Daniel Quenard<br />
daniel.quenard@cstb.fr<br />
A54<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Sommaire<br />
INTRODUCTION ........................................................................................................................57<br />
1. LE RECENSEMENT ET LA SELECTION..............................................................................58<br />
1.1 définition ...........................................................................................................................58<br />
1.2 le recensement .................................................................................................................58<br />
1.3 les criteres de choix des briques ......................................................................................66<br />
la classification des briques ....................................................................................................68<br />
2. OPTIMISATION DE L'ENVELOPPE – PAROIS OPAQUES & TRANSPARENTES –<br />
SYSTEMES CONSTRCUTIFS ...............................................................................................72<br />
2.1 introduction .......................................................................................................................72<br />
2.1.1 les parois opaques : Mur, Toiture, Plancher............................................................73<br />
2.1.2 les parois transparentes : Fenêtres <strong>et</strong> Baies vitrées ...............................................75<br />
2.1.3 les systèmesconstructifs compares.........................................................................77<br />
2.2 La transposition en france des composants d'enevEloppe performants <strong>et</strong> des systemes<br />
constructifs associés.........................................................................................................78<br />
3. LE SOLAIRE : PHOTOVOLTAIQUE - THERMIQUE ET STOCKAGE DE CHALEUR .........80<br />
3.1 introduction .......................................................................................................................80<br />
3.1.1 Le photovoltaïque integre........................................................................................81<br />
3.1.2 Les systèmes solaires combinés-SSC ....................................................................83<br />
3.2 le stockage de chaleur......................................................................................................84<br />
3.2.1 L'analyse SWOT......................................................................................................86<br />
3.3 La tranposition en France des systèmes solaires <strong>et</strong> de stockage de chaleur...................87<br />
4. DES SYSTÈMES CVC / ECS, MULTIFONCTIONNELS, COMPACTS ET EFFICACES ET LA<br />
MICROCOGÉNÉRATION ......................................................................................................89<br />
4.1 introduction .......................................................................................................................89<br />
4.1.1 La ventilation mécanique avec recuperation d'energie ...........................................90<br />
4.1.2 Les systèmes compacts ventilation/chauffage/ecs..................................................92<br />
4.1.3 La Micro-cogeneration.............................................................................................94<br />
4.1.4 Climatisation <strong>et</strong> rafraichissement basse consommation..........................................96<br />
4.2 la transposition en France des technologies CVC, ECS a hautes performances <strong>et</strong> microcogeneration<br />
.....................................................................................................................99<br />
5. LES MICRO-RESEAUX DE CHALEUR...............................................................................101<br />
5.1 introdUCtion....................................................................................................................101<br />
5.1.1 Les micro-réseaux de chaleur ...............................................................................101<br />
5.2 la transposition en France des technologies CVC, ECS a hautes performances <strong>et</strong> microcogeneration<br />
...................................................................................................................103<br />
6. L'ECLAIRAGE......................................................................................................................104<br />
6.1 introduction .....................................................................................................................104<br />
6.2 Rappel ............................................................................................................................104<br />
6.3 L'analyse SWOT.............................................................................................................106<br />
A55<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
6.4 La tranposition en france ................................................................................................107<br />
7. L'APPROCHE INTEGRÉE ...................................................................................................109<br />
7.1 introduction .....................................................................................................................109<br />
7.1.1 L'analyse SWOT....................................................................................................111<br />
7.2 La tranposition en france ................................................................................................111<br />
8. CONCLUSION......................................................................................................................114<br />
9. GLOSSAIRE.........................................................................................................................116<br />
A56<br />
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Introduction<br />
L'objectif de c<strong>et</strong>te synthèse est de faire un état de l'art critique des innovations technologiques<br />
<strong>et</strong> organisationnelles, disponibles ou en développement, <strong>et</strong> transposables en France pour<br />
atteindre les objectifs ambitieux du Facteur 4.<br />
Afin de préciser le périmètre du domaine d'investigation, une analyse préliminaire de plusieurs<br />
études <strong>et</strong> programmes déjà engagés ( voir la synthèse des programmes d'opérations) en<br />
Amérique du Nord ( USA, Canada …) en Europe Centrale (Allemagne, Suisse …) <strong>et</strong> au Japon a<br />
permis de ne r<strong>et</strong>enir que treize briques.<br />
L'analyse des "briques technologiques" a été réalisée suivant la méthodologie en six étapes<br />
élaborée au début du proj<strong>et</strong> <strong>et</strong> rappelé ci-dessous :<br />
Etape 1 - Contexte, antériorités : contexte national, local, antériorités <strong>et</strong> origine de<br />
l’initiative ou de l’innovation,<br />
Etape 2 – Contenu : contenu de l’initiative ou de l’innovation, type de bâtiment concerné,<br />
neuf/réhabilitation, processus d’innovation, techniques utilisées,<br />
Etape 3 - Mise en œuvre, dynamiques d’acteurs : dynamique d’acteurs qui portent<br />
l’initiative ou l’innovation, financement, incitations, coûts d’investissement <strong>et</strong> d’exploitation,<br />
Etape 4 - Evaluation : les performances réelles mesurées, les coûts réels, le vécu des<br />
utilisateurs, l’impact de l’initiative ou de l’innovation,<br />
Etape 5 - Réflexion critique sur les 4 étapes (contexte, contenu, mise en œuvre,<br />
évaluation) : points forts, points faibles, opportunités, menaces,<br />
Etape 6 - Conditions de la transposition en France : compatibilité avec le contexte<br />
réglementaire français, disponibilité en France des techniques concernées, dynamique<br />
d’acteurs nécessaire<br />
Pour chaque brique, les analyses s’appuient sur le rapport réalisé par des experts extérieurs au<br />
CSTB. L'ensemble des analyses perm<strong>et</strong>tra de définir les actions à m<strong>et</strong>tre en œuvre en France ;<br />
actions qui peuvent aller de la simple commercialisation des produits existants au<br />
développement de nouvelles technologies adaptées au marché français de la construction en<br />
passant par le rôle de tous les acteurs de la construction (banquiers, architectes, bureaux<br />
d'études, constructeurs, industriels, contrôleurs, propriétaires, locataires, assureurs, sociétés<br />
de services …)<br />
A57<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1. LE RECENSEMENT ET LA SELECTION<br />
L'obj<strong>et</strong> de c<strong>et</strong>te première partie est de recenser les "briques technologiques" qui perm<strong>et</strong>traient<br />
de réduire la consommation énergétique des bâtiments ; "briques" déjà utilisées dans d'autres<br />
pays <strong>et</strong> qui pourraient être transposées en France. Ce recensement ne traite pas de la<br />
problématique du développement durable dans sa globalité, la cible énergie étant prioritaire<br />
dans le cadre du PREBAT. Néanmoins, dans l'analyse des briques les aspects socioéconomiques<br />
seront abordés en complément des aspects techniques.<br />
La sélection des 13 briques technologiques n'a pas été chose facile. Tout d'abord, il a fallu<br />
définir l'expression " brique technologique" qui pouvait ne pas avoir le même sens pour tous<br />
les acteurs impliqués dans le proj<strong>et</strong> (donneurs d'ordres, experts …).<br />
1.1 DEFINITION<br />
La définition initiale proposée d'une "brique technologique" était la suivante :<br />
- Une "brique technologique" désigne un élément ou un sous-ensemble nécessaire à la<br />
réalisation du système bâtiment. Une brique technologique peut donc être un composant, un<br />
équipement ou un sous ensemble du bâtiment.<br />
Mais pendant le déroulement de la phase 1 (5 briques initiales) <strong>et</strong> après discussion avec nos<br />
donneurs d'ordre, il est apparu nécessaire d'étendre la notion de brique au-delà de l'obj<strong>et</strong><br />
technologique élémentaire. Premièrement, en intégrant les aspects liés à l'assemblage des<br />
briques performantes qui débouche sur la nécessité d'une approche système (holistique) du<br />
bâtiment dans son environnement proche (urbain ou rural) <strong>et</strong> deuxièmement en introduisant<br />
l'approche intégrée (globale) qui implique tous les acteurs du processus de construction ; de<br />
la conception au comportement des utilisateurs en passant par la construction.<br />
Une autre difficulté est la définition du périmètre ou de la granularité de chaque brique. Par<br />
exemple, dans certains documents consultés pour faire la sélection, une technologie pouvait<br />
être soit la maison "zéro-énergie", soit les Led's !<br />
1.2 LE RECENSEMENT<br />
Un recensement non exhaustif des briques technologiques a donc été réalisé, d'une part en<br />
analysant plusieurs études publiées en Amérique du Nord (USA, Canada) <strong>et</strong> d'autre part en<br />
s'intéressant aux technologies développées dans le cadre des programmes Minergie (Suisse),<br />
PassivHaus (Allemagne) <strong>et</strong> Zero Energy Home (USA, Japon).<br />
Un premier ensemble de documents de références est constitué des "Technology Roadmaps" 1<br />
publiées par le DOE aux USA. Ces "Roadmaps" identifient plusieurs dizaines de technologies<br />
émergentes dans les domaines suivants : Enveloppe – Fenêtres – Vision & Eclairage – CVC -<br />
Bâtiment Commerciaux <strong>et</strong> Bâtiments Résidentiel à Hautes Performances.<br />
Une autre étude intéressante 2 a été publiée par l'ACEEE ( American Council for an Energy-<br />
Efficiency Economy) en 2004. Elle dresse le profil des technologies <strong>et</strong> des pratiques<br />
émergentes dans le secteur du bâtiment en Amérique du Nord. C<strong>et</strong>te étude très complète a été<br />
menée par l'ACEEE, en collaboration avec des employés du gouvernement, des services<br />
publics, des institutions de recherche <strong>et</strong> des experts-conseils Américains <strong>et</strong> Canadiens. Il s’agit<br />
de la troisième évaluation des technologies <strong>et</strong> pratiques émergentes, effectuée au cours<br />
de la dernière décennie, fondée sur l’expérience <strong>et</strong> la méthode améliorées des deux études<br />
précédentes. L’analyse englobe les technologies <strong>et</strong> les pratiques émergentes applicables au<br />
1 : Technology Roadmaps : Building Envelope – Windows – Vision & Lighting – High Performance Commercial Building<br />
– Adavanced Panelized Construction -http://www.eere.energy.gov/buildings/tech/roadmaps.html<br />
2 : Emerging Energy-Saving Technologies and Practices For The Buildings Sector: 2004 Introduction, M<strong>et</strong>hodology,<br />
Results, Discussion, Next Steps & Recommendations, Analysis, References – ACEEE – http://aceee.org<br />
A58<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
secteur du bâtiment aussi bien résidentiel que commercial. Les "technologies <strong>et</strong> les pratiques<br />
émergentes" désignent :<br />
- a) celles qui ne sont pas encore commercialisées, mais qui, selon les auteurs, le seront<br />
vraisemblablement d’ici 2009 (rappel : étude faite en 2004) <strong>et</strong> qui seront rentables pour une<br />
proportion importante d’utilisateurs finals (compte tenu du cycle de vie)<br />
- b) celles qui sont déjà commercialisées, mais qui n’ont pas atteint plus de 2% de la part du<br />
marché visé.<br />
C<strong>et</strong>te étude établit le profil de 72 technologies <strong>et</strong> pratiques émergentes qui présentent le plus<br />
grand potentiel en termes d'efficacité énergétique. Elles correspondent à une grande variété de<br />
types de mesures, allant du changement des pratiques relatives à la conception jusqu’aux<br />
innovations technologiques. Parmi les principales conclusions, on note que le changement<br />
des pratiques ayant trait à la conception offre un potentiel plus élevé, car les<br />
économies qu’elles perm<strong>et</strong>tent de réaliser touchent toutes les utilisations finales <strong>et</strong> parce<br />
qu’elles s’appliquent à un très grand nombre de bâtiments. La forte incidence des technologies<br />
<strong>et</strong> des pratiques émergentes touche également les utilisations finales de l’énergie étant donné<br />
les économies considérables réalisées grâce au développement des systèmes d’éclairage <strong>et</strong> de<br />
CVC, des moteurs <strong>et</strong> des appareils électroménagers.<br />
Parmi les dix meilleures technologies, deux concernent la conception intégrée, une les fenêtres<br />
hautes performances, deux l'éclairage <strong>et</strong> cinq les équipements CVC, électroménagers <strong>et</strong><br />
moteurs.<br />
Quant au NREL (National Renewable Energy Laboratory) il a publié une étude très générale 3 en<br />
2003, qui recense les technologies pouvant contribuées à la lutte contre le réchauffement<br />
climatique dans tous les domaines (industrie, transport, bâtiments …).<br />
Pour le bâtiment, quatre familles de technologies sont identifiées :<br />
- les équipements : CVC, éclairage <strong>et</strong> l'électroménager<br />
- l'enveloppe : super-isolation, fenêtres haute-performance, matériaux pour l'inertie<br />
- les systèmes "intelligents" de gestion des bâtiments<br />
- les technologies pour lutter contre les "ilots de chaleur urbain" ("Urban Heat Island"),<br />
dans les zones urbaines.<br />
- les "Maison <strong>Energie</strong> Zero" <strong>et</strong> les "Bâtiments Solaires"<br />
On constate que le "périmètre" des technologies est variable allant de la lampe basse<br />
consommation au quartier urbain en passant par la maison. Ce constat montre bien qu'il<br />
faut, agir à toutes les échelles ; de l'ampoule à la ville.<br />
Pour faciliter la diffusion des technologies, celles-ci sont recensées sur plusieurs sites intern<strong>et</strong><br />
gérés soit par des organismes professionnels, soit par le DOE.<br />
Le site www.toolbase.org du NAHB (National Association of Home Builders – www.nahb.org )<br />
sur lequel plus de 150 technologies sont référencées, analysées <strong>et</strong> classées suivants leur stade<br />
de développement : validée, mature, émergente, en développement. La mise en œuvre est<br />
classée sur 5 niveaux de Facile à Difficile. Les coûts initiaux <strong>et</strong> de fonctionnement, sont évalués<br />
ainsi que les rapports coût/bénéfice <strong>et</strong> risque/garantie. Le positionnement de chaque<br />
technologie par rapport aux réglementations en vigueur est indiqué. Enfin, plusieurs critères<br />
complémentaires sont attribués comme : l'accessibilité, l'efficacité énergétique, la qualité & la<br />
durabilité, l'impact sanitaire <strong>et</strong> environnemental, l'impact sur la réduction des risques majeurs.<br />
Le site du DOE : www.eere.energy.gov/buildings/tech/index.html référence les technologies<br />
émergentes pour l'enveloppe (murs, toitures, fenêtres), les équipements CVC, l'éclairage,<br />
l'électroménager. On trouve aussi sur ce site une liste des programmes, proj<strong>et</strong>s <strong>et</strong> initiatives<br />
qui ont pour objectifs le développement des bâtiments basse consommation (BBC).<br />
3 : U.S. Climate Change Technology Program – Technology Options for the Near and Long Term - November 2003 –<br />
Page 21-28 - http://www.climat<strong>et</strong>echnology.gov/library/2003/tech-options/tech-options.pdf<br />
A59<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Enfin, un forum permanent (www.govforums.org ) perm<strong>et</strong> de suivre les évolutions<br />
technologiques dans le domaine du bâtiment.<br />
D'autres sites, gérés par les états ou des associations, fournissent des informations sur les<br />
nouvelles technologies pour le bâtiment. Citons, par exemple, le site de l'état de Californie qui<br />
est très actif dans le domaine des économies d'énergie<br />
(www.energy.ca.gov/pier/buildings/description.html ou www.esource.com), les sites<br />
B<strong>et</strong>terbricks (www.b<strong>et</strong>terbricks.com ) <strong>et</strong> Whole Building Design Guide ( www.wbdg.org ). Ces<br />
sites généraux fournissent aussi des informations sur les technologies, de la conception aux<br />
systèmes HVAC (Heating, Ventilation & Air Conditionning) <strong>et</strong> l'éclairage, qui perm<strong>et</strong>tent de<br />
réduire les consommations.<br />
Au Canada, les technologies émergentes sont référencées sur le site<br />
(www.advancedbuildings.org) qui présente 90 technologies <strong>et</strong> pratiques qui perm<strong>et</strong>tent<br />
d'améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments (résidentiel <strong>et</strong> commerciaux). Certaines<br />
technologies présentées ne concernent pas uniquement la cible "énergie" mais relèvent d'une<br />
approche plus générale <strong>et</strong> environnementale<br />
Les technologies sont regroupées en dix grandes familles qui recouvrent principalement :<br />
- la structure, l'enveloppe <strong>et</strong> les finitions<br />
- les équipements CVC <strong>et</strong> ECS : Chauffage-Ventilation <strong>et</strong> Conditionnement d'Air, ECS<br />
- les moteurs <strong>et</strong> systèmes de production d'électricité (PV, éolien …)<br />
- l'éclairage naturel <strong>et</strong> artificiel<br />
Pour chaque technologie, une fiche descriptive est fournie avec en particulier des indications<br />
sur les avantages <strong>et</strong> les limites.<br />
Sur le site canadien www.r<strong>et</strong>screen.n<strong>et</strong> plusieurs technologies de production d'énergie<br />
(chaleur/électricité) dites "propres" sont analysées :<br />
- Production d'Electricité : Centrale Eolienne / P<strong>et</strong>ites Centrale Hydroélectrique /<br />
Photovoltaïque<br />
- Production de Chaleur : Solaire Passif / Solaire Actif à Air <strong>et</strong> Eau / Biomasse<br />
- Production Chaleur/Electricité : cogénération<br />
A60<br />
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Au Canada encore, dans le cadre du proj<strong>et</strong> "Energy Technology Futures" qui avait pour but<br />
d'établir les scénarios possibles pour la politique énergétique du Canada jusqu'à 2050 treize<br />
briques technologiques ont été identifiées pour le bâtiment :<br />
1 Fenêtre Haute Performance<br />
2 Panneaux Isolants sous Vide<br />
3 Panneaux Isolants avec gaz “lourds” (argon, xénon, krypton)<br />
4 Bâtiment "Intelligent"<br />
5 Production d'<strong>Energie</strong> Locale (PV, éolien,<br />
6 Construction Modulaire Préfabriquée (Plug & Play)<br />
7 Approche Intégrée<br />
8 Maison Zéro-<strong>Energie</strong><br />
9 Système Eclairage T5 / lampe fluorescente haute performance<br />
10 Lampe “M<strong>et</strong>al Halide” / lampe fluorescente haute performance<br />
11 Lampe “2-photon” / lampe à induction haute fréquence<br />
12 Système Gestion de l’Eclairage<br />
13 Peintures “Intelligentes” (PV)<br />
Tableau 1 :Energy Technology Futures – Canada – Les technologies du bâtiment<br />
Figure 1 : Le bâtiment du futur vu du Canada<br />
A61<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
En Europe, l'association EUREC (European Renewable Energy Centre Agency ) dans un<br />
document publié en 2005 4 présente les domaines de recherche qui lui paraissent prioritaires<br />
dans le secteur du bâtiment <strong>et</strong> plus particulièrement des "bâtiments solaires".<br />
Les priorités R&D sont classées en trois grands thèmes : la conception intégrée, les systèmes<br />
<strong>et</strong> l'enveloppe :<br />
- La Conception Intégrée considère le bâtiment comme un système qui doit prendre<br />
en compte simultanément non seulement les aspects architecturaux,<br />
énergétique <strong>et</strong> environnementaux mais aussi le confort des occupants ainsi<br />
que le lien entre les nombreux acteurs de la construction. Parmi les technologies<br />
<strong>et</strong> pratiques citées on note :<br />
- les réseaux de chaleur <strong>et</strong> le stockage,<br />
- les composants préfabriqués multifonctionnels,<br />
- les outils de conception intégrée <strong>et</strong> de planification urbaine,<br />
une meilleure prise en compte des apports solaires <strong>et</strong> de la qualité de<br />
l'environnement intérieur,<br />
- l'analyse du cycle de vie <strong>et</strong> les impacts environnementaux<br />
- une meilleure interopérabilité entre les acteurs ainsi que le transfert des<br />
connaissances.<br />
- Pour les Systèmes ; sont mis en avant les équipements CVC à hautes performances,<br />
les systèmes de gestion des flux d'énergie, les systèmes de contrôle prédictifs <strong>et</strong> adaptatifs,<br />
les systèmes de stockage (chaud/froid) inter-saisonniers.<br />
- Quant à l'Enveloppe ; quatre priorités sont énoncées :<br />
- l'isolation haute performance,<br />
- les fenêtres haute performance <strong>et</strong> multifonctionnelles,<br />
- les matériaux pour le stockage (inertie),<br />
- les composants d'enveloppe multifonctionnels (isolation, inertie, éclairage,<br />
ventilation, protections solaires …)<br />
Pour ce qui concerne les deux principaux programmes européens de bâtiments basse<br />
consommation que sont Minergie en Suisse <strong>et</strong> PassiveHaus en Allemagne, on constate que la<br />
priorité numéro est la réduction des besoins de chauffage qui passe par une réduction des<br />
pertes thermiques par l'enveloppe <strong>et</strong> par conséquent se traduit par un renforcement des<br />
performances de l'enveloppe.<br />
Ces choix s’expliquent notamment par des raisons climatiques ; ces pays ont une période<br />
d’hiver plus importante que la France (Tableau 2).<br />
Année France Allemagne Autriche<br />
2003 2361 3135 3474<br />
2004 2480 3186 3561<br />
Tableau 2 : Degrés-jours réels de chauffage – Source : CETIAT<br />
Les degrés-jours expriment l’intensité du froid pendant une période donnée en tenant compte<br />
des températures intérieure <strong>et</strong> extérieure. Comparé à la France, le nombre de degrés-jours est<br />
en moyenne supérieur d’environ 30% en Allemagne <strong>et</strong> 45% en Autriche.<br />
A titre d'exemple, le tableau 3 résume les principales exigences des maisons passives. On<br />
remarquera les exigences élevées pour l'enveloppe (coefficient U des parois <strong>et</strong> fenêtres, ponts<br />
thermiques <strong>et</strong> étanchéité à l'air).<br />
Les deux corollaires à c<strong>et</strong>te enveloppe performante mais très étanche à l'air sont la nécessité<br />
d'une ventilation performante, généralement avec récupération d'énergie <strong>et</strong> des équipements<br />
4 : FP7 Research Priorities for the Renewable Energy Sector 2005 - www.eurec.be<br />
A62<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
de faible puissance ou multifonctionnels (systèmes compacts CV-ECS – "all in one") … mais<br />
toujours à haute performance.<br />
Exigences Valeur Unité<br />
Besoins de chauffage – <strong>Energie</strong> "utile" par surface de plancher n<strong>et</strong>te 15 kWh/m 2 .a<br />
Consommation totale d'énergie "finale" pour tous les usages CVC-ECS-ECL-Equip. Elec. 42 kWh/m 2 .a<br />
Consommation totale d'énergie "primaire" pour tous les usages 120 kWh/m 2 .a<br />
Etanchéité à l'Air (à 50 Pa ) b n 50 < 0.6 h -1<br />
Recommandations<br />
Enveloppe Opaque : Murs, Toitures, Planchers U < 0.15 W/m 2 .K<br />
Fenêtre (Vitrage + Cadre) U < 0.8 W/m 2 .K<br />
Ponts Thermiques ψ < 0,01 W/m.K<br />
Facteur g (Vitrage) g > 0.5 %<br />
Rendement du système de récupération de chaleur sur la VMC η > 75 %<br />
Notes :<br />
1. La surface de plancher chauffé n<strong>et</strong>te est la somme de toutes les pièces individuelles <strong>et</strong> des espaces de circulation,<br />
c'est à dire la surface de revêtements de sol (moqu<strong>et</strong>te, carrelage, plancher …), les surfaces sous les murs <strong>et</strong> cloisons<br />
intérieurs ne sont pas comptées.<br />
2. Valeur par défaut pour la consommation électrique totale <strong>Energie</strong> Finale < 18<br />
kWh/m 2 .a<br />
<strong>Energie</strong> Primaire < 55<br />
3. Facteur de Calcul pour passer de l'énergie finale à l'énergie primaire Electricité : 3.0 (2.98)<br />
Gaz Naturel : 1.07<br />
Fioul : 1.08<br />
4. Valeur par défaut pour la consommation d'ECS 25 l/personne à 60 °C<br />
b : Renouvellement d'air horaire par volume<br />
Tableau 3 : Exigences <strong>et</strong> Recommandations pour des maisons passives<br />
Quant aux technologies CVC-ECS utilisées pour obtenir la marque Minergie qui est moins<br />
exigeante que le label PassivHaus en termes d'enveloppe, on constate que la PAC arrive en<br />
tête avec près de 40 % devant le gaz est le bois (qui a un coefficient de pondération favorable<br />
dans Minergie). On remarque aussi les réseaux <strong>et</strong> le solaire thermique pour l'ECS.<br />
Figure 2 : Les systèmes CVC-ECS dans Minergie (2006)<br />
Pour la réalisation d'une maison <strong>Energie</strong> Zéro aux USA, les exigences commencent à la<br />
conception, en passant par la construction pour finir par le comportement des occupants.<br />
Contrairement à la marque Minergie <strong>et</strong> au label PassivHaus, ces exigences ne sont pas<br />
chiffrées avec précision mais il est recommandé de respecter les sept étapes suivantes … qui<br />
A63<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
ne sont pas sans rappeler les principaux critères ou exigences des maisons Minergie ou<br />
PassivHaus … excepté l'exigence du photovoltaïque en toiture :<br />
1 : Diminuer les besoins de Chauffage/Climatisation par l'amélioration de l'enveloppe.<br />
Pour cela, les principales technologies décrites précédemment sont conseillées avec quelques<br />
adaptations suivant le climat considéré :<br />
- orientation de la maison au sud, murs de faibles surfaces à l'ouest avec masques <strong>et</strong><br />
auvents,<br />
- isolation renforcée des fondations, murs <strong>et</strong> plafonds,<br />
- fenêtres à faible coefficient U (double vitrages + basse émissivité) sous tous les<br />
climats mais avec un facteur solaire g faible dans les climats chauds (protections solaires<br />
intégrées),<br />
- étanchéité de tous les orifices, fissures <strong>et</strong> défauts de l'enveloppe (étanchéité à l'air).<br />
2 : Utiliser des équipements CVC à haute efficacité énergétique : chaudière basse<br />
température ou à condensation, PAC, système d'air conditionné à haute performance. Il est<br />
conseillé d'ach<strong>et</strong>er l'équipement ayant le meilleur rapport efficacité/prix pour le climat<br />
considéré, d'optimiser le réseau de canalisations (courtes distances, isolation …) <strong>et</strong> de<br />
s'assurer de sa bonne étanchéité. Lorsque le lieu s'y prête <strong>et</strong> que les coûts le perm<strong>et</strong>tent, il<br />
faut prendre en considération la PAC sol/air ou eau. Enfin, lorsque le climat est adapté, les<br />
systèmes de climatisation alternatifs tels que la ventilation naturelle ou les climatiseurs à<br />
évaporation doivent être envisagés.<br />
3 : Installer un chauffe-eau solaire, un système de préchauffage <strong>et</strong> un système<br />
complémentaire efficace. Les réseaux de distribution doivent être performants. Les<br />
canalisations de p<strong>et</strong>its diamètres <strong>et</strong> en parallèle pour les sorties d'eau chaude sont<br />
recommandés ainsi que les systèmes à faibles débits. Il est conseillé d'utiliser des systèmes<br />
solaires certifiés par le Solar Rating and Certification Corporation (SRCC) <strong>et</strong> de les faire<br />
installer par des sociétés compétentes <strong>et</strong> reconnues.<br />
4 : Installer un éclairage économe : Les lampes fluorescentes compactes <strong>et</strong> les<br />
équipements ayant le label ENERGY STAR sont recommandés.<br />
5 : Utiliser des équipements électroménagers performants : Pour l'électroménager<br />
(réfrigérateur, lave-vaisselle, lave-linge …), il faut prendre des produits avec le label ENERGY<br />
STAR <strong>et</strong> comparer leurs performances.<br />
6 : Installer un système photovoltaïque bien dimensionné : Pour installer ce système<br />
qui est une composante essentiel des maisons énergie zéro, il est conseillé d'utiliser le logiciel<br />
PVWATTS (http://rredc.nrel.gov/solar/codes_algs/PVWATTS/version2/ ) pour une estimation<br />
rapide, de rechercher une société reconnue dans domaine du solaire photovoltaïque <strong>et</strong> de<br />
prendre un installateur certifié. La puissance d'une installation typique est de l'ordre de 2 kWc.<br />
Pour le financement, il faut prendre en considération les crédits d'impôts, aides <strong>et</strong> autres<br />
mesures incitatives.<br />
7 : Eteindre les ordinateurs <strong>et</strong> les équipements électriques lorsqu'ils ne sont pas<br />
utilisés. C<strong>et</strong>te dernière recommandation concerne plutôt les modes de vie des occupants.<br />
Quant à la démarche Japonaise des Maisons <strong>Energie</strong> Zéro, elle va au-delà du PV en toiture<br />
pour aller vers la toiture PV mais les exigences sur l'enveloppe restent pour l'instant très<br />
modestes.<br />
A64<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Pour résumer, le recensement réalisé dans les trois pôles mondiaux "énergivores" : Europe,<br />
Amérique du Nord <strong>et</strong> Asie montrent les réponses sont variables suivant les climats, les<br />
traditions constructives <strong>et</strong> l'appétence à l'innovation.<br />
En Europe du Nord <strong>et</strong> Centrale (Allemagne, Suisse, Autriche, Benelux, Pays Scandinave,<br />
Irlande …), les efforts se portent surtout sur la réduction des besoins de chauffage en<br />
développant des systèmes constructifs qui perm<strong>et</strong>tent l'utilisation de procédés d'isolation<br />
thermique à très haute performance. Au Japon, un effort très important est fait sur<br />
l'intégration du photovoltaïque en toiture <strong>et</strong> en façade avec une implication forte des<br />
constructeurs de maisons individuelles. Aux Etats-Unis, on s'oriente plutôt vers une<br />
combinaison énergies renouvelables/réduction des besoins avec la recherche d'un bilan annuel,<br />
plus économique qu'énergétique, proche de zéro.<br />
Dans tous ces pays, la tendance forte reste néanmoins d'atteindre, pour le neuf, une<br />
consommation en énergie fossile quasi-nulle vers 2050 avec une réduction d'environ<br />
70 % des besoins <strong>et</strong> par conséquent un apport en énergie renouvelable de 30 %.<br />
En eff<strong>et</strong>, en conservant la consommation actuelle des bâtiments, substituer les énergies<br />
fossiles par des énergies renouvelables est peut-être techniquement réalisable mais<br />
économiquement illusoire <strong>et</strong> réduire les consommations, c'est aussi augmenter les chances de<br />
succès des énergies renouvelables.<br />
A65<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1.3 LES CRITERES DE CHOIX DES BRIQUES<br />
Comme l'objectif premier du PREBAT est la réduction de la charge énergétique des bâtiments<br />
dans la consommation nationale, il nous a paru important de partir des besoins tels qu'ils sont<br />
présentés dans les tableaux 4 <strong>et</strong> 5 pour le résidentiel <strong>et</strong> le tertiaire (Source ADEME).<br />
Nombre<br />
(millions)<br />
Chauffage<br />
TWh<br />
ECS<br />
TWh<br />
Cuisson<br />
TWh<br />
Electricité<br />
spécifique<br />
TWh<br />
Consommation<br />
totale<br />
TWh<br />
MI 13,94 200,3 28,4 19,1 37,3 285,1<br />
IC 10,68 117 18,8 10,1 21,1 167<br />
TOTAL 24,61 317,3 47,3 29,2 58,3 452,1<br />
% 70.2 10.5 6.5 12.8<br />
Tableau 4 - Répartition des résidences principales par usage (Source ADEME<br />
On constate immédiatement que l'usage dominant est le chauffage, plus de 70 % dans le<br />
résidentiel <strong>et</strong> plus de 50 % dans le tertiaire. Mais pour ce dernier, si on combine chauffage <strong>et</strong><br />
climatisation, on approche les 60 %. Viennent ensuite les besoins spécifiques en électricité<br />
(éclairage, électroménager, multimédia …), l'ECS <strong>et</strong> la cuisson.<br />
Branches<br />
Consommations d’énergie (TWh)<br />
Chauffage ECS Cuisson Electricité<br />
spécifique<br />
Climatisation<br />
Commerces 22,2 2,9 1,1 20,5 2,9 49,7<br />
Total<br />
Bureaux 28,5 1,4 0,8 16,3 4,2 51,2<br />
Enseignement 19,9 2,4 1,6 2,3 0,3 26,6<br />
Santé,<br />
sociale<br />
action<br />
14,9 3,7 1,2 5,3 1 26,6<br />
Sports, loisirs 9,1 3,8 0,4 2,9 0,8 17<br />
CAHORE 9,8 2,6 5,9 3,3 0,9 22,6<br />
Habitat<br />
communautaire<br />
7 2,1 1,3 1,9 0,1 12,3<br />
Transports 4 0,5 0,2 3,8 0,1 8,7<br />
Total 115,4 19,4 12,7 56,3 10 ,3 214,1<br />
Parts en % 54 % 9 % 6 % 26 % 5 % 100<br />
Tableau 5 - Tertiaire : consommations énergétiques finales par usages en 2001<br />
Il faut noter que dans les logements neufs la part de l'électricité se rapproche de celle du<br />
chauffage, c'est surtout dans l'ancien que les besoins de chauffage doivent être réduits<br />
Or les besoins de chauffage dépendent principalement de la performance de l'enveloppe <strong>et</strong> du<br />
système de ventilation (Figure 3). . En particulier la ventilation qui représente 20%<br />
aujourd'hui, va certainement devenir le poste le plus important en terme de perte si des<br />
systèmes à haute-performance (récupération …) ne sont pas installés.<br />
On pourrait dire que ce n'est pas le bâtiment qui consomme mais les équipements installés …<br />
souvent pour en pallier certains défauts (mauvaise isolation, étanchéité, éclairage naturel mal<br />
valorisé …) … <strong>et</strong> pour répondre aux besoins des occupants (qualité de l'air <strong>et</strong> lumière …).<br />
A66<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Figure 3 : Les pertes par l'enveloppe <strong>et</strong> la ventilation (source ADEME)<br />
A l'issue du recensement des technologies résumé dans les paragraphes précédents, les<br />
critères de choix r<strong>et</strong>enus pour la sélections de briques sont présentés dans le tableau 6 :<br />
1 Optimisation du bâti : minimisation des pertes par<br />
l'enveloppe <strong>et</strong> gestion du spectre solaire<br />
2 Recours en priorité aux énergies renouvelables<br />
<strong>et</strong> locales<br />
3 Des équipements à haute efficacité énergétique<br />
Concepteurs / Utilisateurs<br />
Concepteurs & Industriels<br />
Industriels<br />
<strong>et</strong> faible émission de CO 2<br />
4 Une approche système du bâtiment Concepteurs <strong>et</strong> Constructeurs<br />
5 Une approche intégrée du processus de construction Tous les acteurs sont concernés :<br />
banquiers, assureurs, architectes,<br />
BE, industriels, constructeurs,<br />
utilisateurs, gestionnaires<br />
6 Comportement des utilisateurs Propriétaires, Gestionnaires<br />
Tableau 6 : Principaux critères de choix des briques <strong>et</strong> acteurs impliqués<br />
A67<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
LA CLASSIFICATION DES BRIQUES<br />
Pour classifier les briques nous suggérons deux options :<br />
- une classification suivant la "triade énergétique" : réduire les besoins par des<br />
actions sur le bâtiment <strong>et</strong> vers les occupants, utiliser les énergies renouvelables <strong>et</strong><br />
locales, utiliser des équipements performants.<br />
Figure 4 : La "Triade Energétique" 5<br />
C<strong>et</strong>te première classification, que l'on appellera approche énergétique, n'est pas sans<br />
rappeler les trois outils principaux de la maîtrise énergétique 6 : Utilisation Rationnelle de<br />
l'<strong>Energie</strong> (URE), <strong>Energie</strong> Renouvelables (EnR) <strong>et</strong> Efficacité Energétique (EE). En général,<br />
comme indiqué sur la figure 4, il faut commencer par réduire, ensuite substituer <strong>et</strong> enfin<br />
utiliser l'énergie fossile avec la plus grande efficacité. Néanmoins, l'image de la triade <strong>et</strong> sa<br />
hierachisation ne signifie pas, par exemple, qu'il faille pousser l'isolation le plus loin possible<br />
avant d'introduire le renouvelable. Par rapport au bâtiment, les sources renouvelables peuvent<br />
d'ailleurs ent être classer en deux types :<br />
- - le premier (solaire thermique, PV, puits canadiens <strong>et</strong> pour partie les PAC) ou la<br />
conversion à partir du milieu naturel se fait an niveau du bâtiment <strong>et</strong> participe à sa<br />
performance en terme de réduction de l’appel à un réseau d’approvisionnement qui<br />
définit en fait le concept de demande que l’on cherche à réduire<br />
- – le second (biomasse, chaleur collective géothermale ou issue de la combustion des<br />
déch<strong>et</strong>s, <strong>et</strong>c.) qui se traduit par l’apport d’un combustible ou d’un vecteur (chaleur<br />
essentiellement aujourd’hui). La réduction de la demande se limite comme pour les<br />
produits fossiles ou l’électricité nucléaire à la performance du convertisseur en énergie<br />
utile qui se trouve dans le bâtiment<br />
La supériorité des renouvelables tient ici à la pérennité des ressources <strong>et</strong> à leurs avantages en<br />
terme d’émissions de CO2 <strong>et</strong> non pas à leur capacité de réduction de la demande du bâtiment<br />
proprement dit.<br />
5 : The Passive House in the Electricity System of the Future - Hans de Keulenaer-European Copper Institute, Rob van<br />
Gerwen- KEMA Consulting – www.leonardo-energy.org<br />
6<br />
: http://ec.europa.eu/energy/intelligent/projects/index_en.htm<br />
A68<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
- une classification suivant les trois composantes principales des bâtiments :<br />
Structure (fondations incluses), Enveloppe (finitions incluses), Equipements sans<br />
oublier l'environnement local (urbain ou rural).<br />
Figure 5 : Une approche système (voire écosystème) du bâtiment 7<br />
C<strong>et</strong>te deuxième approche, souvent appelée approche système (voire écosystème) 8 ,<br />
impose de voir les briques technologiques comme des composants interactifs avec pour<br />
objectifs le meilleur résultat final. On notera la prise en compte nécessaire du climat local ;<br />
une maison passive à Tempere ne sera pas faite avec les mêmes "briques technologies" qu'une<br />
maison passive à Marseille ! … plus de protections solaires <strong>et</strong> moins d'isolation, plus d'inertie,<br />
une ventilation hygro-réglable sera peut-être suffisante mais une ventilation nocturne<br />
nécessaire.<br />
Enfin, toutes les briques technologiques, aussi performantes soient-elles, prises<br />
individuellement, n'assureront pas obligatoirement la réalisation d'un bâtiment haute<br />
performance <strong>et</strong> basse consommation. En eff<strong>et</strong>, comme le montre la figure 4 ; pour atteindre<br />
c<strong>et</strong> objectif ambitieux, une approche intégrée (conception, construction, comportement) qui<br />
implique tous les acteurs (le client, l'architecte, le bureau d'étude <strong>et</strong> le constructeur) doit être<br />
mise en place dès la conception du bâtiment pour qu'ensuite sur le chantier aucune<br />
modification ne soit nécessaire <strong>et</strong> que l'utilisateur connaisse bien le fonctionnement de son<br />
bâtiment.<br />
7 : Whole-House Approach Benefits Builders, Buyers, and the Environment – Building America<br />
www.eere.energy.gov/buildings/building_america/about.html<br />
8 : Modélisation des installations de génie climatique en environnement de simulation graphique – Méthodologie de<br />
description <strong>et</strong> réalisation d'une bibliothèque de modèles de composants - Ahmad M. I. Husaunndee – Thèse ENPC<br />
A69<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Figure 6 : Importance des décisions pries au cours du processus de construction visà-vis<br />
de l'efficacité énergétique (source : Office Fédéral de l'<strong>Energie</strong> – Suisse<br />
<strong>Energie</strong>) 9<br />
En eff<strong>et</strong>, c'est au cours de c<strong>et</strong>te étape initiale que sont prises les décisions les plus<br />
importantes. Par la suite, au cours du processus de construction de moins en moins de<br />
modifications sont possibles. En eff<strong>et</strong>, l'électricien ou le plombier ne doivent en aucun cas<br />
dégrader les isolants installés en les découpant ou les parois extérieures en les perçant car ils<br />
risqueraient de dégrader les performances de l'isolation <strong>et</strong> l'étanchéité à l'air.<br />
Enfin, "piloter" un bâtiment basse-consommation exige une information (manuel de<br />
fonctionnement, livr<strong>et</strong> d'entr<strong>et</strong>ien) <strong>et</strong> une formation des utilisateurs ("permis d'habiter" !)<br />
sinon il existe des risques de "dérapage énergétique". L'utilisateur devra aussi être aidé par<br />
des systèmes de contrôles <strong>et</strong> d'informations (tableau de bord des consommations : énergie,<br />
eau …).<br />
Les deux classifications proposées pour les briques se superposent parfois. Par exemple, la<br />
réduction des besoins de chauffage, voire d'éclairage, passe principalement par l'enveloppe 10<br />
<strong>et</strong> donc sa conception énergétique <strong>et</strong> architecturale (orientation, apports solaires …). Mais dans<br />
tous les cas, le recours aux équipements très performants (CVC, ECS, éclairage artificiel) est<br />
exigé que ce soit pour ceux qui utiliseront des énergies fossiles ou ceux qui exploiteront les<br />
énergies renouvelables (solaire, éolien …) ou locales (biomasse, rej<strong>et</strong>s, déch<strong>et</strong>s …).<br />
Ces équipements pourront , soit être "miniaturisés" pour répondre à des besoins individuels,<br />
soit "partagés" (réseaux) pour des besoins collectifs (… une chaudière performante pour 4<br />
appartements sur le même palier ne perm<strong>et</strong>trait-elle pas d'appocher le facteur 4 !).<br />
A l'issue de c<strong>et</strong>te analyse, treize briques technologiques ont donc été r<strong>et</strong>enues (Tableau 6).<br />
- Trois s'intéressent à l'optimisation du bâti (systèmes constructifs <strong>et</strong> enveloppe)<br />
pour limiter le recours aux équipements : réduire les pertes thermiques par l'enveloppe,<br />
augmenter les gains,éviter les surchauffes …<br />
- Trois analysent le recours aux énergies renouvelables pour produire <strong>et</strong> stocker de la<br />
chaleur (Chauffage, ECS) <strong>et</strong> produire de l'électricité.<br />
- Quatre décrivent des systèmes "individuels" performants utilisant des énergies<br />
fossiles pour le CVC <strong>et</strong> l'ECS <strong>et</strong> la production simultanée chaleur/électricité.<br />
- Une s'intéresse aux micro-réseaux de chaleur, la chaleur "partagée".<br />
9 : Nouveaux bâtiments à faible consommation d’énergie - Guide pratique pour maîtres d’ouvrage <strong>et</strong> acquéreurs<br />
d’immeubles - Office fédéral de l’énergie - Suisse<strong>Energie</strong> - www.bfe.admin.ch<br />
10 : Le Moniteur – Innovation Techniques 2007 – Tendances <strong>et</strong> Produits – pages 8&9<br />
A70<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
- Une traite de la question de l'éclairage qui dépend à la fois de la conception initiale,<br />
des équipements installés <strong>et</strong> du mode de vie des utilisateurs.<br />
- Enfin la dernière regarde la nécessité d'une approche intégrée pour réussir un<br />
bâtiment basse-consommation, voire à énergie positive. Dans l'étude présente, l'approche<br />
intégrée considère principaplement la conception du bâti <strong>et</strong> les équipements CVC <strong>et</strong> ECS. Il<br />
faudra ultérieurement intégrer aussi les équipements bureautiques <strong>et</strong> électroménagers<br />
(électricité spécifique consommée <strong>et</strong> chaleur rej<strong>et</strong>ée) <strong>et</strong> l'énergie grise incorporée au bâti <strong>et</strong><br />
aux équipements.<br />
N° "Briques Technologiques" Experts CSTB Expert Extérieur<br />
1 Parois Opaques (murs,<br />
toitures, planchers …)<br />
Hafiane Cherkaoui<br />
Marc Colombart-<br />
Prout<br />
Svend Svendsen - DK<br />
Fritz O<strong>et</strong>tl - AT<br />
Robert Schild – AT<br />
2 Parois Transparentes<br />
(Fenêtres, Baies Vitrées…)<br />
François Olive<br />
JF Arenes<br />
Svend Svendsen - DK<br />
Fritz O<strong>et</strong>tl - AT<br />
Robert Schild – AT<br />
3 Systèmes Constructifs<br />
Comparés<br />
Jean-Luc Salagnac Svend Svensen<br />
(DTU – DK)<br />
4 Ventilation Double Flux avec Bernard Collignan Anne Tissot CETIAT<br />
Récupération d'<strong>Energie</strong><br />
Orlando Catarina<br />
5 Systèmes Compacts<br />
Emmanuel Fleury Anne Tissot CETIAT<br />
Ventilation/Chauffage/ECS<br />
Orlando Catarina<br />
6 Micro-Cogénération Ahmad Husaunndee Christian Feldmann (COSTIC)<br />
Orlando Catarina<br />
7 Climatisation/Rafraîchissement Emmanuel Fleury Dominique Marchio EMP<br />
- Basse Consommation<br />
Orlando Catarina<br />
8 Solaire Thermique<br />
- Systèmes Solaires Combinés<br />
Dominique<br />
Caccavelli<br />
Jean-Christophe Hadorn<br />
Base Consultants<br />
Nadine Roudil<br />
9 Systèmes Photovoltaïques Rodolphe Morlot Univ. Australie - South Wales<br />
intégrés au bâti<br />
Orlando Catarina<br />
10 Réseaux de Chaleur P<strong>et</strong>er Riederer Robin Wiltshire (BRE)<br />
Chantal Laumonier<br />
11 Stockage de Chaleur P<strong>et</strong>er Riederer<br />
Orlando Catarina<br />
Jean-Christophe Hadorn (Base<br />
Consultant – CH)<br />
12 Eclairage Michel Perraudeau Arnaud Deneyer (CSTC)<br />
Chantal Laumonier<br />
13 Approche Intégrée Daniel Quenard<br />
Jean-Luc Salagnac<br />
Robert Hastings (AEU Gmbh –<br />
CH)<br />
Marc Colombart-<br />
Prout<br />
Tableau 7 : Les treize briques technologiques sélectionnées<br />
A71<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2. OPTIMISATION DE L'ENVELOPPE – PAROIS OPAQUES &<br />
TRANSPARENTES – SYSTEMES CONSTRCUTIFS<br />
2.1 INTRODUCTION<br />
Les occupants <strong>et</strong> utilisateurs d'un bâtiment ont des besoins de confort (hygrothermique,<br />
qualité de l'air, lumineux …) auxquels le bâti (structure+enveloppe) ne peut répondre seul.<br />
C'est pourquoi des équipements consommateurs d'énergie sont installés, en particulier pour le<br />
chauffage, la ventilation <strong>et</strong> l'éclairage.<br />
La réduction des besoins de chauffage qui reste l'usage dominant (près de 70 %) <strong>et</strong> dans le<br />
futur de climatisation, nécessite donc un traitement architectural très rigoureux de l'enveloppe<br />
<strong>et</strong> comme l'indique le titre récent du Moniteur- Innovations Techniques de mai 2007 "la<br />
maîtrise de l'énergie passe par l'enveloppe".<br />
Alors quelles actions entreprendre pour réduire la consommation de chauffage ?<br />
Toutes les études sur l'utilisation rationnelle de l'énergie dans le bâtiment montrent que<br />
limiter les pertes (par les parois <strong>et</strong> la ventilation) reste le moyen le plus efficace avec<br />
le meilleur r<strong>et</strong>our sur investissement 11 .<br />
En eff<strong>et</strong>, quelle que soit l’efficacité du système de chauffage, l’efficacité énergétique globale du<br />
bâtiment sera dégradée si certaines caractéristiques thermiques ne sont pas satisfaisantes <strong>et</strong><br />
induisent du "gaspillage".<br />
Pour l'enveloppe, les trois caractéristiques thermiques principales sont l’isolation thermique<br />
(ponts thermiques inclus) <strong>et</strong> l'étanchéité à l'air pour réduire les pertes sans oublier la gestion<br />
des apports solaires passifs, recherchés en hiver, à éviter en été.<br />
En utilisant les matériaux isolants disponibles (industrialisés ou non), la voie la plus<br />
directe pour renforcée l'isolation thermique est l'augmentation de l'épaisseur ; c'est<br />
la solution préconisé dans les deux programmes de développement de bâtiment basse<br />
consommation ou passif : le label PassivHaus en Allemagne <strong>et</strong> la marque Minergie en Suisse.<br />
Pour traiter les ponts thermiques, deux procédés se dégagent : l'isolation thermique par<br />
l'extérieure <strong>et</strong> les structures à ossature (surtout pour la maison individuelle), en utilisant<br />
principalement le bois.<br />
Un effort tout particulier est porté sur l'étanchéité à l'air (pour éviter les "tunnels thermiques"<br />
résultant principalement des passages de réseaux <strong>et</strong> des jonctions entre éléments). Pour les<br />
labels les plus exigeants (PassivHaus), un contrôle de la perméabilité à l'air est même imposé.<br />
Dans les maisons ossatures bois (MOB), un "emballage" (par l'utilisation de membranes) de la<br />
maison est souvent réalisé.<br />
Le point critique reste la rénovation dans les cas où l'isolation par l'extérieur n'est ni possible<br />
techniquement, ni acceptée par les propriétaires. Pour répondre à ce défi, un effort important<br />
est fait en Suisse <strong>et</strong> en Allemagne pour développer des isolants "sous-vide" à très haute<br />
performance <strong>et</strong> de faible épaisseur (réduction attendue d'un facteur 6 à 8), parfois associés à<br />
des Matériaux à Changement de Phase pour "rapporter" de l'inertie.<br />
Enfin, avec le regain d'intérêt pour le solaire passif, l'inertie thermique des bâtiments<br />
revient au premier plan. En eff<strong>et</strong>, alors que l'inertie thermique "consomme" de l'énergie<br />
quand celle-ci est payante (on chauffe les murs !) elle perm<strong>et</strong> , au contraire, le stockage <strong>et</strong> la<br />
réémission des flux d'énergies intermittentes <strong>et</strong> gratuites (solaire, récupération …). L'inertie<br />
thermique joue aussi un rôle primordial pour le confort d'été. C'est pourquoi, à côté des<br />
solutions traditionnelles de murs "lourds" (béton, pisé, brique …), de nouvelles technologies<br />
11 : Energy savings in r<strong>et</strong>rofitted dwellings: economically viable? G. Verbeeck & H. Hens – Energy & Building - 2004<br />
A72<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
sont redécouvertes <strong>et</strong> adaptées, comme l'utilisation des matériaux à changement de phase<br />
dans l'enveloppe.<br />
Les trois briques technologiques r<strong>et</strong>enues dans c<strong>et</strong>te rubrique illustrent bien ces différents<br />
aspects :<br />
- les parois opaques (mur, plancher, toiture) dont le rôle principal est l'isolation<br />
thermique mais dont l'inertie, en particulier pour les murs intérieurs <strong>et</strong> les planchers,<br />
devra être mieux prise en compte à l'avenir pour stocker de l'énergie en hiver <strong>et</strong> limiter<br />
les surchauffes en été.<br />
- les parois transparentes (fenêtres, baies vitrées …) qui ont la particularité de devoir<br />
répondre à des exigences parfois antagonistes : isolation thermique/apports solaires,<br />
éclairage naturel/protections solaires, ouverture/intimité & "privacité" …<br />
- les systèmes constructifs qui devront être adaptés pour premièrement limiter les<br />
ponts thermiques <strong>et</strong> deuxièmement fournir une étanchéité à l'air performante.<br />
Il faut aussi ajouter que l'enveloppe est une surface presque parfaite (…à l'orientation près)<br />
pour accueillir aujourd'hui les capteurs solaires (thermiques <strong>et</strong> photovoltaïques) <strong>et</strong> demain<br />
devenir une surface "capteur" à l'extérieur <strong>et</strong> "ém<strong>et</strong>teur" à l'intérieur.<br />
L'enveloppe (Toiture, Mur, Plancher, Fenêtres, Vitrages …) constitue donc l'un des piliers de<br />
tous les proj<strong>et</strong>s de bâtiments basse consommation <strong>et</strong> les trois briques étudiées recouvrent les<br />
trois axes suivants :<br />
- Le premier axe est le renforcement de l'isolation : faible au Japon, plus important<br />
au Etats-Unis, important en Suisse pour Minergie S (15 à 20 cm) <strong>et</strong> très important pour<br />
PassivHaus (jusqu'à 40 cm).<br />
- Le deuxième axe est l'installation de fenêtres adaptées au climat local : double<br />
vitrage, triple vitrage, double fenêtre … . La fenêtre doit aussi être vue comme le premier<br />
capteur solaire installé en façade.<br />
- Le troisième axe est l'utilisation de systèmes constructifs adaptés aux fortes<br />
épaisseurs d'isolant perm<strong>et</strong>tant d'éliminer les ponts thermiques <strong>et</strong> de réduire la<br />
perméabilité à l'air : ossature (bois, acier …), double mur …<br />
2.1.1 LES PAROIS OPAQUES : MUR, TOITURE, PLANCHER<br />
2.1.1.1 Rappel sur la technologie<br />
Les parois opaques (mur, toiture, plancher) fortement isolées se développent dans les pays<br />
ayant une période d'hiver dominante : Allemagne, Autriche, Suède, Danemark, Suisse …<br />
Les épaisseurs d'isolants traditionnels peuvent atteindre 20 à 40 cm. Le type<br />
d'isolation est principalement le "remplissage" entre ossature bois pour les maisons passives <strong>et</strong><br />
l'isolation par l’extérieur pour les maisons basse-consommation. Comme le renforcement de<br />
l'isolation passe principalement par une augmentation de l'épaisseur, tous les types d'isolants<br />
peuvent être utilisés. Les produits aujourd'hui dominants (laines minérales, isolants<br />
alvéolaires) s'adaptent (nouveaux produits, nouvelles mises en œuvre …) pour répondre aux<br />
exigences des bâtiments basse consommations mais un intérêt grandissant se porte sur les<br />
matériaux issus du monde végétal (chanvre, lin …) ou animal (laine de mouton …) mais aussi<br />
du recyclage (ouate de cellulose …)<br />
Dans le cas des maisons à ossature bois, la principale difficulté réside dans l'obtention<br />
d'une bonne étanchéité à l'air qui dépend principalement de la qualité de la mise en œuvre<br />
des matériaux.<br />
A73<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.1.1.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Faiblesses<br />
Réponse efficace à une forte réduction des<br />
besoins de chauffage<br />
Solution qui diminue ou supprime les ponts<br />
thermiques <strong>et</strong> bénéficie de la tendance au<br />
renforcement de la réglementation<br />
thermique, en particulier dans le neuf.<br />
R<strong>et</strong>our sur investissement intéressant<br />
(variant selon épaisseur du mur <strong>et</strong> le coût<br />
de l’énergie)<br />
Soutien d’un lobby industriel actif.<br />
R<strong>et</strong>ours d’expériences étrangères<br />
(Allemagne, Autriche, Suisse, pays<br />
scandinaves …)<br />
Opportunités<br />
Menaces<br />
Développer un marché pour le neuf <strong>et</strong> la<br />
réhabilitation lourde.<br />
Développer un marché pour les ossatures<br />
bois <strong>et</strong> métalliques<br />
M<strong>et</strong>tre en œuvre des qualifications <strong>et</strong> des<br />
formations liées à ces produits<br />
Innovation : fixations, isolants sous vide<br />
Tableau 8 : Parois opaques à haute performance énergétique<br />
Nécessité d’une mise en œuvre de qualité<br />
assurant une bonne étanchéité à l’air :<br />
liens mur-toiture <strong>et</strong> mur-fenêtres<br />
notamment.<br />
Baisse de la surface utile.<br />
Importance d’une vision d’ensemble du<br />
bâtiment (parois opaques, parois<br />
transparentes, équipements…) dès l’amont<br />
du proj<strong>et</strong>, intégrant le confort thermique<br />
d’été<br />
Concurrence de solutions centrées sur<br />
l’offre d’énergie <strong>et</strong> non sur l’économie<br />
d’énergie<br />
Culture insuffisante d’une mise en œuvre<br />
de qualité.<br />
Figure 7<br />
Double Mur en Rénovation (Murs en briques - DK) <strong>et</strong> dans le Neuf (BEDZED – UK)<br />
Mur de Briques + 400 mm laine minérale + Parement Briques - Source : DTU – Danemark<br />
Bloc Béton + laine minérale + Parements Briques – Source BEDZED<br />
A74<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.1.2 LES PAROIS TRANSPARENTES : FENETRES ET BAIES VITREES<br />
2.1.2.1 Rappel sur la technologie<br />
Pour les parois transparentes à haute performante thermique, la technique la plus<br />
emblématique est la fenêtre triple vitrage (figure 8) avec différents types de cadre, bois, mixte<br />
à rupture de pont thermique …. Elle est surtout adaptée au pays à dominante "besoin de<br />
chauffage" (Tableau 2) Allemagne, Autriche, Suisse <strong>et</strong> les pays scandinaves. Une quarantaine<br />
de fenêtres sont labellisées par l''Institut de la Maison Passive à Darmstadt (www.passiv.de ).<br />
En Suisse, il existe aussi des modules certifiés MINERGIE ® (www.minergie.ch ) pour fenêtres.<br />
Les modules sont en général définis <strong>et</strong> appliqués en collaboration avec les associations<br />
professionnelles. L’utilisation de modules MINERGIE® facilite l’obtention du label MINERGIE®<br />
pour un bâtiment, elle n’est toutefois pas obligatoire.<br />
2.1.2.2 L'analyse SWOT du Triple Vitrage<br />
Forces<br />
Mise en œuvre peu différente du double<br />
vitrage<br />
Adaptabilité du produit : taille, couleur,<br />
forme<br />
Bon r<strong>et</strong>our des utilisateurs (sentiment de<br />
confort, température de paroi plus élevée)<br />
Intérêt croissant pour les bâtiments à très<br />
faible consommation d’énergie<br />
R<strong>et</strong>ours d’expériences étrangères<br />
(Allemagne, Autriche, Finlande…)<br />
Opportunités<br />
Faiblesses<br />
Prix élevé<br />
Poids <strong>et</strong> épaisseur élevés<br />
Nécessité d’une mise en œuvre de qualité<br />
(interface parois opaques - parois<br />
transparentes notamment)<br />
Concerne les régions avec un climat<br />
rigoureux<br />
Pas de soutien réglementaire à ce jour<br />
R<strong>et</strong>our sur investissement long<br />
Menaces<br />
Action possible du lobby verrier<br />
Forte concurrence du double vitrage à<br />
Innovation sur produits associés, isolation renforcée (basse émissivité + gaz<br />
notamment les cadres (avec système de rare) surtout dans le sud de l'Europe.<br />
ventilation…)<br />
Culture insuffisante d’une mise en œuvre<br />
de qualité.<br />
Risque de développement lent du marché<br />
des bâtiments à très basse consommation<br />
Tableau 9 : SWOT - Parois transparentes à haute performance énergétique<br />
Triple Vitrage<br />
A75<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Source : www.passivhaustagung.de<br />
Figure 8 : Exemples de Triple-Vitrage<br />
http://www.passivhaustagung.de/Passive_House_E/step_by_step_towards_passive_houses.html<br />
A76<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.1.3 LES SYSTEMESCONSTRUCTIFS COMPARES<br />
2.1.3.1 Rappel<br />
D'une manière générale, on assiste à une évolution des systèmes dominants (ossature<br />
bois/acier <strong>et</strong> parois lourdes) plutôt qu'à une révolution par la recherche de nouveaux systèmes<br />
en rupture. La rupture serait plutôt à rechercher dans la coopération entre acteurs, de<br />
la conception à la réalisation. Les évolutions concernent donc les systèmes à ossatures<br />
(bois, acier), peu répandus en France avec des adaptations pour accueillir des épaisseurs<br />
d'isolants plus importantes, limiter les ponts thermiques <strong>et</strong> réduire la perméabilité à l'air. Plus<br />
de 70% des maisons passives sont reéalisées en ossature bois. Parallèlement des études <strong>et</strong><br />
des réalisations en Angl<strong>et</strong>erre, au Danemark, en Belgique <strong>et</strong> en Italie montrent que le double<br />
mur ("cavity wall", "mur creux" – Figure 7) pourrait aussi s'adapter aux critères des maisons<br />
passives … en augmentant l'épaisseur de la cavité <strong>et</strong> en y introduisant un isolant.<br />
Il ne faut pas non plus oublier l'isolation par l'extérieur qui devrait r<strong>et</strong>rouver un certain regain<br />
d'intérêt mais les épaisseurs croissantes d'isolant (15 à 20 cm, voire plus) imposeront des<br />
technologies innovantes avec une mise en œuvre encore plus exigeante.<br />
2.1.3.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Evolution des systèmes existants<br />
Savoir-faire existant pour les blocs béton<br />
ou briques<br />
Mises en œuvre moins exigeantes pour les<br />
parois lourdes<br />
Construction de qualité qui valorise le<br />
bâtiment (plus value).<br />
Opportunités<br />
Action possible des fabricants de bloc<br />
béton ou de briques.<br />
Intérêt pour la bois <strong>et</strong> action de lobbying<br />
Innovation avec des solutions mixtes<br />
Faiblesses<br />
Systèmes à ossature peu développés en<br />
France<br />
Inertie faible des maisons à ossature<br />
(confort d'été)<br />
<strong>Energie</strong> grise accrue (plus de matériaux)<br />
Impact environnemental<br />
Des adaptations nécessaires en rénovation<br />
Menaces<br />
Lenteur du développement<br />
Equipements de plus en plus performants<br />
<strong>Energie</strong>s Renouvelables plus séduisantes<br />
Tableau 10 : SWOT : Systèmes constructifs comparés<br />
www.confortbois.com<br />
http://www.knauf.fr<br />
Figure 9 : Maisons Ossature-Bois-Acier<br />
A77<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.2 LA TRANSPOSITION EN FRANCE DES COMPOSANTS D'ENEVELOPPE<br />
PERFORMANTS ET DES SYSTEMES CONSTRUCTIFS ASSOCIES<br />
Le développement d'une enveloppe haute performance en termes de réduction des pertes<br />
thermique présente un potentiel de développement important en construction neuve <strong>et</strong> en<br />
réhabilitation lourde : efficacité énergétique du produit final, soutien de la réglementation,<br />
r<strong>et</strong>our sur investissement pouvant être intéressant, existence d’un lobby industriel organisé.<br />
Avec les isolants actuels, le renforcement de l'isolation des parois opaques ne peut<br />
se faire que par l'augmentation de l'épaisseur dont l'optimum dépend du climat<br />
considéré … <strong>et</strong> du coût de l'énergie. Une étude récente de l'IEA (figure 10) fournit les<br />
ordres de c<strong>et</strong>te épaisseur qui se situe entre 15 pour l'Europe du Sud <strong>et</strong> 40 cm pour<br />
les Pays Scandinaves.<br />
Figure 10 : Epaisseur optimale d'isolant suivant les climats (source IEA 12 )<br />
HDD : Heating Degree Days<br />
C<strong>et</strong>te augmentation ne devrait pas poser de problèmes pour les toitures <strong>et</strong> les combles mais<br />
pour les murs <strong>et</strong> les planchers, les acteurs de la construction, de l'architecte aux poseurs en<br />
passant par les industriels, devront proposer des solutions techniques innovantes. Pour les<br />
ossatures (bois ou acier) les isolants en forte épaisseur sont généralement facilement<br />
intégrables entre les ossatures alors que pour la maçonnerie traditionnelle (bloc béton …) ou la<br />
brique leur mise en œuvre ne va pas sans poser problème. Avec ces épaisseurs, l'isolation<br />
par l'intérieur n'est plus acceptable mais l'isolation par l'extérieure reste exigeante<br />
en termes d'accrochage (collage, fixations …) <strong>et</strong> de protections (finition …).<br />
L'isolation par l'extérieur n'étant pas un procédé largement utilisé en France, de nouvelles<br />
solutions devront être proposées par les industriels <strong>et</strong> un effort de formation des entreprises<br />
est nécessaire.<br />
En France, le système constructif dominant étant le bloc béton, une analyse des<br />
développements réalisés par exemple au Danemark (voire en Angl<strong>et</strong>erre <strong>et</strong> en<br />
Belgique) sur le "mur creux" (Cavity Wall) ou double mur serait certainement<br />
intéressante surtout que c<strong>et</strong>te technologie n'est pas totalement inconnue <strong>et</strong> fait<br />
12<br />
: Global Strategies for Energy Efficient Building – Towards the Zero Energy Home, Gleaneagles Plan for Action : Transforming the<br />
Way we use energy – IEA – Jens Laustsen - EU/G8 Energy Efficiency Conference in Berlin – 20-21 avril 2007<br />
A78<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
l'obj<strong>et</strong> de deux chapitres du DTU 20-1. Le double mur pourrait aussi être réalisé avec des<br />
briques (comme au Danemark, Belgique, Royaume-Uni …) <strong>et</strong> des systèmes mixtes sont aussi<br />
envisageables mais il faudra prendre en compte les cultures <strong>et</strong> les coûts de construction qui<br />
peuvent être très différents d'un pays à l'autre.<br />
Les principaux obstacles aux parois fortement isolées par l’intérieur sont la baisse de la surface<br />
utile pour la construction neuve (… il faudrait donc en diminuer le nombre <strong>et</strong> par conséquent<br />
aller vers des maisons groupées ou en bande), la nécessité d’avoir une vision d’ensemble du<br />
proj<strong>et</strong> dès l’amont (voir brique Approche Intégrée), incluant les équipements avec le souci du<br />
confort thermique d’été, <strong>et</strong> surtout le caractère central de la qualité de la mise en œuvre, en<br />
particulier en matière d’étanchéité à l’air. Concernant l'étanchéité à l'air, il conviendra aussi de<br />
clarifier le concept du "mur respirant" qui ne doit par être un mur perméable à l'air mais qui<br />
devrait perm<strong>et</strong>tre la diffusion de vapeur à l'image du célèbre "Gor<strong>et</strong>ex" dans le domaine des<br />
textiles techniques.<br />
Dans la perspective d’un réel développement des immeubles à basse consommation en France,<br />
soutenu par une évolution de la réglementation <strong>et</strong> les nombreuses initiatives régionales <strong>et</strong><br />
privées, les professions concernées, du concepteur jusqu’au compagnon, doivent s’organiser,<br />
pour qu’en l’espace d’une génération, un changement culturel ait lieu <strong>et</strong> perm<strong>et</strong>tent, pour ce<br />
créneau du marché, une qualité de mise en œuvre très supérieure aux pratiques actuelles.<br />
Les fenêtres avec triple vitrage sont efficaces énergétiquement (surtout vis-à-vis des<br />
déperditions) <strong>et</strong> perçues par les utilisateurs comme une amélioration sensible de leur confort<br />
(pas d'eff<strong>et</strong> de parois froide). Leur prix, leur créneau centré sur les bâtiments à très basse<br />
consommation situés dans un climat rigoureux, <strong>et</strong> la forte concurrence du double vitrage à<br />
isolation renforcée peuvent être des obstacles à leur large diffusion. Une grande partie de leur<br />
avenir dépend de la stratégie adoptée dans les prochaines années par les industriels du verre<br />
<strong>et</strong> de la fenêtre. Par exemple, le bilan énergétique d'une fenêtre sur une saison de<br />
chauffe pourrait perm<strong>et</strong>tre à la fenêtre de "combler" son handicap par rapport au<br />
mur opaque en termes de déperdition.<br />
Côté recherche & développement, la fenêtre comme composant actif multifonctionnel est une<br />
piste importante. Du point de vue thermique, la fenêtre doit être considérée sous ses<br />
deux aspects : pertes <strong>et</strong> gains. De plus, la fenêtre reste un composant important pour<br />
la ventilation … sans oublier les exigences acoustiques.<br />
Par ailleurs, en s'inspirant des double-peau du tertiaire, la double-fenêtre associée à une<br />
protection solaire ou le bloc baie fenêtre-vol<strong>et</strong> avec des scénarii de fonctionnement été, hiver,<br />
mi-saison pourrait revenir d'actualité.<br />
A79<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3. LE SOLAIRE : PHOTOVOLTAIQUE - THERMIQUE ET STOCKAGE<br />
DE CHALEUR<br />
3.1 INTRODUCTION<br />
Pour répondre aux besoins de chaleur <strong>et</strong> d'électricité des occupants d'un bâtiment, le<br />
développement des énergies renouvelables 13 est un des axes forts de la politique énergétique<br />
européenne.<br />
Pour les besoins de chaleur (Chauffage + ECS), si on excepte le chauffage au bois dont la<br />
France occupe la 9 ième place, avec 0,15 tep/hab contre 1,39 en Finlande <strong>et</strong> 0,92 en Suède, le<br />
solaire thermique est la solution EnR la plus développée avec une utilisation dominante pour<br />
l'ECS. Le CESI est une technologie proche de la maturité malgré les défauts qu'il convient de<br />
corriger 14 .<br />
La brique technologique Solaire Thermique s'intéresse aux Systèmes Solaires Combinés<br />
(SSC) qui répondent simultanément aux besoins de chauffage <strong>et</strong> d'ECS. Ces systèmes<br />
se développent en Allemagne, Autriche, Suisse (malgré des signes de stagnation dans ce<br />
pays).<br />
Le champ de l'étude a été limité aux pays dans lesquels des produits répondant à c<strong>et</strong>te<br />
définition existent, à savoir principalement l'Allemagne, l’Autriche, la Suisse <strong>et</strong> la France. Les<br />
Pays-Bas ont également un marché qui se développe <strong>et</strong> seront abordés.<br />
En 2005, la surface des capteurs solaires installés en Europe était d’environ 18 millions de m 2<br />
(7 millions de m 2 pour les SSC). Si l’objectif fixé par la Commission Européenne de 100<br />
millions de m 2 de capteur en 2010 semble hors d’atteinte, on peut espérer atteindre à c<strong>et</strong>te<br />
date les 60 millions de m 2 de capteurs dont 20 millions de m 2 pour les seuls SSC. A titre<br />
d’exemple, en Autriche 50 % des surfaces de capteur solaire installées par an sont intégrées<br />
dans des SSC.<br />
L'Autriche reste un pays fortement orienté vers le solaire avec une forte volonté politique<br />
qui se traduit par des aides stables. De leur côté, les industriels <strong>et</strong> les installateurs qui<br />
travaillent ensemble, font preuve d'un grand professionnalisme pour donner confiances aux<br />
clients.<br />
Bien que ne représentant aujourd'hui que 13 % (consommation finale d'énergie) dans le<br />
résidentiel mais déjà près de 30 % dans le tertiaire (principalement pour l'éclairage <strong>et</strong> les<br />
équipements), l'usage spécifique de l'électricité va certainement croître dans les années à<br />
avenir à cause de la multiplication des équipements <strong>et</strong> cela malgré une diminution régulière<br />
des consommations individuelles des appareils.<br />
Pour répondre à c<strong>et</strong>te demande en électricité, la production photovoltaïque est une<br />
des solutions les plus élégantes car parfaitement intégrable au bâti mais le coût<br />
d'investissement reste très pénalisant. Le photovoltaïque garde néanmoins un grand<br />
pouvoir de fascination <strong>et</strong> a fait l'obj<strong>et</strong> d'un effort très important au Japon pendant ces<br />
dernières années que se soit pour développer des technologies ou soutenir des programmes de<br />
développement dans le domaine du bâtiment (voir le rapport Programme de Développement).<br />
Les pays les plus actifs dans ce domaine sont le Japon, l'Allemagne, les Etats-Unis <strong>et</strong><br />
l'Espagne.<br />
Au Japon par exemple, l'intégration du photovoltaïque dans le bâtiment, en particulier en<br />
toiture, a été fortement soutenu par le gouvernement <strong>et</strong> les principaux constructeurs (Sekisui,<br />
Misawa) ont développé des solutions standards de toitures solaires, pour pérenniser, voire<br />
développer le marché après l'arrêt des subventions.<br />
13 : http://ec.europa.eu/energy/res/index_en.htm<br />
14 : Plan Soleil - Catalogue des défauts des installations de chauffe-eau solaires individuels (CESI) http://enr.cstb.fr<br />
A80<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
PS : La climatisation solaire est analysée dans le brique "Rafraichissement <strong>et</strong> Climatisation<br />
Basse Consommation"<br />
3.1.1 LE PHOTOVOLTAÏQUE INTEGRE<br />
3.1.1.1 Rappel<br />
Au Japon, la nécessité de développer le photovoltaïque est un acquis, même si le discours a un<br />
peu évolué au cours de la dernière décennie. La sécurité des approvisionnements <strong>et</strong> la<br />
diminution de la facture énergétique, font toujours partie de l’argumentaire en faveur de ce<br />
développement, mais l’environnement a pris le relais <strong>et</strong> les objectifs de Kyoto, difficiles à tenir<br />
face à une croissance importante de la consommation, sont désormais en première place. On<br />
n’en est plus à se demander pourquoi, mais comment développer l’utilisation du<br />
photovoltaïque.<br />
Figure 11 : Toiture Solaire<br />
Source : Misawa Home<br />
Une volonté sans réserve du gouvernement à développer le photovoltaïque, via des<br />
subventions à la R&D, aux industriels à travers des programmes de démonstration<br />
(Collectivités Locales), ou de dissémination à grande échelle (dans le résidentiel notamment),<br />
aux opérateurs de nouvelles énergies.<br />
Un fort lobbying des multinationales à soutenir c<strong>et</strong>te volonté politique pour le déploiement du<br />
photovoltaïque à grande échelle, avec pour challenge la diminution du coût de production. Un<br />
relais également positif auprès des acteurs de la construction, pour faire du photovoltaïque un<br />
produit intégré au bâti, <strong>et</strong> développer une offre commerciale séduisante.<br />
Plus de 80% des systèmes sont aujourd’hui installés chez les particuliers dont 90% sont<br />
raccordées au réseau (les clients souscrivant à une obligation de r<strong>et</strong>our d’information pendant<br />
2 ans). En 2000, un sondage annonçait 75% d’usagers satisfaits, contre 25% trouvant<br />
finalement un intérêt quasi nul <strong>et</strong> un investissement relativement lourd, malgré le système<br />
d’aides, qui profite plus aux industriels <strong>et</strong> aux compagnies d'électricité. Mais le souhait de faire<br />
"quelque chose" contre le réchauffement climatique <strong>et</strong> le "mark<strong>et</strong>ing intensif" de la part des<br />
industriels font que les japonais sont prêts à payer de leur poche. Ils sont également sensibles<br />
aux nouveautés techniques.<br />
Le marché de la construction neuve constitué en majorité par des maisons préfabriquées,<br />
technique, soutenu en son temps par de forts investissements en R&D, est un point fort du<br />
développement de la technologie du PV. A l'image des équipementiers automobiles qui<br />
répondent aux exigences des constructeurs, les fabricants de panneaux PV ont développé avec<br />
les constructeurs de maisons individuelles préfabriquées des produits industrialisés adaptés<br />
(mass customization).<br />
En conclusion, au Japon, la technologie est mature <strong>et</strong> est socialement acceptée.<br />
A81<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.1.1.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Contexte énergétique favorable<br />
Répond au besoin d’une production locale<br />
d’énergie avec une ressource infinie<br />
Contribue à diminuer la demande lors des<br />
pics de consommation d’électricité.<br />
Marché en expansion avec nombreuses<br />
applications<br />
Bonne capacité d’intégrer des capacités de<br />
faible puissance en toiture <strong>et</strong> façade<br />
Compétitif avec les aides <strong>et</strong> les coûts de<br />
rachat actuel<br />
Expériences étrangères (Japon, Etats-Unis,<br />
Allemagne) avec savoir-faire industriel <strong>et</strong><br />
R&D forte<br />
Opportunités<br />
Politique volontariste<br />
Solution technique pour éviter les pics de<br />
demandes <strong>et</strong> diversifier la production<br />
Possibilité d’aides fiscales <strong>et</strong> de nouveaux<br />
financements (tarifs d’achat privilégiés de<br />
l’électricité renouvelable comme c’est le<br />
cas en Allemagne, doublé, en France,<br />
d’une prime importante d’intégration au<br />
bâti)<br />
Possibilité de créer des entreprises<br />
indépendantes de production <strong>et</strong> des<br />
sociétés de services ou de location<br />
Ouvre la perspective de bâtiments à<br />
consommation nulle ou à énergie positive :<br />
toitures <strong>et</strong> façades photovoltaïques.<br />
Faiblesses<br />
<strong>Energie</strong> chère mais pas durablement, selon<br />
les rapports DGEMP, AIE <strong>et</strong>c., la<br />
compétitivité devrait être atteinte entre<br />
2020 <strong>et</strong> 2030<br />
Pour le photovoltaïque isolé (marginal sur<br />
le plan mondial) :<br />
- absence de possibilité de stockage<br />
- produit tributaire d’équipements en<br />
courant continu à très faible<br />
consommation.<br />
- Fabrication des batteries consommatrice<br />
d’énergie<br />
Menaces<br />
Pas de signalement fort du point de vue<br />
environnemental (ce qui se passe en<br />
Australie).<br />
Les aides publiques peuvent être une<br />
menace si les objectifs du montage<br />
financier sont trop rapidement atteints.<br />
C’est ce qui s’est produit au Japon en 2000<br />
lorsque la NEF a suspendu ces aides <strong>et</strong><br />
d’investissement.<br />
Victime de son succès en grande partie lié<br />
à la réactivité des constructeurs.<br />
Arrêt des aides <strong>et</strong> tarifs de rachat avant<br />
d'avoir atteint un marché "naturel".<br />
Tableau 11 : SWOT - Photovoltaïque Intégré<br />
A82<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.1.2 LES SYSTEMES SOLAIRES COMBINES-SSC<br />
3.1.2.1 Rappel de la technologie<br />
Les deux principaux systèmes solaires combinés (SSC) sont les systèmes à ballons de<br />
stockage <strong>et</strong> ceux du type plancher solaire direct (PSD) qui utilise la dalle comme élément<br />
de stockage. Le PSD est une innovation française commercialisée par Clipsol, quasiment<br />
exclusivement dans le neuf individuel.<br />
3.1.2.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Solution complète : Chauffage +ECS<br />
Potentiel d'économie important : 25 à 40<br />
%<br />
Technologie maîtrisée <strong>et</strong> applicable<br />
partout.<br />
Technologie encadrée par des textes<br />
réglementaires <strong>et</strong> certifiée (Quali'ENR)<br />
Une forte acceptation sociale.<br />
Opportunités<br />
Contexte énergétique favorable<br />
Incitations financières attractives<br />
Dispositifs réglementaires sur mesure<br />
Directive européenne contraignante<br />
Marché des bâtiments basse<br />
consommation<br />
Faiblesses<br />
Mais partiellement solaire : nécessité d'un<br />
appoint<br />
Technologie encore chère<br />
Offre trop large : trop de configurations<br />
Performances encore perfectibles<br />
Marché segmenté : SSC plutôt pour le neuf<br />
individuel<br />
Environnement normatif à créer<br />
Menaces<br />
Mécanismes d'aide discontinus<br />
Forte concurrence : PAC, Bois, Maison<br />
Passive<br />
Fiabilité sous réserve en période estivale<br />
Attitude attentiste<br />
Tableau 12 : SWOT : Systèmes Solaires Combinés – SSC<br />
Figure 12 : Système Solaire Combiné à appoint externe [Source Solvis]<br />
A83<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.2 LE STOCKAGE DE CHALEUR<br />
L'intérêt porté au stockage de chaleur a beaucoup varié au cours des 25 dernières<br />
années. Le stockage saisonnier, surtout dans le sous-sol, qui perm<strong>et</strong>tait en principe de<br />
stocker la production d'été pour l'utiliser l'hiver n'a pas pu faire preuve de son efficacité<br />
technico économique malgré les efforts des pays pionniers, dont l’activité a fortement été<br />
réduite : USA, Suisse, France, Pays-Bas, Suède, Danemark.<br />
Aujourd'hui, seule l’Allemagne a un programme ambitieux <strong>et</strong> abondant d’exemples,<br />
seule manière de progresser car le domaine est lié à de nombreux facteurs peu "théoriques"<br />
(géologie, pratique d’installation, exploitation, <strong>et</strong>c..).<br />
Certains pays privilégient le stockage surtout diurne (1 à 2 jours) pour le solaire ou le bois<br />
(Autriche, Suisse, USA) car ils ont compris que le stockage court terme est la clé de<br />
l’efficacité des technologies intermittentes. Mais la vision est désormais plus<br />
systémique que par composants. La recherche s’oriente vers "la performance du système<br />
délivrant une prestation de confort", le stockage faisant partie d’un système global.<br />
Enfin, ils existent des développements privés <strong>et</strong> plus diffus en France (Clipsol <strong>et</strong> Cristopia), en<br />
Espagne, aux Pays-Bas (principalement stockage de froid en aquifère), aux USA <strong>et</strong> aux Canada<br />
Ce sont les fabricants de systèmes solaires ou à bois qui ont proposé des stocks adaptés (mais<br />
pas toujours optimisés) à leur proposition technique.<br />
Depuis 2000, les pays qui continuent de penser que le stockage de chaleur est la clé des<br />
renouvelables sont peu nombreux (Allemagne surtout). La motivation principale est<br />
environnementale avant d’être liée à la pénurie de ressources mais les à coups du prix de<br />
l’énergie vont redevenir un moteur.<br />
Le stockage de chaleur est généralement utilisé pour les raisons suivantes :<br />
- Utilisation optimale des énergies renouvelables <strong>et</strong> intermittentes, surtout l'énergie<br />
solaire<br />
- Récupération de chaleur ou de froid<br />
- Utilisation d'un tarif préférentiel (stockage de froid pour la climatisation)<br />
- Réduction de la puissance installée<br />
- Ecrêtage des pics de puissance<br />
- Réduction du nombre d'enclenchements/déclenchements<br />
Les trois types de stockage principaux sont les suivants :<br />
- Stockage court terme pour le solaire<br />
- Stockage tampon pour le bois (réseaux de chaleur)<br />
- Stockage saisonnier<br />
Plusieurs technologies peuvent être mises en œuvre : chaleur sensible (eau, béton, sol …),<br />
chaleur latente (eau, matériaux à changement de phase …), chaleur de sorption, chaleur de<br />
réaction chimique.<br />
Les qualités d’un bon médium de stockage sont les suivantes :<br />
- Quantité maximale de chaleur stockable par unité de volume<br />
- Pertes thermiques faibles<br />
- Coefficient d'échange thermique favorable<br />
- Toxicité <strong>et</strong> risques d'incendie minimaux<br />
- Réversibilité sur un grand nombre de cycles (pour les matériaux à changement de<br />
phase)<br />
- Matériau de base bon marché<br />
- Matériau compatible avec des réservoirs économiques<br />
Les ballons de stockage pour l'ECS devraient voir leur performance augmenter<br />
(dimensionnement, meilleure isolation …) <strong>et</strong> ils deviendront multi sources (solaire,<br />
biomasse, récupération …) ce qui perm<strong>et</strong>tra de réduire les coûts par l'augmentation du<br />
marché.<br />
A84<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
L'amélioration de l'inertie thermique par MCP ne débouchera que si l'efficacité est prouvée sur<br />
les bâtiments pilotes <strong>et</strong> si les coûts diminuent.<br />
Le stockage tampon pour les réseaux de chaleur devrait se développer avec le<br />
développement des réseaux de chaleur (cogénération, biomasse …) car il est impératif pour<br />
lisser la production.<br />
Quant au stockage saisonnier, le marché actuel est très limité mais le stockage de froid<br />
dans les aquifères s’est par contre développé dans le nord de l’Europe du fait de sa rentabilité<br />
très bonne (entre 0 <strong>et</strong> 5 ans de temps de r<strong>et</strong>our). Des solutions pour l’individuel très économe<br />
en demande (thermochimie, cuve super-isolée) pourraient être disponibles dans une dizaine<br />
d'année si des moyens de la recherche sont ciblés sur ce thème.<br />
A85<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.2.1 L'ANALYSE SWOT<br />
Forces<br />
Taux de couverture solaire proche de<br />
100% : le solaire monovalent devient<br />
possible ou avec un appoint minimum en<br />
terme d’énergie annuelle.<br />
Productivité annuelle des capteurs doubles<br />
d’une installation avec stock diurne<br />
seulement (env. 500 kWh/m 2 an), ce qui<br />
perm<strong>et</strong> de mieux rentabiliser les capteurs<br />
(pour autant que le stock restitue ensuite<br />
l’énergie).<br />
Stockage d’énergie gratuit ou moins cher.<br />
Peut alléger la maintenance de systèmes<br />
de production en limitant le nombre<br />
d’enclenchement/déclenchement<br />
d’appareils.<br />
Diminution de la puissance installée.<br />
Faiblesses<br />
Système auxiliaire, qui sera utilisé en<br />
appoint ou en sécurité dans le meilleur des<br />
cas.<br />
Investissement initial élevé, notamment<br />
pour les maisons individuelles.<br />
Marché de niche surtout pour l’habitat<br />
neuf, d’une certaine taille (100 logements)<br />
<strong>et</strong> à isolation très poussée.<br />
Technologies souterraines difficilement<br />
reproductibles telles quelles dans un autre<br />
site.<br />
Technologies non souterraines<br />
consomment de l’espace en surface à coût<br />
non négligeable.<br />
Stockage saisonnier : pertes thermiques<br />
assez importantes du fait de la longue<br />
durée du stockage, marché limité, Pas de<br />
profession identifiée <strong>et</strong> structurée,<br />
réflexion très en amont, études lourdes.<br />
Le stockage n’enthousiasme ni les<br />
professionnels, ni les clients par rapport à<br />
des techniques considérées plus "nobles",<br />
comme le solaire.<br />
Opportunités<br />
Menaces<br />
Augmentation du prix des énergies<br />
fossiles, taxes CO2 sur les fossiles ?<br />
Aides pour le développement du solaire<br />
thermique ou des réseaux de chaleur bois.<br />
Développement des PAC dans les grands<br />
ensembles.<br />
Profession est de plus en plus sensible à la<br />
vision systémique <strong>et</strong> aux notions de<br />
performance de système.<br />
Le développement des réseaux de chaleur<br />
est une opportunité de développer le<br />
stockage.<br />
Tableau 13 : SWOT : Stockage de Chaleur<br />
Bas prix relatif des fossiles pour le<br />
chauffage pour longtemps encore.<br />
Marché du solaire thermique avec stockage<br />
court terme a encore tout le futur devant<br />
lui avant que le stockage saisonnier ne soit<br />
considéré comme vraiment important.<br />
Concurrence des pompes à chaleur air/eau<br />
pour la villa.<br />
Durcissement de la législation sur la<br />
qualité sanitaire de l’eau.<br />
A86<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.3 LA TRANPOSITION EN FRANCE DES SYSTEMES SOLAIRES ET DE STOCKAGE DE<br />
CHALEUR.<br />
Il existe sur le territoire français de fortes compétences en R&D, des industriels <strong>et</strong><br />
des bureaux d’études dans le secteur du photovoltaïque surtout en Rhône-Alpes,<br />
pôle majeur du PV avec 38% de la puissance financée <strong>et</strong> plusieurs acteurs<br />
importants (Photowatt, Tenesol, INES …).<br />
Le mariage du PV avec le bâtiment (plusieurs dizaines de millions de m² disponibles)<br />
devrait se développer avec l'apparition de produits intégrés certifiés pour donner<br />
confiance à la maîtrise d’œuvre afin qu’elle s’approprie la technologie avant de la proposer à la<br />
maîtrise d’ouvrage. Ce manque de produits reconnus fait défaut au développement de la<br />
filière, les attentes des professionnels <strong>et</strong> des Maîtres d’Ouvrage Publics étant fortes sur ce<br />
point.<br />
Au Japon, la réussite de ce "mariage" entre bâtiment <strong>et</strong> photovoltaïque a été impulsée par la<br />
volonté des constructeurs de maisons individuelles de proposer un produit photovoltaïque<br />
intégré certifié à leur offre commerciale. Ils ont par la même occasion, su exploiter la notion de<br />
production électrique décentralisée assurer par le PV pour développer les concepts de maisons<br />
quasiment autonomes en couplant production locale d'électricité <strong>et</strong> systèmes CVC-ECS utilisant<br />
la PAC pour le chauffage, la climatisation <strong>et</strong> l'ECS).<br />
Enfin, le coût est un frein au développement du marché, malgré une bonne presse du<br />
photovoltaïque auprès du grand public mais le coût de rachat du PV intégré, la mise sur le<br />
marché de produits évalués <strong>et</strong> le développement de société de services dans le domaine de<br />
l'électricité d'origine PV devrait favoriser son développement. L’obligation d’achat par EDF sur<br />
la base d’un tarif fixé par arrêté est un élément essentiel de prise en compte du PV dans les<br />
labels <strong>et</strong> les RT (BBC en 2012, BEPOS en 2020). C<strong>et</strong>te situation explique que même en cas<br />
d’intégration au bâti les contrats signés actuellement porte sur la vente de la totalité de la<br />
production <strong>et</strong> non pas sur le seul surplus comme cela devrait devenir le cas à partir de 2015.<br />
La motivation réside ici dans la recherche d’une promotion industrielle de ce type d’équipement<br />
prom<strong>et</strong>teur sur le territoire national.<br />
Le développement des SSC en France est très étroitement lié à celui des EnR <strong>et</strong> en<br />
particulier l'organisation de la filière (Formation longue durée, marque Qualisol …).<br />
De plus, les contextes politique, économique <strong>et</strong> médiatique étant très favorables, on peut<br />
s’attendre à un développement de ce marché dans les années à venir.<br />
Pour autant, il est très peu probable que le SSC s’impose comme solution de<br />
référence pour le chauffage de l’habitat car il s’appuie sur le vecteur eau <strong>et</strong> toutes les<br />
projections sur l’habitat de demain m<strong>et</strong>tent plutôt en avant le vecteur air comme axe de<br />
progrès.<br />
Quant au stockage de chaleur, il devrait se développer dans le sillage des CESI pour l'ECS avec<br />
un meilleur dimensionnement <strong>et</strong> une isolation renforcée. Pour ce qui concerne le chauffage<br />
solaire, le PSD peut se développer dans la maison individuelle neuve mais semble difficilement<br />
transposable en rénovation.<br />
Concernant le stockage de chaleur, les conditions suivantes rendent difficiles une transposition<br />
en France :<br />
- 1. Le marché solaire thermique est encore faible (les chiffres 2006 sont de 300 000<br />
m² pour la France DOM compris (165 000 m² en 2005), 1 530 000 m² pour l’Allemagne (980<br />
000 m² en 2005), avec un n<strong>et</strong> ralentissement de la croissance 2007/2006 en France <strong>et</strong> une<br />
régression sensible en Allemagne - source www.energies-renouvelables.org ).<br />
- 2. Le marché des pompes à chaleur a du r<strong>et</strong>ard par rapport aux pays qui ont<br />
développé le stockage, mais il tend à se développer fortement un réseau de chauffage de<br />
quartier à basse température peu fréquent !<br />
- 3. Le chauffage solaire est peu répandu hors le Plancher Solaire Direct.<br />
- 4. La pratique de l’économie d’énergie dans le bâtiment en est au début ou presque.<br />
- 5. La norme HQE se focalise sur trop d’axes <strong>et</strong> ne perm<strong>et</strong> pas de se concentrer sur<br />
l’énergie.<br />
A87<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
A88<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4. DES SYSTEMES CVC / ECS, MULTIFONCTIONNELS, COMPACTS<br />
ET EFFICACES ET LA MICROCOGENERATION<br />
4.1 INTRODUCTION<br />
Pour les besoins CVC <strong>et</strong> ECS, les technologies présentées cherchent à utiliser au mieux les<br />
énergies fossiles primaires en cherchant à améliorer leur efficacité énergétique par tous les<br />
moyens possibles.<br />
C'est pourquoi ces technologies cherchent<br />
- soit à récupérer l'énergie disponible, contenue dans l'air <strong>et</strong> l'eau qui circule dans ou aux<br />
alentours du bâtiment : récupérer l'énergie "perdue", par exemple sur le système de<br />
ventilation (récupération, systèmes compacts) ou bien utiliser l'énergie "locale" (puits<br />
canadiens, circulation d'eau, évaporation …),<br />
- soit à mieux exploiter les ressources fossiles en répondant simultanément à des besoins<br />
différents : énergie thermique <strong>et</strong> électricité, chauffage <strong>et</strong> ventilation <strong>et</strong> ECS …,<br />
- <strong>et</strong> bien sûr l'énergie solaire (voir Brique SSC) dans le cas de la climatisation solaire.<br />
Malgré les systèmes constructifs adaptés aux technologies performantes pour l'enveloppe (§ 2)<br />
il existera toujours des besoins "résiduels" ou d'"appoints" principalement pour le chauffage en<br />
période très froide, la climatisation ou le rafraichissement en période chaude <strong>et</strong> aussi pour les<br />
CESI qui ne couvrent que 40 à 60 % des besoins.<br />
Par ailleurs, la réalisation d'enveloppes thermiquement performantes exige une étanchéité à<br />
l'air très faible (… c'est l'air immobile qui isole, pas le courant d'air !). La ventilation devient<br />
donc un enjeu primordial <strong>et</strong> cela pour deux raisons principales : assurer la qualité de<br />
l'air dans les logements sans voir sa contribution aux déperditions augmenter<br />
dramatiquement.<br />
En eff<strong>et</strong>, la ventilation mécanique contrôlée dans son principe initiale : aspiration d'un air<br />
propre extérieure froid <strong>et</strong> rej<strong>et</strong> d'un air vicié <strong>et</strong> chaud contribue aujourd'hui pour une part<br />
importante (environ 20 %) aux déperditions thermiques ; à l'avenir ce pourcentage pourrait<br />
augmenter fortement <strong>et</strong> devenir le premier poste de déperdition des bâtiments.<br />
Afin de traiter c<strong>et</strong> antagonisme : renouvellement d'air sans perte d'énergie ; de nouveaux<br />
systèmes de ventilation ont été développés dans les pays les plus avancés en termes de<br />
bâtiments basse consommation. Dans certain pays, comme la Suisse ou la ventilation n'était<br />
pas obligatoire <strong>et</strong> donc quasiment inexistante, on a même inventé une nouvelle appellation :<br />
l'aération douce (voir synthèse Programme) pour m<strong>et</strong>tre en avant l'aspect confort qui constitue<br />
un argument commercial apparemment plus convaincant que celui d'économie d'énergie.<br />
Une alternative à la récupération d'énergie par simple échange thermique, procédé qui n'est<br />
pas le plus efficace est la récupération par pompe à chaleur sur air extrait (PAC-air). Des<br />
systèmes appelés "compacts" sont donc apparus dans le sillage des maisons passives dans<br />
lesquelles chauffage d'appoint à air / ventilation <strong>et</strong> production d'ECS sont souvent les solutions<br />
techniques proposées.<br />
L'efficacité énergétique c'est aussi d'exploiter la totalité du potentiel énergétique du<br />
combustible primaire. La technique de cogénération, qui consiste à récupérer la chaleur<br />
via des échangeurs thermiques (gaz d'échappement, eau de refroidissement, huile<br />
de lubrification …) perm<strong>et</strong> d'atteindre des rendements globaux (électricité +<br />
chaleur) de 80 à 90 % contre 35 à 40 % pour une installation classique de<br />
production d'électricité. Dans ce rapport seuls les systèmes de micro-cogénération (
4.1.1 LA VENTILATION MECANIQUE AVEC RECUPERATION D'ENERGIE<br />
4.1.1.1 Rappel<br />
Dans la ventilation double flux, utilisée notamment en Allemagne, Suisse, Pays-Bas, Belgique,<br />
un récupérateur de chaleur perm<strong>et</strong> d’utiliser la chaleur contenue dans l’air extrait pour chauffer<br />
l’air entrant. Les deux techniques principales sont les centrales double flux couvrant les<br />
besoins de l’ensemble d’une maison ou d’un immeuble <strong>et</strong> les systèmes double flux<br />
décentralisés couvrant les besoins d’une seule pièce.<br />
Figure 13 : Ventilation Mécanique Contrôlée avec Récupération d'<strong>Energie</strong><br />
(Source HOVAL)<br />
En climat "froid", la ventilation double flux avec récupération semble incontournable<br />
pour les bâtiments à très basse consommation 15 . Ce système a un prix élevé <strong>et</strong> nécessite<br />
une bonne imperméabilité à l’air de l’immeuble, une bonne mise en œuvre <strong>et</strong> une maintenance<br />
de qualité. Pour la France dont le climat est plus tempéré <strong>et</strong> pour laquelle la ventilation hygroréglable<br />
est extrêmement développée il est important d’évaluer les parts respectives que<br />
pourront prendre ces deux types de systèmes.<br />
Pour la rénovation, des systèmes de ventilation par pièce adaptable sur les fenêtres font<br />
actuellement l'obj<strong>et</strong> d'expérimentation 16 .<br />
15 : L'allemagne systematise la ventilation double-flux avec recuperation de chaleur – Chaud-Froid-Plomberie<br />
– n°701 – mai 2007 – pp 56-60.<br />
16 : http://www.teria.itc.cnr.it/AllestimentiSperimentali.htm -- www.aerex.de<br />
A90<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.1.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Solution efficace pour une économie<br />
importante d’énergie.<br />
Intérêt croissant pour les bâtiments à très<br />
faible consommation d’énergie.<br />
Améliore la qualité de l’air intérieur<br />
Solution applicable à plusieurs marchés :<br />
maisons individuelles, commerces, p<strong>et</strong>its<br />
bâtiments de bureaux.<br />
Le plus souvent bien apprécié par des<br />
utilisateurs.<br />
Produit fiable (certifications allemandes).<br />
R<strong>et</strong>ours d’expériences étrangères<br />
(Allemagne, Suisse, Pays-Bas…).<br />
Opportunités<br />
Evolution de la réglementation pouvant<br />
favoriser le produit.<br />
Possibilité de mise en place d’aides fiscales<br />
<strong>et</strong> financières.<br />
Innovation sur des fonctions<br />
complémentaires : filtration de l’air,<br />
ventilation pour améliorer le confort d’été,<br />
unités compactes avec chauffage <strong>et</strong><br />
refroidissement …<br />
Faiblesses<br />
Prix élevé, volume important des centrales.<br />
Mise en œuvre, peu complexe, mais<br />
nécessitant une bonne maîtrise du produit<br />
par l’installateur.<br />
Importance d’une maintenance de qualité<br />
(remplacement des filtres…).<br />
Nécessité d’une bonne imperméabilité à<br />
l’air du bâtiment (difficile dans la<br />
réhabilitation).<br />
Produits peu présents en France.<br />
Marché encore immature (instabilité de<br />
l’offre).<br />
Menaces<br />
Forte concurrence de la ventilation<br />
mécanique contrôlée en particulier hygroréglable.<br />
Tendance de maîtres d’ouvrage à<br />
privilégier la ventilation naturelle.<br />
Risque de développement lent du marché<br />
des bâtiments à très basse consommation.<br />
Tableau 14 : Ventilation double flux : forces, faiblesses, opportunités, menaces<br />
A91<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.2 LES SYSTEMES COMPACTS VENTILATION/CHAUFFAGE/ECS<br />
4.1.2.1 Rappel<br />
Les besoins limités des bâtiments basse consommation ou des maisons passives ont induit le<br />
développement de systèmes compacts qui rassemblent en un seul produit plusieurs<br />
fonctions : Chauffage, Ventilation <strong>et</strong> production d'ECS par PAC sur air extrait.<br />
Ces nouveaux systèmes constituent une famille de produits comportant généralement :<br />
- une pompe à chaleur sur air extrait pour le chauffage d'un ballon d'ECS,<br />
- un récupérateur de chaleur statique air extrait/air neuf.<br />
Le vecteur du chauffage est généralement l'air. En plus du ballon d'ECS, il peut y avoir un<br />
ballon d'eau de chauffage qui peut compléter le chauffage de l'air soufflé.<br />
Le ballon d'ECS comporte un appoint généralement électrique, de puissance variable suivant<br />
les produits. Certains industriels proposent de coupler ce système compact à d'autres<br />
éléments :<br />
- puits canadien pour le préchauffage de l'air neuf,<br />
- capteurs solaires contribuant au chauffage du stockage.<br />
Ils sont utilisés essentiellement en Allemagne, Autriche <strong>et</strong> Suisse. Les systèmes compacts<br />
Ventilation-Chauffage-ECS sont des dispositifs de haute technologie à faible encombrement <strong>et</strong><br />
à faible consommation. Leur développement est très lié à celui des maisons passives. Hors ce<br />
créneau, leur prix, la nécessaire bonne information des utilisateurs, la concurrence potentielle<br />
de la ventilation double flux avec ECS solaire <strong>et</strong> convecteurs électriques constituent des<br />
résistances à leur développement.<br />
Figure 14 : Système Compact Vitotres de VIESSMAN<br />
A92<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.2.2 Analyse SWOT<br />
Forces<br />
Compacité : libère de la place avec la<br />
suppression des radiateurs.<br />
Faible puissance <strong>et</strong> faible consommation.<br />
Pas de recyclage de l’air : le bâtiment est<br />
chauffé par le chauffage de l’air neuf.<br />
Produit rapide à m<strong>et</strong>tre en œuvre car<br />
système intégré.<br />
Alimentation électrique peu ém<strong>et</strong>trice de<br />
CO 2 en France.<br />
Produit fiable (certification allemande).<br />
R<strong>et</strong>ours d’expériences étrangères<br />
(Allemagne, Autriche, Suisse…).<br />
Opportunités<br />
Opportunité d’un nouveau marché de niche<br />
pour une clientèle aisée, informée <strong>et</strong><br />
motivée.<br />
Accompagne le développement des<br />
bâtiments basse consommation.<br />
Exigences croissantes de la réglementation<br />
thermique.<br />
Produit complexe <strong>et</strong> de haute technologie<br />
contribuant à augmenter les compétences<br />
dans le bâtiment.<br />
Favorise la diminution du nombre de corps<br />
d’état.<br />
Possibilité de raccordement à une PAC<br />
réversible pour le rafraichissement l’été <strong>et</strong><br />
à une production photovoltaïque.<br />
Faiblesses<br />
Prix élevé.<br />
Nécessite un métier nouveau pour<br />
l’installation <strong>et</strong> la maintenance.<br />
Nécessite la régulation de manière fine à la<br />
fois du confort thermique <strong>et</strong> de la qualité<br />
de l’air intérieur (en adaptant le système<br />
aux besoins de chaque pièce, éventuel<br />
besoin d’apport de chauffage dans la salle<br />
de bains).<br />
Les utilisateurs doivent être bien informés<br />
<strong>et</strong> formés à la gestion du système<br />
(ouverture des fenêtres <strong>et</strong> lenteur de la<br />
mise en régime notamment) <strong>et</strong><br />
accoutumés à un chauffage aéraulique.<br />
Nécessité d’adapter le produit à la<br />
réglementation française.<br />
Menaces<br />
Forte concurrence de systèmes double flux<br />
avec ECS solaire <strong>et</strong> convecteurs électriques<br />
ou des éléments séparés moins chers du<br />
système (pompe, double flux…).<br />
Risque de développement lent du marché<br />
des bâtiments à très basse consommation<br />
mais avec le Grenelle de l'Environnement,<br />
c<strong>et</strong>te remarque pourrait être<br />
raisonnablement transférée dans la<br />
rubrique "Opportunités".<br />
Développement difficile en l’absence d’aide<br />
financière.<br />
Marché encore immature avec forte<br />
concurrence entre producteurs.<br />
Résistance possible des chauffagistes.<br />
Tableau 15 : SWOT - Systèmes Compacts Ventilation-Chauffage-ECS<br />
A93<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.3 LA MICRO-COGENERATION<br />
4.1.3.1 Rappel<br />
La cogénération (ou CHP, "Combined Heat and Power") est la production simultanée d’une<br />
énergie mécanique (le plus souvent transformée ensuite en électricité) <strong>et</strong> d’une énergie<br />
thermique à partir d’une source unique d’énergie primaire. La cogénération perm<strong>et</strong> une<br />
économie sur la consommation d’énergie primaire en récupérant une partie de l'énergie<br />
thermique généralement perdue. Les micro-cogénérateurs peuvent être vus comme des<br />
"chaudières qui produisent de l'électricité" ou "chaudières électrogènes".<br />
Figure 15 : Schéma de Principe de la Micro-cogénération<br />
Source : www.microchap.org<br />
L’Union Européenne, dans une résolution datant de 1997, a affiché son ambition de voir en<br />
2010 la cogénération représenter 18% de l’électricité produite <strong>et</strong> la Directive européenne<br />
2004/8/CE concernant la promotion de la cogénération a fixé à 50 kWe le seuil en dessous<br />
duquel on parle de micro-cogénération. En France, étant données les plages d’abonnement<br />
EDF <strong>et</strong> les contrats de raccordement, le seuil de la micro-cogénération est fixé à 36 kWe.<br />
Enfin, le proj<strong>et</strong> de norme Pr NF EN 50438 sur les «Prescriptions pour le raccordement de<br />
microgénérateurs en parallèle avec les réseaux publics de distribution basse-tension» concerne<br />
les équipements dont la production électrique est inférieure à 16 A par phase (soit environ 10<br />
kWe pour une production en tri-phasé). C’est ce dernier seuil de 10 kWe qui est r<strong>et</strong>enu<br />
pour c<strong>et</strong>te étude.<br />
Le marché mondial (environ 16000 modules en 2005) est constitué à 75 % par le marché<br />
japonais <strong>et</strong> 20 % par le marché allemand. La technologie dominante est le moteur à<br />
combustion externe (95 %) <strong>et</strong> la très grande majorité des micro-cogénérateur utilise<br />
le gaz naturel comme combustible primaire <strong>et</strong> le rendement sur PCS est le plus souvent<br />
compris entre 80 <strong>et</strong> 90 %.<br />
Comme les besoins de chaleur <strong>et</strong> d'électricité ne sont pas toujours simultanés <strong>et</strong> non pas la<br />
même fréquence de demande, le rendement du système va dépendre des séquences de<br />
fonctionnement, les micro-cogénérateurs (qui ne sont pas des groupes électrogène) sont le<br />
plus souvent régulés par rapport aux besoins thermiques <strong>et</strong> il sera préférable alors de m<strong>et</strong>tre<br />
en œuvre des réseaux de distribution à forte inertie (ballon, plancher chauffant).<br />
A94<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.3.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Diminue la consommation en énergie<br />
primaire de l’utilisateur.<br />
Réduit la facture énergétique de<br />
l’utilisateur.<br />
Système facile à m<strong>et</strong>tre en œuvre <strong>et</strong> à<br />
utiliser, vient en remplacement des<br />
chaudières existantes.<br />
Réduit les coûts d’électrification en zone<br />
rurale par production décentralisée<br />
d’électricité.<br />
Opportunités<br />
Ouverture du marché de l’énergie.<br />
Réponse à la croissance de la demande<br />
électrique.<br />
Solutions innovantes pour respecter les<br />
obligations d’économie d’énergie – CEE.<br />
Innovation pour les industriels.<br />
Electrification en zone rurale pour les<br />
syndicats d’électrification .<br />
Soutien de la Communauté Européenne.<br />
Peut éviter la construction de centrales<br />
électriques à énergie fossile.<br />
Faiblesses<br />
Réduit faiblement l’impact<br />
environnemental car fonctionne<br />
aujourd’hui avec des énergies fossiles qui<br />
ém<strong>et</strong>tent des GES.<br />
Faible rentabilité à cause des faibles<br />
durées de fonctionnement par rapport à<br />
une chaudière fonctionnant avec le même<br />
combustible <strong>et</strong> à cause de la faible capacité<br />
électrique des produits.<br />
Investissement très élevé.<br />
Produits pas encore à maturité.<br />
Particularités pour la MCHP au gaz naturel<br />
Prix du gaz peut être soumis à de<br />
nombreuses tensions.<br />
Particularités pour la MCHP au bois : au<br />
stade du développement, produits finis<br />
sont prévus pour 2007-2008.<br />
Menaces<br />
Raccordement au réseau électrique :<br />
formalités longues, complexes <strong>et</strong> chères.<br />
Concurrence avec des technologies<br />
subventionnées : PAC, solaire thermique <strong>et</strong><br />
photovoltaïque, chaudière à condensation<br />
…<br />
Concurrence de l'électricité à faible<br />
contenu carbone.<br />
Manque d'installateurs <strong>et</strong> de société de<br />
maintenance.<br />
MCHP à granulés bois : dépend de la<br />
structuration de la filière bois <strong>et</strong>, pour le<br />
marché des particuliers, de la filière<br />
« granulés bois » plus précisément.<br />
Tableau 16 : SWOT - Micro-cogénération<br />
A95<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.4 CLIMATISATION ET RAFRAICHISSEMENT BASSE CONSOMMATION<br />
4.1.4.1 Rappel<br />
Le marché de la climatisation est en pleine expansion en Europe surtout depuis l’épisode<br />
climatique de la canicule 2003. On estime la surface climatisée en France à 142 millions de<br />
m 2 (dont 57 millions de m 2 de bureaux). Le rafraîchissement représente environ 5 % de la<br />
consommation totale du secteur tertiaire qui était en 2004 de 218,5 TWh soit un peu plus de<br />
10 TWh.<br />
Le rafraîchissement est donc un poste assez faible en valeur absolue mais c’est un des<br />
rares qui soit en croissance ce qui explique l’attention qu’on lui accorde. Il faut également<br />
noter l’irruption dans les grandes surfaces de vente de produits "climatiseurs"<br />
essentiellement bas de gamme dont une généralisation serait dommageable à la courbe de<br />
charge électrique en France.<br />
On peut recenser un nombre important de solutions alternatives pour le secteur résidentiel <strong>et</strong><br />
le p<strong>et</strong>it <strong>et</strong> moyen tertiaire. Nous n’envisageons les solutions que dans le cas de<br />
bâtiments à forte inertie bien protégés avec des apports internes faibles. Parmi la<br />
totalité des solutions techniques alternatives, un nombre restreint est r<strong>et</strong>enu. Le critère<br />
principal est l’existence d’une véritable offre commerciale. On analyse donc plus finement le<br />
puits provençal, le système de rafraîchissement évaporatif direct sous forme d’appareil<br />
compact, le refroidissement direct par eau naturelle, la machine à absorption à source de<br />
chaleur solaire compacte.<br />
L’appareil de référence pour la comparaison est le meilleur climatiseur repéré sur la base de<br />
produits certifiés Eurovent. Il affiche un EER de 5,4 <strong>et</strong> a une puissance frigorifique nominale de<br />
2 kW. Il faut noter que pour les systèmes utilisant l’air neuf, les consommations viennent en<br />
remplacement des consommations classiques de ventilation.<br />
L’efficacité des systèmes de climatisation basse consommation dépend fortement du climat<br />
local <strong>et</strong> du bâtiment.<br />
Les solutions de climatisation basse consommation (BC) ne sont envisageables que<br />
dans le cas de bâtiments à inertie élevée, bien protégés des apports solaires <strong>et</strong> avec<br />
des apports internes faibles.<br />
Pour qu’un système soit à basse consommation, il faut veiller conjointement à la production de<br />
froid par des moyens naturels (évaporation d’eau, recours à une nappe phréatique, …) <strong>et</strong> à la<br />
distribution car le niveau de température doit être compatible avec la source r<strong>et</strong>enue. Il faut<br />
toutefois prendre garde au fait que ces technologies innovantes de production de froid<br />
entraînent souvent une hausse de la consommation des auxiliaires de distribution.<br />
En termes de "qualité du service rendu", on fait la différence entre "rafraîchissement" <strong>et</strong><br />
"climatisation".<br />
Un système de rafraîchissement sera défini par :<br />
- l’absence de système à puissance garantie pour la production de froid.<br />
Il en résulte :<br />
- une impossibilité de respecter une température de consigne dans certains cas,<br />
- une température intérieure dépendante des conditions extérieures.<br />
A l’inverse, un système de climatisation :<br />
- garantit la production de froid s’il est correctement dimensionné,<br />
- peut donc respecter une température de consigne.<br />
La comparaison des différents systèmes entrant dans les deux catégories pose donc une<br />
difficulté puisque l’on compare des solutions n’offrant pas un service identique. C’est<br />
un point qu’il ne faut pas oublier lorsqu’on cherche à comparer les systèmes étudiés<br />
dans la présente étude.<br />
Les technologies r<strong>et</strong>enues sont les suivantes :<br />
A96<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
- Le cycle à compression mécanique de vapeur performant considéré comme le p<strong>et</strong>it<br />
climatiseur de référence : Ce système a été r<strong>et</strong>enu car il va servir de référence pour<br />
situer les autres technologies par rapport à un système traditionnel performant<br />
- Le puits provençal ou canadien : Ce système a été r<strong>et</strong>enu compte tenu du<br />
développement actuel <strong>et</strong> de l'existence d’une offre sur ce produit en France.<br />
- La sur-ventilation : Le "free cooling" a été r<strong>et</strong>enu car il est relativement facile à m<strong>et</strong>tre<br />
en œuvre <strong>et</strong> il a été éprouvé. La sur-ventilation nocturne peut se révéler intéressante<br />
dans une approche de climatisation hybride.<br />
- La climatisation par évaporation : "evaporative-cooling" : Seul le système par<br />
évaporation directe (gainée ou non) a été r<strong>et</strong>enu.<br />
- La circulation d’eau fraiche : Ce produit mériterait d’être appréhendé en tant que tel<br />
dans le cadre des réseaux urbains.<br />
- La climatisation solaire : Un produit de "climatisation solaire par absorption" existe <strong>et</strong><br />
c’est pourquoi c<strong>et</strong>te technique a été r<strong>et</strong>enue.<br />
Il est particulièrement intéressant de mentionner l’approfondissement que nécessiterait une<br />
solution de climatiseur hautes performances avec des capteurs photovoltaïques<br />
même si celle ci n’est pas classée a priori dans les solutions « solaires ». De même, les<br />
solutions de "district cooling" faisant appel à des sources naturelles comme l’eau de<br />
lac ou de nappes phréatiques méritent un intérêt particulier.<br />
A97<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.1.4.2 L'analyse SWOT<br />
Dans le rapport "Climatisation <strong>et</strong> Rafraichissement BC", vous trouverez une analyse SWOT<br />
pour chaque technologie. Dans la synthèse seule l'analyse SWOT générale est reprise.<br />
Forces<br />
Solutions qui consomment peu d’énergie<br />
"payante" (essentiellement électrique) <strong>et</strong><br />
qui n’utilisent pas de fluide frigorigènes<br />
(sauf la solution de référence).<br />
Offres commerciales pour certains produits<br />
tels que : "evaporative cooling", puits<br />
canadiens <strong>et</strong> absorption solaire.<br />
L’offre "evaporatif cooling" est sans doute<br />
un exemple de produit compl<strong>et</strong>, prêt à<br />
l’emploi <strong>et</strong> de mise en œuvre optimisée,<br />
financièrement abordable, simple <strong>et</strong> fiable.<br />
Opportunités<br />
D’un point de vue global, l’installation en<br />
masse de systèmes de climatisation BC<br />
contribuerait à réduire la consommation<br />
énergétique compte tenu du niveau de<br />
performance moyen observé sur le parc.<br />
Augmentation du prix de l’énergie de façon<br />
générale favorise le développement de ces<br />
technologies en diminuant les temps de<br />
r<strong>et</strong>our sur investissement.<br />
Pour les industriels, la climatisation BC <strong>et</strong><br />
un champ de développement de nouveaux<br />
produits.<br />
Faiblesses<br />
Large éventail de solutions (pas de solution<br />
universelle, pas de produit parfaitement<br />
"clé en main" <strong>et</strong> peu d’offre pour le<br />
particulier) <strong>et</strong> donc difficulté de choix.<br />
Marché potentiels : marchés de niche,<br />
bâtiments à faibles exigences de confort ou<br />
optimisés du point de vue de architectural.<br />
Technologies non-matures : systèmes<br />
"complexes" <strong>et</strong> souvent "couteux".<br />
Technologies partielles qui nécessitent un<br />
système complémentaire pour respecter<br />
Peu de données <strong>et</strong> de r<strong>et</strong>ours d’expérience<br />
sur les opérations conduites.<br />
Peu compétitifs aujourd'hui par rapport à<br />
des systèmes de climatisation traditionnels<br />
: économies d’énergie très faibles <strong>et</strong><br />
économies financières par rapport à une<br />
solution traditionnelle dans le cas d’un prix<br />
faible de l’électricité.<br />
Menaces<br />
Réglementation <strong>et</strong> préoccupations liées à<br />
l’hygiène de l’air peuvent alourdir la<br />
maintenance des systèmes évaporatifs.<br />
Dispositifs potentiels très nombreux <strong>et</strong><br />
donc pas véritablement de profession<br />
porteuse de la climatisation BC.<br />
Difficile à installer dans l'existant sans<br />
réhabilitation lourde.<br />
Manque clair de compétitivité en termes<br />
d’efficacité <strong>et</strong> de rentabilité économique de<br />
ces systèmes sans subvention.<br />
Systèmes traditionnels très performants <strong>et</strong><br />
qui évoluent (électricité PV +PAC).<br />
Tableau 17 : SWOT - Rafraîchissement <strong>et</strong> Climatisation BC<br />
A98<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
4.2 LA TRANSPOSITION EN FRANCE DES TECHNOLOGIES CVC, ECS A HAUTES<br />
PERFORMANCES ET MICRO-COGENERATION<br />
Les deux objectifs des équipements présentés précédemment sont principalement de réduire<br />
- la consommation en énergie fossile,<br />
- <strong>et</strong> les émissions de CO2,<br />
sans nuire au confort des occupants, voire même en l'améliorant, en particulier pour ce qui<br />
concerne la qualité de l'air.<br />
Actuellement, la ventilation double flux dans le résidentiel est très peu développée en<br />
France <strong>et</strong> il existe en France une forte tradition de pratique associée à la VMC auto réglable<br />
avec un développement important de la VMC hygro-réglable, contrairement aux autres pays.<br />
On peut ainsi imaginer que les systèmes de ventilation double flux avec récupération<br />
d'énergie rencontreront une concurrence plus forte avec un coût d’investissement pour<br />
ces derniers beaucoup plus important.<br />
A un moment où la ventilation double flux avec récupération d'énergie apparaît comme la<br />
solution universelle pour les bâtiments basse consommation il sera important de comparer<br />
l’efficacité de la ventilation <strong>et</strong> la consommation énergétique de ces différents systèmes.<br />
Plus généralement on peut dire que les deux voies pour maitriser la consommation d’énergie<br />
liées à la ventilation sont d’une part la gestion des débits (hygro-réglable, détection de<br />
présence, CO 2 ) <strong>et</strong> d’autre part la récupération de chaleur via des systèmes double flux.<br />
Les unités compactes ayant été conçues pour les maisons passives, leur développement<br />
est intimement lié à celui de ce type de maisons à très faible consommation<br />
d’énergie.<br />
Compte tenu des trois types de climat, continental, méditerranéen <strong>et</strong> océanique, représentés<br />
en France, les besoins de chauffage/refroidissement sont variés <strong>et</strong> des systèmes avec des<br />
pompes à chaleur réversibles perm<strong>et</strong>traient, par exemple, de produire du froid l’été associé ou<br />
non à la production d’ECS. D’autres systèmes pourraient concurrencer les unités compactes.<br />
On peut citer le chauffage électrique direct allié à un système de ventilation double flux avec<br />
un récupérateur performant <strong>et</strong> une production d’ECS solaire.<br />
La micro-cogénération à partir d’énergie fossile, en référence à une chaudière performante<br />
fonctionnant avec la même énergie fossile, ne fait qu’augmenter les émissions de gaz à eff<strong>et</strong><br />
de serre en France alors qu’elle les réduit dans les autres pays. En eff<strong>et</strong>, la différence la plus<br />
flagrante entre le contexte énergétique français <strong>et</strong> ceux du Royaume-Uni <strong>et</strong> de l’Allemagne est<br />
le contenu carbone de l’électricité. Eu égard à l'émission de CO 2 , l’électricité nucléaire<br />
dé-carbonée ne laisse pas beaucoup de place à la production d’électricité à partir<br />
d’énergie fossile. Elle bénéficie donc du soutien financier des états pour respecter les<br />
engagements de Kyoto, ce qui ne peut être le cas en France.<br />
Par contre, en France, elle peut être une alternative à la construction de nouveaux<br />
moyens de production centralisée d’électricité à partir d’énergie fossile, ce qui devrait<br />
arriver avec l’ouverture du marché de l’énergie.<br />
Par ailleurs, l’utilisation de la biomasse est une option intéressante pour la microcogénération<br />
car elle perm<strong>et</strong>trait de développer c<strong>et</strong>te filière mal valorisée en France<br />
<strong>et</strong> produirait de l’électricité encore moins carbonée que l’électricité française<br />
actuellement. L’installation d’une unité de MCHP bois dans un immeuble est suffisante à elle<br />
seule pour que l’immeuble puisse être, au regard de l’étiqu<strong>et</strong>te CO 2 , de Classe A (émissions<br />
inférieures à 5 kgCO 2 éq/m².an). Enfin, l’impact de la MCHP à gaz sur les émissions de GES est<br />
plus dommageable que celui de la chaudière gaz condensation dans le contexte français [33].<br />
L’utilisation de systèmes de climatisation traditionnels à compression, qui plus est utilisés<br />
pendant une partie de l’année seulement, n’implique pas une facture énergétique élevée. De<br />
plus, dans les bâtiments tertiaires climatisés, les consommations électriques sont<br />
majoritairement dues à l’éclairage <strong>et</strong> la bureautique.<br />
De plus, des systèmes à compression très performants existent <strong>et</strong> pourraient être considérés<br />
eux-aussi comme des systèmes de climatisation à basse consommation d’énergie grâce à leur<br />
A99<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
performance. De plus, ces systèmes, lorsqu’ils sont réversibles, perm<strong>et</strong>tent d’assurer le<br />
chauffage dans de bonnes conditions.<br />
Si le prix de l’électricité devait augmenter fortement <strong>et</strong> constituer une part significative du<br />
budg<strong>et</strong> de fonctionnement (pour le particulier comme pour une entreprise), l’intérêt pour des<br />
systèmes à haut rendement énergétique ou pour des systèmes à faible consommation pourrait<br />
augmenter. Parmi les systèmes BC matures on peut citer le puits provençal, les<br />
systèmes évaporatifs <strong>et</strong> la circulation d’eau fraîche.<br />
La climatisation solaire par absorption n’est pas à maturité dans la mesure où il n’existe pas de<br />
produits clé en main rassemblant la machine <strong>et</strong> les capteurs dans une seule offre.<br />
A100<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
5. LES MICRO-RESEAUX DE CHALEUR<br />
5.1 INTRODUCTION<br />
Quelle soit primaire (pétrole, charbon, gaz), secondaire (électricité), finale (chaleur), l'énergie<br />
dépend toujours des réseaux de distribution.<br />
Les réseaux de chaleur (RC) qui existent dans de nombreuses configurations <strong>et</strong> dimensions, du<br />
p<strong>et</strong>it réseau au niveau d'un bâtiment (chauffage central …), de quelques bâtiments jusqu'au<br />
réseau de chaleur d’une centaine de mégawatt pour une ville entière.<br />
La présente analyse porte uniquement sur des réseaux de p<strong>et</strong>ite dimension, appelés<br />
"microréseaux de chaleur" (µRC) d’une limite de l’ordre de 3MW, valeur choisie arbitrairement.<br />
L’étude est focalisée sur des réseaux basés sur des systèmes de cogénération mais inclut<br />
également des informations sur des réseaux intégrant les énergies renouvelables telles que<br />
l’énergie solaire ou la biomasse.<br />
Les µRC se développent dans beaucoup de pays européens (RU, Suède, Pays-Bas, Allemagne<br />
…) alimentés principalement par des systèmes de cogénération mais d'autres sources sont<br />
possibles. Le marché est a priori en croissance dans chacun de ces pays. Par ailleurs tous les<br />
types de bâtiments (existant ou neuf à basse-consommation, résidentiel/tertiaire) peuvent être<br />
connectés aux µRC ; au contraire la variété de types de bâtiment perm<strong>et</strong> d'obtenir un profil de<br />
demande plus lisse.<br />
5.1.1 LES MICRO-RESEAUX DE CHALEUR<br />
5.1.1.1 Rappel<br />
Un µRC est système de production d’énergie central qui dessert, par l’intermédiaire d’un<br />
réseau, un grand nombre de bâtiments individuels de telle manière que ces bâtiments<br />
n'exigent pas leur propre installation de production de chaleur. N'importe quelle source<br />
d'énergie peut être utilisée au système central <strong>et</strong> la puissance globale est souvent suffisante<br />
pour utiliser les technologies qui ne pouvaient pas efficacement fonctionner au niveau d’un<br />
seul bâtiment. En particulier ceci perm<strong>et</strong> d’utiliser un système à haute performance<br />
énergétique.<br />
Au niveau de la production d’énergie centrale, diverses technologies <strong>et</strong> combustibles peuvent<br />
être utilisés. Dans les pays concernés il existe un bon nombre de RC qui sont desservis par des<br />
chaudières classiques. Dans ces cas, il peut y avoir une performance légèrement plus évoluée<br />
que dans le cas du chauffage individuelle d’un bâtiment. La motivation principale aujourd’hui<br />
est l’efficacité énergétique, les nouveaux RC ou µRC font donc recours à des technologies telles<br />
que la cogénération, énergie des déch<strong>et</strong>s ou des sources renouvelables, en particulier en<br />
utilisant la biomasse. La technologie la plus utilisée dans la gamme de puissance des MRC avec<br />
une cogénération à gaz est la cogénération à moteur avec pour la plupart d’entre eux, le<br />
moteur Diesel, transformé pour fonctionner avec du gaz. Leur efficacité est de l’ordre de 32-35<br />
%.<br />
Le µRC peut aussi se servir de sources de chaleur disponibles localement (par exemple de la<br />
chaleur industrielle) ou de sources d'énergie renouvelable. Bien que ceux-ci ne soient pas des<br />
systèmes de cogénération, ils satisfont les critères d’émission de gaz carboniques. Des<br />
exemples montrent des MRC solaires ou à biomasse.<br />
Pour des raisons de stockage <strong>et</strong> d’efficacité de fonctionnement, la biomasse est plus<br />
intéressant pour les µRC, où ces questions peuvent être réglées au niveau de la partie<br />
centrale.<br />
Il y a quelques réalisations de µRC basées sur l’énergie géothermique. Par contre ces exemples<br />
sont plutôt dans le cas de RC de taille plus importante.<br />
A101<br />
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5.1.1.2 L'analyse SWOT<br />
Forces<br />
Plus d’espace disponible à l’intérieur du<br />
logement, pas de chaudière.<br />
Pas de connexion à un réseau de gaz mais<br />
à un réseau de "chaleur".<br />
Pas de souci d'entr<strong>et</strong>ien des équipements<br />
de chauffage (service rendu).<br />
Sécurité dans le logement : pas de risque<br />
de dégagement de polluants tel que le CO<br />
ou d’explosion de la chaudière individuelle.<br />
ECS disponible instantanément <strong>et</strong> en<br />
grande quantité.<br />
Recours aux énergies renouvelables<br />
possible : solaire, biomasse.<br />
Coût d’opération plus faible que les<br />
systèmes classiques.<br />
Opportunités<br />
Prise de conscience privée <strong>et</strong> public du<br />
changement climatique.<br />
Politiques d’aménagement local qui<br />
privilégie la concentration de l’habitat.<br />
Réhabilitation peut conduire à une<br />
réflexion plus globale sur le mode de<br />
production du chauffage <strong>et</strong> d'ECS.<br />
Aides des Pouvoirs Publics.<br />
Ouverture du marché de l’électricité :<br />
cogénération de moyenne puissance <strong>et</strong><br />
MRC.<br />
Développement des services : chauffage <strong>et</strong><br />
ECS plutôt que fioul, gaz <strong>et</strong> électricité …<br />
Faiblesses<br />
Montage difficiles car implique de<br />
nombreux acteurs.<br />
Système centralisé qui nécessite un<br />
bâtiment de service : espace au sol pour la<br />
centrale de MRC, impact visuel pour les<br />
riverains (NIMBY).<br />
Installation des réseaux : contraintes en<br />
termes de prise d’espace, de maintenance<br />
(perte par les réseaux …).<br />
Pannes sur le réseau = panne sur tous les<br />
bâtiments connectés.<br />
Contrats souvent à long terme, pas de<br />
r<strong>et</strong>our arrière possible.<br />
Pas de profession identifiée <strong>et</strong> structurée<br />
en charge de promouvoir l’innovation.<br />
Emissions de polluants plus "concentrées"<br />
qu’en cas de chauffage individuel.<br />
Investissement important.<br />
Menaces<br />
Equipements individuels performants.<br />
Réseaux d'énergie primaire (gaz) ou<br />
secondaire (électricité).<br />
Tableau 18 : Micro-Réseaux de Chaleur<br />
A102<br />
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5.2 LA TRANSPOSITION EN FRANCE DES TECHNOLOGIES CVC, ECS A HAUTES<br />
PERFORMANCES ET MICRO-COGENERATION<br />
A priori, il n'a pas d'incompatibilités notables avec le cadre légal français pour les µRC,<br />
incompatibilités qui pourraient entraver le développement des µRC.<br />
Néanmoins, pour favoriser le développement des µRC, il faut prévoir de réaliser des<br />
évaluations des opérations pilotes pour pouvoir en tirer des enseignements profitables pour les<br />
opérations suivantes : analyse des coûts, évaluations des consommations, des systèmes<br />
techniques, des usages …<br />
Par ailleurs un certain nombre de questions se pose sur les sociétés en mesure d’exploiter <strong>et</strong><br />
de faire la maintenance des µRC.<br />
Avec la diversification des sources d'énergie (biomasse …) <strong>et</strong> le développement des systèmes<br />
de cogénération, le développement des µRC peut s’inscrire dans le courant porteur des<br />
économies d’énergie, la protection de l’environnement <strong>et</strong> développement durable.<br />
A103<br />
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6. L'ECLAIRAGE<br />
6.1 INTRODUCTION<br />
Au niveau mondial, l’éclairage artificiel consomme 19 % de la production d’électricité,<br />
soit environ 2651 TWh. C<strong>et</strong>te consommation s’accompagne d’une émission de gaz à eff<strong>et</strong> de<br />
serre évaluée à 1700 millions de tonnes de CO 2 . En France, la part de l'éclairage dans la<br />
consommation électrique est de l'ordre de 10 % (41 TWh en 1999). C<strong>et</strong>te consommation se<br />
répartit à peu près de la manière suivante : 30 % pour l'habitat, 10 % pour l’éclairage public<br />
<strong>et</strong> routier, 60 % pour les bâtiments tertiaires, industriels <strong>et</strong> commerciaux. Dans l’habitat, on<br />
constate depuis presque 30 ans une progression soutenue de la consommation d’électricité due<br />
à l’éclairage artificiel. On est ainsi passé de 5 TWh en 1979 à 14 TWh en 1999.<br />
L'objectif de réduction des consommations dues à l'éclairage s'est traduit par la prise en<br />
compte du poste éclairage dans la réglementation thermique (RT 2000) avec la définition de<br />
valeurs limites pour la puissance installée. Ces valeurs, exprimées en W/m² dans le cas<br />
général sont, dans certains cas exprimées en W/m² pour 100 lux afin de ne pas conduire à des<br />
situations pour lesquelles l'installation d'éclairage artificiel mis en place fournirait des niveaux<br />
d'éclairement bien inférieurs à ceux préconisés pour l'activité pratiquée. L'éclairage est aussi<br />
une condition du bien-être (luminothérapie), de la productivité <strong>et</strong> de la réussite des élèves …<br />
D'un point de vue technologique, la diminution de la consommation électrique de l'éclairage<br />
artificiel repose principalement sur trois axes :<br />
- Meilleure utilisation des apports en lumière naturelle ;<br />
- Evolution de la technologie des lampes ;<br />
- Réduction de la durée d'utilisation de l'éclairage artificiel par l'amélioration des<br />
techniques de régulation.<br />
De plus, la mise en œuvre de nouveaux principes d'éclairage offre des possibilités<br />
intéressantes pour la réduction du coût de l'éclairage artificiel :<br />
- Combinaison d'un éclairage de fond diffus, associé à des éclairages « personnalisés »<br />
plus directifs <strong>et</strong> localisés ;<br />
- Eclairage distribué par fibres optiques.<br />
Figure 16 : Evolution de l'efficacité lumineuse des lampes (Source IEA annexe 45)<br />
6.2 RAPPEL<br />
A104<br />
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Le critère associé à la notion de basse consommation des lampes est l'efficacité lumineuse en<br />
lumens par watt (lm/W) qui exprime le rapport entre la quantité de lumière visible émise <strong>et</strong> la<br />
puissance électrique consommée. Les lampes à incandescence actuelles ont une efficacité<br />
médiocre : environ 12 à 15 lm/W pour les lampes à incandescence traditionnelles <strong>et</strong> de 20 à<br />
25 lm/W pour les lampes halogènes. Les autres technologies de lampes disponibles sur le<br />
marché ont une meilleure efficacité <strong>et</strong> font l'obj<strong>et</strong> de développements innovants présentés<br />
dans le rapport "Eclairage".<br />
- Lampes basse consommation "fluo compactes",<br />
- Lampes fluorescentes compactes à cathode froide,<br />
- Lampes fluorescentes à induction,<br />
- Lampes à décharge « haute pression » ou HID (high intensity discharge),<br />
- Diodes électroluminescentes (light emitting diodes ou LED),<br />
- Lampes minces <strong>et</strong> étendues : les OLED (organic light emitting diodes),<br />
- Eclairage par fibres optiques,<br />
- Eclairage par tubes de lumières.<br />
Le tableau suivant perm<strong>et</strong> de comparer les performances énergétiques de l’éclairage pour<br />
différents pays. En Europe, le Danemark utilise l’éclairage dont les performances énergétiques<br />
sont les meilleures, <strong>et</strong> ce malgré une surface moyenne d’habitation maximale.<br />
Figure 17 : Performances nationales des systèmes d’éclairage<br />
Certains pays ont récemment instauré des mesures "actives" pour la promotion de l’utilisation<br />
de lampes basse consommation. L’Australie, suivant l’exemple de plusieurs états américains<br />
comme la Californie, a ainsi voté une loi interdisant progressivement la vente des lampes à<br />
incandescence à partir de 2009, visant par conséquent leur disparition complète à l’horizon<br />
2012. En Europe, des propositions similaires sont à l’étude. En mars 2007, les 27 pays<br />
membres de l’Union Européenne ont annoncé leur intention d’améliorer l’efficacité<br />
énergétique globale de 20 % <strong>et</strong> envisagent d’interdire eux aussi les lampes à<br />
incandescence en 2010.<br />
Aux Etats-Unis, le ministère de l’énergie (DoE) propose d’imposer une amélioration<br />
programmée [6] de l’efficacité lumineuse des lampes (60 lm/W en 2012, 90 lm/W en 2016,<br />
120 lm/W en 2020), plutôt que d’interdire certaines technologies comme l’incandescence, qui<br />
pourrait évoluer vers de meilleures efficacités.<br />
A105<br />
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6.3 L'ANALYSE SWOT<br />
Les quatre analyses SWOT ci-dessous concernent trois technologies d'éclairage artificiel (LED,<br />
OLED <strong>et</strong> Fibres Optiques) <strong>et</strong> une technologies d'amélioration de l'éclairage naturel.<br />
Forces<br />
Eléments non polluants, sans mercure ni<br />
plomb (conformité à la directive RoHS)<br />
Durée de vie importante / Solidité.<br />
Composants adaptés au montage<br />
automatique robotisé.<br />
Contrôle possible de la couleur de la<br />
lumière émise<br />
Faiblesses<br />
Coût global élevé car les luminaires<br />
doivent utiliser beaucoup de LED.<br />
Rendu médiocre des couleurs.<br />
Dispersion des caractéristiques électriques<br />
<strong>et</strong> optiques.<br />
Vieillissement erratique.<br />
Nécessité d'avoir des optiques très<br />
précises.<br />
Gestion complexe de l'évacuation de la<br />
chaleur.<br />
Opportunités<br />
Menaces<br />
Efficacité lumineuse en progrès constant<br />
Amélioration programmée des procédés de<br />
fabrication (méthode MOCVD pour les<br />
structures GaN).<br />
Développement de la production locale<br />
d'électricité photovoltaïque qui fournirait<br />
du courant continu, mieux adapté aux LED.<br />
Progrès dans la co-intégration de fonctions<br />
électroniques de contrôle dans les<br />
composants.<br />
Tableau 19 : SWOT – LED<br />
Progrès des OLED pour l'éclairage général<br />
qui confineraient les LED blanches aux<br />
applications ponctuelles (signalisation,<br />
indication, balisage, accentuation<br />
architecturale).<br />
Pollution générée par les industries des<br />
semi-conducteurs.<br />
Forces<br />
Eclairage étendu sans éblouissement.<br />
Luminaires minces, légers <strong>et</strong> souples.<br />
Gradation possible.<br />
Faible coût des matériaux de base<br />
(polymères).<br />
Composants non polluants .<br />
Faiblesses<br />
Matériaux polymères liés à l’industrie<br />
pétrochimique (utilisation d’énergie fossile<br />
<strong>et</strong> dégagement de CO2).<br />
Pas adaptées aux fortes puissances.<br />
Durée de vie <strong>et</strong> efficacité lumineuse à<br />
améliorer.<br />
Plusieurs technologies actuellement en<br />
compétition (small molecules OLED,<br />
structures p-i-n, <strong>et</strong>c.).<br />
Polymères sensibles à l’humidité.<br />
Encapsulation nécessaire, coût élevé pour<br />
des grandes surfaces.<br />
Opportunités<br />
Menaces<br />
Développement de nouveaux matériaux Acceptation par les utilisateurs de<br />
organiques dopés pour un meilleur nouveaux principes d’éclairage (éclairage<br />
rendement de conversion lumineuse.<br />
Maîtrise de la pur<strong>et</strong>é des polymères<br />
réparti).<br />
Incompatibilité avec les systèmes<br />
d’éclairage actuels.<br />
Tableau 20 : SWOT - OLED<br />
A106<br />
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Forces<br />
Utilisation d’une source lumineuse<br />
puissante <strong>et</strong> efficace, déportée.<br />
Aspect sécurité (pas d’échauffement, pas<br />
d’infrarouge ni d’ultraviol<strong>et</strong>).<br />
Contrôle de la distribution de la lumière.<br />
Fonctionnement des fibres optiques à<br />
basse température.<br />
Faiblesses<br />
Le couplage entre la source <strong>et</strong> les<br />
fibres nécessite des composants optiques<br />
spécifiques, précis <strong>et</strong> chers.<br />
Flexibilité des fibres optiques.<br />
Procédé d’extrusion de fibres plastiques de<br />
section importante (~10 mm) <strong>et</strong> de faibles<br />
pertes à m<strong>et</strong>tre au point.<br />
Coût total de la solution d’éclairage.<br />
Opportunités<br />
Menaces<br />
Demande croissante pour de nouveaux Concurrence des LEDs qui peuvent être<br />
concepts d’éclairage des espaces assemblées linéairement de manière<br />
commerciaux <strong>et</strong> de restauration.<br />
dense.<br />
Tableau 20 : SWOT - Fibres Optiques<br />
Forces<br />
Concept architectural innovant.<br />
Amélioration considérable du confort visuel<br />
<strong>et</strong> du confort thermique.<br />
Faiblesses<br />
Conception complexe.<br />
Mise en œuvre coûteuse.<br />
Acceptation par l’utilisateur de la gestion<br />
automatique de ces systèmes.<br />
Opportunités<br />
Menaces<br />
Montée en puissance de la notion de<br />
confort <strong>et</strong> de bien-être dans les bâtiments<br />
Evolution de la « mode » architecturale :<br />
désintérêt des architectes.<br />
tertiaires.<br />
Impact négatif de ces systèmes sur<br />
l’aspect extérieur des bâtiments.<br />
Tableau 22 : SWOT - Régulation de la lumière naturelle à lamelles mobiles<br />
6.4 LA TRANPOSITION EN FRANCE<br />
A l’image des industriels des lampes, le marché de l’éclairage est international. Les initiatives<br />
individuelles de chaque pays en matière d’éclairage doivent être concertées puisque les grands<br />
développements se font à l’échelle mondiale.<br />
En France, l’ADEME doit continuer à promouvoir, dans la lignée de l’action de l’AIE, un<br />
éclairage efficace <strong>et</strong> économe en stimulant l’innovation, la diffusion de nouvelles technologies<br />
<strong>et</strong> la compétitivité des entreprises.<br />
Nous pouvons faire maintenant une synthèse de différentes initiatives qui peuvent favoriser le<br />
développement en France d’un éclairage efficace <strong>et</strong> économe dans le bâtiment.<br />
- Développer de nouveaux standards pour la qualité de l’éclairage,<br />
- Sensibiliser les acteurs professionnels impliqués dans le choix des solutions<br />
d’éclairage,<br />
- Promouvoir l’innovation industrielle dans le domaine des nouvelles technologies de<br />
l’éclairage :<br />
- développement de dispositifs d’éclairage naturel innovants,<br />
- développement des lampes,<br />
- développement des ballasts <strong>et</strong> des systèmes de contrôles,<br />
- développement de luminaires adaptés aux lampes à semi-conducteurs<br />
(LED <strong>et</strong> OLED),<br />
- Informer le public sur les nouvelles technologies de l’éclairage<br />
- Favoriser les usages des nouvelles technologies de l’éclairage par le grand public<br />
A107<br />
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- Incitations financières pour la promotion de l’éclairage efficace <strong>et</strong> économe lors de la<br />
construction <strong>et</strong> de la rénovation<br />
A108<br />
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7. L'APPROCHE INTEGREE<br />
7.1 INTRODUCTION<br />
La disponibilité des briques décrites précédemment n'assure pas automatiquement la<br />
réalisation de bâtiments basse consommation.<br />
Comme déjà indiqué pour les systèmes constructifs, la conception du bâtiment <strong>et</strong> la<br />
qualité de l'assemblage des « briques » est une condition sine qua non de la réussite<br />
d'un bâtiment basse consommation. Le produit ne fait pas l'ouvrage <strong>et</strong> l'innovation n'est<br />
pas seulement technologique, elle est aussi organisationnelle.<br />
Une brique performante ne révèlera ses qualités dans l’ouvrage que si plusieurs conditions<br />
sont, sans exclusive, respectées : une conception architecturale <strong>et</strong> technique adéquate<br />
perm<strong>et</strong>tant de définir de manière cohérente les performances de chaque ouvrage, une<br />
sélection de produits en rapport avec c<strong>et</strong>te conception, une mise en œuvre respectueuse<br />
des conditions nécessaires à l’obtention des performances visées, un entr<strong>et</strong>ien <strong>et</strong> une<br />
maintenance adaptés afin de pérenniser ces performances 17 .<br />
Rien de neuf dans c<strong>et</strong>te énumération : tout proj<strong>et</strong> de construction devrait intégrer ces étapes<br />
clef. L’expérience montre que ces conditions sont difficiles à réunir. Les causes de c<strong>et</strong>te<br />
difficulté sont identifiées :<br />
- la conduite des phases de conception, réalisation, exploitation/entr<strong>et</strong>ien se passe<br />
nécessairement sur une longue période,<br />
- de multiples acteurs indépendants interviennent,<br />
- la communication entre eux <strong>et</strong> la coordination de leurs interventions sont<br />
perfectibles,<br />
- les contraintes économiques au cours du proj<strong>et</strong> ou au cours de la vie du bâtiment<br />
peuvent conduire à rem<strong>et</strong>tre en cause dans une relative urgence de (bonnes)<br />
décisions initiales sans pouvoir en apprécier toutes les conséquences sur le niveau<br />
de performance des ouvrages livrés.<br />
Pour répondre aux défis des BBC avec un niveau d'exigence élevé, deux approches semblent<br />
incontournables <strong>et</strong> indissociables :<br />
- l'approche système (holistique, voire écosystème) du bâtiment<br />
- l'approche intégrée du processus de construction qui doit associer tous les<br />
acteurs, du client ach<strong>et</strong>eur/utilisateur aux constructeurs (tous les corps de métiers<br />
confondus) en passant par le concepteur <strong>et</strong> cela dès le début du proj<strong>et</strong>.<br />
Les figures 14 <strong>et</strong> 15 18 ci-dessous, illustrent le passage d'une approche linéaire séquentielle à<br />
une approche intégrée qui conditionne la réussite d'un BBC à la qualité des phases de<br />
"conception" <strong>et</strong> d'"utilisation". Sur ce schéma la construction n'apparaît pas explicitement car<br />
c<strong>et</strong>te phase n'est plus qu'une mise en œuvre des choix fait à la conception.<br />
17 : http://www.archi.fr/MIQCP/ Guide à l’attention des maîtres d’ouvrages, pour une approche en "coût global" des<br />
contructions publiques<br />
18 : Energy Efficient Buildings: Issues, Research Opportunities - Leon Glicksman - Building Technology Program<br />
June, 2006 - MIT<br />
A109<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Figure 18 : Situation actuelle – approche linéaire séquentielle<br />
Figure 19 : Approche Intégrée – Tertiaire<br />
En eff<strong>et</strong>, la moindre modification ou changement sur le chantier comme par exemple le<br />
percement des parois isolées pour faire passer des réseaux oubliés n'est plus acceptable car<br />
les niveaux d'étanchéité à l'air <strong>et</strong> d'isolation seront fortement dégradés. C<strong>et</strong>te exigence du<br />
respect des choix fait à la conception sera certainement l'une des plus difficiles à m<strong>et</strong>tre en<br />
pratique.<br />
A110<br />
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7.1.1 L'ANALYSE SWOT<br />
Forces<br />
Travail en équipe – "Building Team"<br />
Respect du travail des autres<br />
Travailler enseble<br />
Opportunités<br />
Prise de conscience des enjeux<br />
environnementaux chez tous les acteurs :<br />
Marché potentiel des bâtiments basse<br />
consommation dans le neuf <strong>et</strong> la<br />
rénovation<br />
Intérêt commercial <strong>et</strong> mark<strong>et</strong>ing pour des<br />
Constructeurs/Promoteurs pionniers<br />
Grenelle de l'Environnement<br />
…<br />
Faiblesses<br />
Exigence de communication entre les<br />
intervenants (informations données)<br />
Complexité (apparente)<br />
Formation<br />
Qualité de la mise en œuvre sur chantier<br />
Menaces<br />
Des acteurs multiples indépendants<br />
Durée/difficulté des chantiers<br />
Poids des "équipementiers" fournisseurs de<br />
matériaux <strong>et</strong> produits<br />
Tableau 23 : SWOT - Approche Intégrée<br />
7.2 LA TRANPOSITION EN FRANCE<br />
Alors que pour les experts du domaine (Centre de Recherche, Agence d'Objectifs, BE,<br />
industriels), le développement des BBC apparaît comme évidente <strong>et</strong> que cela vaut la peine<br />
d'investir plus pour réduire les coûts d'utilisation <strong>et</strong> de maintenance (Figure 20) ce point de<br />
vue n'est pas nécessairement partagé par les investisseurs 19 .<br />
Figure 20 : Répartition moyenne des types de coûts sur le cycle de vie d’un bâtiment<br />
(hors foncier <strong>et</strong> frais financiers)<br />
C'est un fait que la question énergétique est encore "invisible" pour beaucoup d'investisseurs<br />
<strong>et</strong> les BBC n'ont pas pour l'instant plus de "valeur" que les bâtiments standards.<br />
19 : http://www.archi.fr/MIQCP/<br />
A111<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Un effort important de tous les acteurs du bâtiment, <strong>et</strong> plus particulièrement les banques,<br />
assurances <strong>et</strong> promoteurs qui détiennent les clés des financements, doit donc être fait pour<br />
sortir de ce cercle vicieux (Figure 21).<br />
Figure 21 : Comment sortir du cercle vicieux 20<br />
Le challenge est donc de réfléchir, à budg<strong>et</strong> de réalisation quasi constant, aux voies<br />
d’amélioration.<br />
L’obligation qui nous est faîte d’améliorer significativement les performances énergétiques des<br />
bâtiments ne peut faire l’économie d’un examen de toutes les pistes. Le contexte actuel est<br />
une occasion unique d’un progrès collectif perm<strong>et</strong>tant de transformer des concepts<br />
d’organisation déjà étudiés (Ingénierie Concourante 21 …) en réalité quotidienne.<br />
En associant des compétences de maîtrise d’œuvre architecturale <strong>et</strong> technique, d’entreprises <strong>et</strong><br />
de fournisseurs industriels, alors les performances élevées des briques technologiques<br />
exposées précédemment seront au rendez-vous des bâtimenst performants.<br />
Quelques pistes peuvent être suggérées :<br />
- Propriétaires : Trouver des arguments pour les convaincre : confort, valeur immobilier<br />
supérieure (en particulier pour la revente), mark<strong>et</strong>ing important, risque d'accroissement brutal<br />
du coût de l'énergie, coupures de courant …<br />
- Constructeurs/Promoteurs : valeur immobilier supérieure, qualité des logements, meilleure<br />
rentabilité <strong>et</strong> taux d'occupation plus élevé, mais exigence d'entr<strong>et</strong>ien<br />
- Assurances : le développement des BBC est une des solutions pour réduire les eff<strong>et</strong>s du<br />
changement climatique <strong>et</strong> le risque de catastrophes naturelles liées aux facteurs climatiques.<br />
Un effort des grands groupes d'assurance <strong>et</strong> de réassurance est nécessaire. On pourrait<br />
20 : Making Invisible Property Investments Attractive - Rick Wilberforce, - EuroACE (the European Alliance of<br />
Companies for Energy Efficiency in Buildings) - www.euroace.org<br />
21 : L’ingénierie concourante dans le Bâtiment - Synthèse des travaux du Groupe de Réflexion sur le Management de<br />
Proj<strong>et</strong> (GREMAP) - décembre 1996 – Rapporteurs - Sihem Ben Mahmoud Jouini -Centre de Recherche en Gestion de<br />
l’École Polytechnique - AMSADE, Université de Paris IX Dauphine -Christophe Midler - irecteur de recherche CNRS<br />
au Centre de Recherche en Gestion de l’École Polytechnique<br />
A112<br />
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imaginer des primes d'assurance réduites pour les BBC à l'image des primes pour les voitures<br />
propres. 22<br />
- Architectes : éducation, formation, sensibilisation (presse, formation initiale), clients<br />
exigeants, travail en partenariat avec les BE<br />
- Ingénieurs : valoriser l'innovation pour aller au-delà de la réglementation, travail en<br />
partenariat avec les architectes …<br />
Pour sortir du cercle vicieux, la démarche qui se dessine maintenant, dans la foulée du<br />
Grenelle, est de concentrer les aides publiques (fiscales, financières <strong>et</strong> réglementaires –<br />
bonification du COS <strong>et</strong> d’autres postes du permis de construire par exemple) sur des labels<br />
réglementaires qui anticipent les RT n+1 pour le BBC <strong>et</strong> RT n+2 pour le BEPOS. C’est le<br />
principal moyen de m<strong>et</strong>tre en mouvement tous les acteurs listés ci-dessus.<br />
D’un point de vue stratégique, il convient d’améliorer radicalement la performance énergie-CO 2<br />
du secteur habitat-tertiaire à partir d’une demande citoyenne prise au sens large, un signal<br />
clair <strong>et</strong> consistant doit être de ce fait émis par la "cité" à ce propos, au moins dans les phases<br />
initiales.<br />
22 : www.macif.fr<br />
A113<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
8. CONCLUSION<br />
Une étude récente du cabin<strong>et</strong> conseil McKinsey (Cabin<strong>et</strong> Conseil Américain ) pour Vattenfall<br />
(Energéticien Suédois ) fait clairement apparaître que les technologies qui améliorent<br />
l'efficacité énergétique des bâtiments (barres jaunes <strong>et</strong> oranges) présentent des coûts<br />
marginaux négatifs dans le spectre des solutions.disponibles pour réduire les émissions de<br />
CO2. Elles doivent donc être mises en œuvre dès maintenant <strong>et</strong> à un niveau suffisant pour ne<br />
pas être obsolète trop rapidement.<br />
Air conditionning<br />
Figure 22 : Coûts marginaux de la réduction du CO2 ( Source EuroAce)<br />
Tout d'abord une conception architecturale optimisée du bâti est incontournable <strong>et</strong><br />
prioritaire, à c<strong>et</strong> égard :<br />
- les grands principes restent les mêmes : isolation, inertie, protections solaires,<br />
éclairage naturel, ventilation naturelle, systèmes constructifs adaptés …<br />
- mais les solutions doivent être adaptées au climat local <strong>et</strong> à l'usage (logement<br />
individuel, collectif, tertiaire)<br />
Les systèmes constructifs <strong>et</strong> les technologies existantes perm<strong>et</strong>tent de réaliser dès<br />
maintenant des BBC, avec des évolutions sensibles mais réalisables <strong>et</strong> abordables pour un<br />
marché de masse.<br />
Néanmoins, ces techniques constructives vont bouleverser le génie climatique<br />
traditionnel qui devra développer des équipements hybrides (EnR + EnF), compacts <strong>et</strong><br />
multifonctionnels (CVC-ECS), principalement pour les maisons individuelles.<br />
A114<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
L'intégration des systèmes dans l'enveloppe constitue aussi une voie de développement car<br />
elle perm<strong>et</strong>tra, par l'exploitation de la surface (extérieure <strong>et</strong> intérieure), de réduire les niveaux<br />
de puissance (planchers chauffant, plafond rafraichissant …).<br />
Pour les immeubles collectifs, mais aussi les maisons groupées, voire les quartiers les micro<br />
réseaux alimentés par des systèmes de cogénération, biomasse, EnR constituent des solutions<br />
intéressantes.<br />
Mais attention, une solution technologique "bonne" pour un type de bâtiment (IC) ne le sera<br />
pas pour un autre (MI) comme l'illustre clairement la figure 23 ci-dessous.<br />
Solaire photovoltaïque<br />
MCHP bois (maison individuelle)<br />
Méthanisation<br />
MCHP bois (immeuble résidentiel)<br />
Géothermie<br />
Eolien<br />
Hydroélectricité<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Coût de production de l'électricité (c€/kWh) (c€)<br />
Figure 23 : Situation de la MCHP bois dans l’échelle des technologies de production<br />
d’électricité décentralisées <strong>et</strong> renouvelables en France (Sourec AMOES)<br />
De même, des solutions technologiques intéressantes dans un pays le seront moins pour un<br />
autre : par exemple la Micro Cogénération très intéressante au Royaume-Uni le sera moins en<br />
France (si les émissions de CO2 sont le seul critère) à cause des moyens de production de<br />
l'électricité<br />
D'une manière générale,le succès d'une technologie repose sur les quatre piliers suivants :<br />
- une volonté politique sur la durée (voir PV au Japon),<br />
- des industriels innovants (voie exemple Allemand <strong>et</strong> Japonais),<br />
- De la formation pour tous les acteurs,<br />
- De l'information pour le grand public.<br />
Mais la technologie ne fait pas tout <strong>et</strong> la réussite d'un bâtiment neuf ou d'une rénovation à<br />
basse–consommation énergétique passe par la nécessité de deux approches indissociables :<br />
- une approche système (voire écosystème) du produit final que constitue le bâtiment,<br />
- une approche intégrée qui implique tous les acteurs <strong>et</strong> exige de travailler ensemble<br />
dès la conception.<br />
Ces innovations technologiques <strong>et</strong> ces bonnes pratiques constituent une réelle opportunité<br />
pour l’industrie de la construction qui pourra ainsi changer son image de marque par rapport<br />
aux autres industries (automobile, aéronautique, électronique …) <strong>et</strong> créer des espaces à vivre<br />
agréables <strong>et</strong> à faible impacts sur l'environnement.<br />
A115<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
9. GLOSSAIRE<br />
DOE : Departement of Energy<br />
MI : Maison Individuelle<br />
IC : Immeuble Collectif<br />
BBC : Bâtiments Basse Consommation<br />
BEPOS : Bâtiment à <strong>Energie</strong> Positive<br />
EnR : <strong>Energie</strong> Renouvelable<br />
EnF : <strong>Energie</strong> Fossile<br />
CVC : Chauffage-Ventilation-Conditionnement d'air<br />
ECS : Eau Chaude Sanitaire<br />
ECL : Eclairage Artificiel<br />
CESI : Chauffe Eau Solaire Individuel<br />
COP : coefficient de performances. C’est le rapport entre l’énergie utile (la chaleur délivrée par<br />
la PAC) <strong>et</strong> l’énergie fournie (l’énergie pour entraîner le compresseur)<br />
COP = <strong>Energie</strong> Utile / <strong>Energie</strong> Fournie<br />
Le COP global de la PAC tient compte des auxilliaires <strong>et</strong> intègre les consommations d’énergie<br />
pour le dégivrage.<br />
EER : (Energy Efficiency Ratio) coefficient d’efficacité frigorifique. Il représente la performance<br />
énergétique de la pompe à chaleur fonctionnant en mode rafraîchissement.<br />
EER = <strong>Energie</strong> Utile (chaleur absorbée à l'évaporateur) / <strong>Energie</strong> Fournie (au compresseur)<br />
www.xpair.com<br />
FS : Facteur Solaire g<br />
PV : PhotoVoltaïque<br />
PAC : Pompe A Chaleur<br />
PAC : Pile A Combustible<br />
PCS : Pouvoir Calorifique Supérieur<br />
ZEH : Zero Energy Home – Zero Energy House<br />
ZEB : Zero Energy Building<br />
MCHP :Micro Combined Heat Power – Micro-Co-Génération<br />
RC : Réseaux de Chaleur<br />
MRC : Micro Réseaux de Chaleur<br />
CEE : Certificat Economie <strong>Energie</strong><br />
BC : Basse Consommation<br />
A116<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
<strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong><br />
Bâtiment <strong>et</strong> énergie<br />
A4 Synthèse<br />
Programmes de R&D<br />
Auteur(s)<br />
Email(s)<br />
Luc Bourdeau, Jean-Luc Chevalier<br />
luc.bourdeau@cstb.fr , jean-luc.chevalier@cstb.fr<br />
A117<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Sommaire<br />
SOMMAIRE ..............................................................................................................................118<br />
INTRODUCTION ......................................................................................................................119<br />
1. LES PROGRAMMES RECENSES ................................................................................120<br />
2. L’ANALYSE TRANSVERSALE DES PROGRAMMES DE 3 PAYS .............................126<br />
2.1 LES CONTEXTES ET DYNAMIQUES D’ACTEURS ...........................................126<br />
2.1.1 Contextes énergétiques..............................................................................126<br />
2.1.2 Autres contextes importants .......................................................................127<br />
2.1.3 Pilotage des programmes de recherche.....................................................127<br />
2.1.4 Jeux d’acteurs.............................................................................................128<br />
2.2 LES DEFINITIONS ET LES OBJECTIFS..............................................................129<br />
2.2.1 Enjeux auxquels les programmes sont censés répondre ...........................129<br />
2.2.2 Objectifs définis pour répondre à ces enjeux..............................................130<br />
2.2.3 Nature de l’innovation visée par les programmes.......................................131<br />
2.2.4 Prise en compte du processus d’innovation ...............................................132<br />
2.3 LE FONCTIONNEMENT DES PROGRAMMES ...................................................134<br />
2.3.1 Partenariats ................................................................................................134<br />
2.3.2 Thématiques ...............................................................................................134<br />
2.3.3 Sélection des proj<strong>et</strong>s ..................................................................................135<br />
2.3.4 Contractualisation <strong>et</strong> suivi des proj<strong>et</strong>s ........................................................135<br />
2.3.5 Diffusion des résultats des proj<strong>et</strong>s <strong>et</strong> des programmes ..............................136<br />
2.4 L’ÉVALUATION DES PROGRAMMES .................................................................136<br />
3. POINTS FORTS - POINTS FAIBLES ET TRANSPOSITION EN FRANCE ..................138<br />
3.1 Points forts.............................................................................................................138<br />
3.2 Points faibles .........................................................................................................140<br />
3.3 Transposition en France........................................................................................141<br />
4. Références ....................................................................................................................143<br />
A118<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Introduction<br />
L’action stratégique de comparaison <strong>internationale</strong> menée pour le PREBAT a pour objectif de<br />
disposer d’un état des lieux des meilleures pratiques à l’étranger <strong>et</strong> d’analyser leurs conditions de<br />
transposition en France. Un des trois vol<strong>et</strong>s de c<strong>et</strong>te action porte sur les programmes de R&D<br />
menés sur la thématique de l’énergie dans les bâtiments. Les résultats constituent une source de<br />
réflexion pour le comité stratégique du PREBAT sur le contenu <strong>et</strong> les modalités d’action.<br />
La méthodologie générale établie pour ce proj<strong>et</strong> « <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> » a été adaptée<br />
pour traiter plus particulièrement des programmes de Recherche <strong>et</strong> Développement. Une fiche de<br />
synthèse a été mise au point pour structurer un recensement initial de programmes de R&D. Un<br />
processus d’analyse en 6 étapes a ensuite servi de trame aux analyses détaillées, effectuées sur<br />
les programmes de 3 pays sélectionnés selon un ensemble de critères.<br />
Il nous a semblé nécessaire d'insister, dans la première de ces 6 étapes, sur les éléments du<br />
contexte du pays considéré. Les aspects importants sont énergétiques (le type <strong>et</strong> le niveau des<br />
besoins, la part du secteur bâtiment, les taux de recours à chacune des sources d’énergie, la<br />
répartition des consommations…), techniques (filières dominantes…), <strong>et</strong> économiques (type de<br />
financement <strong>et</strong> d’aides à la construction….). En eff<strong>et</strong>, de grandes différences de contexte peuvent<br />
limiter l’intérêt de la transposition des programmes d’autres pays ou de certaines dispositions de<br />
ces programmes.<br />
La partie 1 de ce document présente le recensement des programmes de R&D dans le monde.<br />
Une procédure d’analyse simple a permis, à partir des informations recueillies en s’appuyant<br />
essentiellement sur un réseau, de sélectionner les programmes les plus intéressants pour notre<br />
approche : il s’agit des programmes de 3 pays européens, qui font ensuite l’obj<strong>et</strong> d’une analyse<br />
détaillée.<br />
La partie 2 présente l’analyse transversale des programmes de ces 3 pays : l’Autriche, les Pays-<br />
Bas, <strong>et</strong> la Finlande.<br />
La partie 3 s’intéresse aux points forts <strong>et</strong> points faibles de ces programmes en vue de la<br />
transposition en France de ces expériences étrangères.<br />
Le lecteur intéressé par une analyse plus détaillée pourra se reporter aux rapports compl<strong>et</strong>s<br />
concernant chacun des programmes étudiés.<br />
Ce travail s’appuie sur les analyses menées pays par pays par des équipes associant experts du<br />
CSTB <strong>et</strong> experts extérieurs.<br />
Pays Experts CSTB Experts extérieurs<br />
Recensement Jean-Luc Chevalier, Luc Bourdeau Wolfram Trinius<br />
Autriche L. Bourdeau, Marc Colombard-Prout -<br />
Pays-Bas L. Bourdeau, Jean-Luc Chevalier Mansi Jasuja<br />
Finlande L. Bourdeau Markku Virtanen<br />
A119<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
1. LES PROGRAMMES RECENSES<br />
Suivant la méthodologie mise au point, la technique de recensement s’est basée principalement<br />
sur des contacts avec divers réseaux de recherche <strong>et</strong> de normalisation internationaux. Il a été fait<br />
appel aux organismes, experts, chercheurs de ces réseaux, en exploitant les nombreux<br />
partenariats établis dans des actions de <strong>internationale</strong>s passées ou en cours. Ont été ainsi<br />
approchés :<br />
• les réseaux <strong>et</strong> proj<strong>et</strong>s de recherche européens passés ou en cours,<br />
• les groupes de travail du CIB,<br />
• les groupes de travail de l’Agence Internationale de l’<strong>Energie</strong> – AIE,<br />
• les groupes de normalisation <strong>internationale</strong> (ISO, CEN),<br />
• des conférences <strong>internationale</strong>s (DBMC, SB,..),<br />
• d’autres réseaux (ECTP, ENBRI, ICALL, RILEM, iiSBE…),<br />
• des contacts personnels.<br />
La démarche a consisté en une prise de contact par e-mail ou par téléphone, pour exposer la<br />
demande, suivie si nécessaire de l’envoi de la fiche de synthèse. Le tableau 1 donne la liste des<br />
contacts dans 31 pays (19 pays européens, 12 pays hors Europe).<br />
La consultation des sites web (connus ou recommandés par l’interlocuteur) menée en parallèle ou<br />
après les contacts, a été une opportunité de validation <strong>et</strong> de complément d’informations.<br />
Ce travail a été mené en s’appuyant sur la contribution d'un expert sous-traitant : Wolfram Trinius,<br />
(Trinius Ing. Buro à Hambourg). Il a été choisi du fait de nombreuses actions menées en commun<br />
dans certaines des instances citées plus haut, des responsabilités qu’il assume en normalisation <strong>et</strong><br />
en coordination de proj<strong>et</strong>s, <strong>et</strong> de la qualité des relations perm<strong>et</strong>tant une collaboration efficace.<br />
C<strong>et</strong>te méthode n’est pas une garantie d’exhaustivité, mais elle en est une bonne approche car les<br />
personnes contactées sont sollicitées aussi pour signaler les programmes dans d’autres pays :<br />
elles contribuent ainsi à construire une arborescence de contacts, <strong>et</strong> à recouper les informations.<br />
Elle présente par contre l’inconvénient de s’appuyer sur la bonne volonté <strong>et</strong> de la disponibilité des<br />
personnes contactées, dont nous avons pu mesurer les limites.<br />
Par ailleurs d’autres actions de type « Benchmarking » ont été recherchées. Les exemples sont<br />
très peu nombreux, <strong>et</strong> ils sont très partiels. On peut citer un rapport de Nouvelle Zélande :<br />
http://www.chranz.co.nz/pdfs/housing-energy-efficiency-report.pdf. Il n’évoque pas la nécessité de<br />
m<strong>et</strong>tre en place des programmes de recherche, mais décrit un ensemble de mesures incitatives en<br />
s’appuyant sur les mesures comparables développées en Grande Br<strong>et</strong>agne, en Australie <strong>et</strong> aux<br />
USA. Aucune action comparable à la présente comparaison <strong>internationale</strong> n’a été identifiée, mais<br />
certaines actions du proj<strong>et</strong> Européen ERABUILD (www.erabuild.n<strong>et</strong>), qui vise à m<strong>et</strong>tre en réseau<br />
des programmes de recherche publics de pays européens, peuvent être assimilés à du<br />
« benchmarking ». Le CSTB est, avec le PUCA <strong>et</strong> le PREBAT, l’un des partenaires français de<br />
ERABUILD, qui devrait d’ailleurs se poursuivre dès 2008 sous un schéma élargi au sein du proj<strong>et</strong><br />
ERACOBUILD, coordonné par la France. Ce proj<strong>et</strong> traite des programmes de R&D visant le<br />
secteur du bâtiment en matière de développement durable. Toutefois, parmi les 10 programmes<br />
répertoriés au début de ce proj<strong>et</strong>, seuls 5 traitent clairement de l’efficacité énergétique des<br />
bâtiments <strong>et</strong> sont pertinents pour notre étude. Ils font donc partie intégrante du recensement.<br />
A120<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Tableau 1 : Contacts utilisés pour le recensement des programmes de recherche R&D (31 pays)<br />
Pays Organisme Expert Origine du contact<br />
Europe<br />
Allemagne TÜV<br />
Andreas JUENGST<br />
ERABUILD<br />
sous-traitant<br />
C. de recherche Julich Markus KRATZ<br />
Autriche ÖGUT/ BMWIT Herbert GREISBERGER ERABUILD<br />
Belgique CSTC Jan DESMYTER PRESCO<br />
Danemark SBI Klaus HANSEN INVESTIMMO<br />
Espagne Université Madrid Justo NAVARRO ISO TC59 SC17<br />
G. Br<strong>et</strong>agne BRE<br />
David CROWHURST<br />
ISO TC59 SC17<br />
Consultant<br />
Suzy EDWARDS<br />
Grèce<br />
CRES<br />
SB Méditerranée<br />
Evi TZANAKAKI<br />
Stella KYVELOU<br />
GREEN-IT<br />
PRESCO<br />
Finlande TEKES<br />
VTT<br />
Mika LAUTANALA<br />
Markku VIRTANEN<br />
ERABUILD<br />
AIE-SHCP T18<br />
Hongrie EMI Gabor TIDERENCZL PEBBU<br />
Italie<br />
Politecnico Torino<br />
Mario GROSSO<br />
ISO TC59 SC17<br />
ITC<br />
Valter ESPOSTI<br />
ENBRI<br />
Norvège BYGGFORSK/SINTEF Trine PETTERSEN<br />
ISO TC59 SC14<br />
ENOVA programme<br />
Anita EIDE<br />
ISO TC59<br />
Pays-Bas SENTER NOVEM Stefan JENIKSSEN ERABUILD<br />
Pologne NAPE Alexander PANEK ISO TC59 SC17<br />
Portugal INETI Helder GONZALVES GREEN-IT<br />
R. Tchèque Université BRNO Brestislav TEPLY CIB W080<br />
Slovaquie Université Slovaque Beata HERMANSKA PEBBU<br />
Slovénie Université Ljubiana Roko ZARNIK ECTP<br />
Suède<br />
Suisse<br />
BIC<br />
Université GAVLE<br />
Consultant<br />
EMPA<br />
Ake SKARENDAL<br />
Christer SJÖSTRÖM<br />
Charles FILLIEUX<br />
Hans SIMMLER<br />
Hors Europe<br />
Argentine Fundation Bariloche Edgardo BISOGNI<br />
Australie GBC Australia<br />
CRC<br />
CSIRO<br />
Nigel HOWARD<br />
P<strong>et</strong>er SCUDERI<br />
Greg FOLIENTE<br />
ENBRI<br />
ICALL<br />
DBMC<br />
Brésil Université SAO PAULO Vanderley JOHN DBMC<br />
ERABUILD<br />
CIB W080<br />
ERABUILD<br />
AIE-SHCP T27<br />
Canada Nat Res. Canada<br />
GBC<br />
François DUBROUS<br />
Nils LARSSON<br />
AIE-SHCP T18<br />
iiSBE<br />
Chine CIBSDR Guo Wei ZHUANG ISO TC59 SC17<br />
Inde Consultant Mansi JASUJA PEBBU<br />
Japon TBTL Tsukuba Takashi NIREKI CIB W080<br />
Malaisie Consultant Kribanandan GURUSAMY CIB W080<br />
Nle Zélande BRES (BRANZ) Adrian BENETT ISO TC59 SC14<br />
Singapour Université Singapour Michael CHEW DBMC<br />
Thaïlande KMUTT Joseph KEDARI DBMC<br />
USA<br />
Consultant<br />
Univ. Massachuss<strong>et</strong>ts<br />
Drun<strong>et</strong>te MEADOWS<br />
Dragan CURCIJA<br />
ISO TC59 SC17<br />
AIE-SHCP T27<br />
L’enquête auprès des différents contacts a conduit à établir une liste de programmes de R&D<br />
éligibles pour une analyse détaillée. C<strong>et</strong>te liste fait l’obj<strong>et</strong> du tableau 2.<br />
A121<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Tableau 2 : Liste des 21 programmes R&D éligibles pour l’étude détaillée<br />
Pays Nom du programme Période Orientation<br />
Europe<br />
Allemagne<br />
Building and Housing for<br />
the 21 st century<br />
Allemagne ENOB 1978-2008<br />
Autriche Haus der Zukunft 1999-2007<br />
Danemark PSO 2004 - …<br />
Espagne<br />
Finlande<br />
Estrategia de ahorro y<br />
efficiencia energ<strong>et</strong>ica<br />
neuf<br />
ancien<br />
briques<br />
process<br />
Socioéco<br />
R&D<br />
Démo<br />
incitatif<br />
Financ t<br />
public<br />
annuel<br />
1999-2007 R&D <strong>et</strong> Innovation-PMEs dans les Bâtiments ~12M€<br />
2004-2012<br />
SARA 2002-2006<br />
Finlande CUBE 2002-2006<br />
Finlande B<strong>et</strong>ter housing 2010 2005-2010<br />
Grande Br<strong>et</strong>agne<br />
Pas de programme<br />
comparable à PREBAT<br />
Grèce OPC (Compétitivité)<br />
R&D sur composants techniques <strong>et</strong><br />
systèmes constructifs<br />
R&D sur construction <strong>et</strong> développement<br />
durable<br />
R&D : stratégie de développement de<br />
technologies efficaces sur le plan énergie<br />
Rénovation thermique de l’enveloppe,<br />
rendement des équipements, éclairage<br />
R&D sur la productivité <strong>et</strong> la qualité dans le<br />
secteur immobilier<br />
R&D sur la performance du contenu des<br />
services aux bâtiments<br />
Amélioration de l’habitat, dont R&D, dans le<br />
respect des besoins des habitants<br />
Démonstration de technologies innovantes<br />
en URE <strong>et</strong> solaire<br />
Grèce OPC (Compétitivité) Innovation technologiques (tous secteurs)<br />
Norvège RENERGI 2004-2013<br />
R&D sur les futurs systèmes énergétiques<br />
propres (tous secteurs)<br />
Pays-Bas COMPASS 2002-2006<br />
R&D sur réduction du CO 2 dans la<br />
construction<br />
Pays-Bas EOS 2004-2008…<br />
R&D fondamentale dur l’efficacité<br />
énergétique (tous secteurs)<br />
Pays-Bas PSI Bouw 2006-…. Innovation sur les processus <strong>et</strong> systèmes<br />
Pologne<br />
Modernisation<br />
Aide aux investissements de modernisation<br />
1998-…<br />
Thermique<br />
thermique<br />
Suède<br />
R&D sur économie des ressources, confort,<br />
Formas-Bic Sustainable<br />
2003-... TIC, processus, rôle du client dans la<br />
Buildings<br />
construction<br />
Suisse<br />
Utilisation rationnelle de<br />
l’énergie dans les<br />
bâtiments<br />
1997-….<br />
R&D fondamentale <strong>et</strong> mise au point de<br />
technologies innovantes<br />
~10M€<br />
~4M €<br />
~2M€<br />
100M€<br />
~3,5M€<br />
~4M€<br />
Non précisé<br />
~1M€<br />
~60M€<br />
(tous sect.)<br />
~1,5M€<br />
(tous sect.)<br />
~13M€<br />
~10M€<br />
(tous sect.)<br />
Non<br />
disponible<br />
~1-5M €<br />
Non<br />
disponible<br />
Propriétaire<br />
Ministère de l’Education <strong>et</strong> de la<br />
Recherche<br />
Ministère de l’Economie <strong>et</strong> de la<br />
Technologie<br />
Ministère des Transports, de l’Innovation <strong>et</strong><br />
de la Technologie<br />
ELFOR pour Energistyrelsen (Ministère<br />
des transports <strong>et</strong> de l’énergie)<br />
Ministère de l’Industrie, du tourisme <strong>et</strong> du<br />
commerce IDEA<br />
Agence de la Technologie<br />
Agence de la Technologie<br />
Fédération finlandaise de l’immobilier<br />
Ministère du Développement<br />
Ministère du Développement<br />
Conseil de la Recherche<br />
Ministère de l’Aménagement du Territoire,<br />
de l’Habitat <strong>et</strong> de l’Environnement<br />
Ministère de l’Aménagement du Territoire,<br />
de l’Habitat <strong>et</strong> de l’Environnement<br />
Banque Nationale d’Economie<br />
Conseil de la Recherche pour<br />
l’Environnement, l’Agriculture <strong>et</strong><br />
l’Aménagement<br />
Office Fédéral de l’<strong>Energie</strong><br />
A122<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Hors Europe<br />
Australie<br />
Canada<br />
Programme B du CRC<br />
for construction<br />
Innovation<br />
Buildings and<br />
Communities Energy<br />
Technology<br />
2001 - ....<br />
2004-…<br />
Japon NEDO Grant program 2006 -…<br />
Nouvelle<br />
Zélande<br />
USA<br />
Pas de programme<br />
comparable à PREBAT<br />
Technologies for energy<br />
efficient homes<br />
2008-2012<br />
Recherche <strong>et</strong> Démonstration<br />
Sur innovations technologiques<br />
Innovation énergétique dans le secteur du<br />
Bâtiment<br />
Récompense des proj<strong>et</strong>s exemplaires.<br />
Seul programme du secteur du bâtiment :un<br />
système innovant de climatisation<br />
- Générer l’apparition de produits<br />
énergétiquement efficaces sur le marché,<br />
- Introduire de l’innovation dans la<br />
conception des logements<br />
- Améliorer la productivité, réduire les délais<br />
<strong>et</strong> les déch<strong>et</strong>s<br />
0,5 M€ CRC - CI<br />
3 m€<br />
Env.<br />
Non<br />
disponible<br />
Office de R&D en énergie<br />
NEDO (agence gouvernementale)<br />
10 M$ DOE (Ministère de l’<strong>Energie</strong>)<br />
A123<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
C’est à partir de c<strong>et</strong>te liste de programmes éligibles, qu’est menée la sélection de ceux qui feront<br />
l’obj<strong>et</strong> d’une analyse détaillée, pour en dégager des caractéristiques <strong>et</strong> des enseignements utiles à<br />
l’orientation ou l’organisation du PREBAT. C<strong>et</strong>te sélection a été menée selon les critères suivants,<br />
classés en 3 catégories.<br />
Critères de pertinence relatifs<br />
au pays<br />
Critères de pertinence relatifs<br />
au contact établi<br />
Critères de pertinence relatifs<br />
aux caractéristiques du<br />
programme identifié<br />
NO<br />
Notoriété du pays en matière de programmes de R&D, <strong>et</strong> de<br />
préoccupation d’efficacité énergétique<br />
SI<br />
Similarité en matière de filières de construction <strong>et</strong> de répartition<br />
des énergies utilisées<br />
QD<br />
Niveau de pertinence des données initiales recueillies (données<br />
fiable, vérifiables, non ambigües)<br />
QE<br />
Pertinence (expertise, position centrale dans le pays), réactivité<br />
<strong>et</strong> disponibilité de l’interlocuteur identifié<br />
EN Centrage clair sur l’efficacité énergétique des bâtiments<br />
SE<br />
Prise en compte de l’habitat existant <strong>et</strong> des aspects<br />
sociologiques <strong>et</strong> économiques<br />
€ Importance du financement (rapporté à la taille du pays)<br />
RD Ciblage clair sur des activités de recherche <strong>et</strong> développement<br />
L’analyse des programmes éligibles selon ces critères a été synthétisée dans le tableau 3 : elle a<br />
été menée à partir d’une part des informations sur les programmes du proj<strong>et</strong> ERABUILD <strong>et</strong>, d’autre<br />
part, du travail fourni par le sous-traitant.<br />
Tableau 3 : Analyse des programmes éligibles pour l’étude détaillée<br />
Pays<br />
Nom du programme<br />
Critères de sélection de programmes pour analyse détaillée<br />
NO SI QD QE EN SE € RD<br />
Europe<br />
Allemagne Building and Housing for the 3 2 3 3 2 2 2 3<br />
21th century<br />
Allemagne ENOB 3 2 3 2 3 3 3 3<br />
Autriche Haus der Zukunft 3 2 3 3 3 3 3 3<br />
Espagne Estrategia de ahorro y 1 3 1 2 3 2 3 1<br />
efficiencia energ<strong>et</strong>ica<br />
Danemark PSO 3 2 1 3 - - - -<br />
Finlande SARA 3 2 3 3 1 1 2 3<br />
Finlande CUBE 3 2 3 3 2 2 3 2<br />
Finlande B<strong>et</strong>ter Housing 2010 3 2 2 3 3 2 - 1<br />
Grande-Br<strong>et</strong>agne 2 3 1 2 - - - -<br />
Grèce Comp<strong>et</strong>itiveness –axe 3 : 1 2 1 3 2 2 3 0<br />
Grèce Comp<strong>et</strong>itiveness –axe 4: 1 2 1 3 1 1 3 1<br />
Norvège RENERGI 3 3 3 3 3 1 2 3<br />
Pays-Bas COMPASS 3 3 3 3 3 2 3 2<br />
Pays-Bas EOS 3 3 3 3 3 1 3 3<br />
Pays-Bas PSI Bouw 3 3 3 3 2 2 2 2<br />
Pologne «Thermo-modernisation» 1 2 1 2 3 2 3 0<br />
Suède FORMAS – BIC 3 3 3 3 2 1 2 3<br />
Suisse Utilisation rationnelle de 3 2 - 3 - - - -<br />
l’énergie<br />
A124<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Hors Europe<br />
Australie Programme B du CRC for 3 1 1 2 - - - -<br />
construction Innovation<br />
Canada Energy Research and 3 1 2 3 3 1 3 2<br />
Development – Building<br />
Japon NEDO Grant program 3 2 2 3 3 - - -<br />
Nle Zélande 3 2 - 2 - - - -<br />
USA<br />
Technologies for energy efficient 2 1 2 1 3 - - -<br />
homes<br />
Note : Les critères sont évalués en qualité croissante entre 0 <strong>et</strong> 3<br />
L’analyse montre qu’il n’existe finalement que peu de programmes présentant de réelles<br />
similitudes avec PREBAT en terme de thématiques, de dimension <strong>et</strong> de diversité d’approches. La<br />
plupart sont centrés essentiellement sur les innovations technologiques, d’autres ne sont pas des<br />
programmes de recherche mais plutôt d’aide à l’amélioration des performances du parcs, ce qui<br />
explique le montant des sommes annoncées.<br />
9 pays (8 en Europe <strong>et</strong> 1 dans le reste du monde) ont cependant été identifiés comme ayant (ou<br />
ayant eu récemment) au moins un programme correspondant aux critères recherchés, à savoir un<br />
programme de R&D <strong>et</strong> non un programme de financement d’améliorations de l’habitat. Ces 9 pays<br />
rassemblent en tout 13 programmes sur lesquels on a pu recueillir des informations relativement<br />
détaillées dans des fiches de synthèse (présentées dans le rapport compl<strong>et</strong>).<br />
Les programmes les plus intéressants pour l’étude, c’est-à-dire qui présentent un potentiel de<br />
transposition sur des aspects non couverts par le PREBAT, sont ceux qui sont conçus pour<br />
aborder les problèmes liés au parc existant, ceux qui abordent les aspects « process », <strong>et</strong> ceux qui<br />
comportent un vol<strong>et</strong> socio-économique. L’étude de la possibilité de transposition peut aussi<br />
concerner le pilote du programme : en ce sens, le programme finlandais « b<strong>et</strong>ter housing 2010 »,<br />
porté par la fédération de l’immobilier, mérite d’être étudié.<br />
Tous ces constats ont guidé la sélection finale.<br />
3 pays ont été au final r<strong>et</strong>enus pour une analyse détaillée de leurs programmes de R&D dans le<br />
domaine « <strong>Energie</strong> <strong>et</strong> Bâtiment » :<br />
• l’Autriche, avec le programme « Haus des Zukunft » (« Bâtiments du Futur »),<br />
• la Finlande, avec les programmes « SARA » <strong>et</strong> « CUBE » (auxquels on peut jouter trois<br />
programmes non centrés sur les aspects énergie <strong>et</strong> bâtiments, DENSY, CLIMBUS <strong>et</strong> MASI,<br />
mais pouvant par de nombreux aspects s’appliquer à c<strong>et</strong>te thématique 1 , ainsi que le<br />
programme « meilleur habitat 2010 » menée par la Fédération de l’Immobilier finlandais.<br />
• les Pays-Bas, avec les programmes « COMPASS » <strong>et</strong> « EOS ».<br />
1 Le cas de la Finlande est particulier dans la mesure où ce pays de possède pas de programme clairement<br />
dédié à la problématique qui nous intéresse, mais tout un ensemble de programmes par lesquels c<strong>et</strong>te<br />
problématique s’inscrit sous divers aspects. Il apparaît cependant qu’un nouveau programme beaucoup plus<br />
ciblé est en cours de préparation par l’agence finlandaise de la technologie (TEKES), sur la thématique des<br />
quartiers durables (« Sustainable Communities »). Il est prévu que ce programme soit « coordonné » avec<br />
d’autres programmes nationaux européens portant sur « énergie <strong>et</strong> bâtiment » dans le cadre d’une action<br />
ERA-N<strong>et</strong> de coordination de programmes nationaux nommé ERACOBUILD qui devrait démarrer début 2008.<br />
A125<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2. L’ANALYSE TRANSVERSALE DES PROGRAMMES DE 3 PAYS<br />
2.1 LES CONTEXTES ET DYNAMIQUES D’ACTEURS<br />
2.1.1 CONTEXTES ENERGETIQUES<br />
Aux Pays-Bas <strong>et</strong> en Autriche, la consommation d'énergie est principalement couverte par les<br />
énergies fossiles. La couverture est par exemple de 78% en Autriche (43% par le pétrole, 23% par<br />
le gaz naturel <strong>et</strong> 12% par le charbon) ; l'hydroélectrique couvre environ 10% des besoins selon les<br />
années, <strong>et</strong> les autres énergies renouvelables les 12% restants.<br />
Ces deux pays cherchent à développer la part des énergies renouvelables. Ainsi, en Autriche, ces<br />
dernières années la moyenne de la couverture des besoins par les énergies renouvelables s'est<br />
établie à 22% contre 15% au début des années 70. La plus grand partie (44%) de ces énergies<br />
renouvelables provient toujours aujourd'hui de l'hydroélectrique, devant le bois (24%) <strong>et</strong> la<br />
biomasse (22%). L'ensemble géothermie, chaleur ambiante <strong>et</strong> solaire ne constitue que 3,5% des<br />
renouvelables, le vent <strong>et</strong> le photovoltaïque représentant à eux deux 0,5% des renouvelables. Aux<br />
Pays-Bas, où il y a bien sûr pratiquement pas d’hydroélectrique, les objectifs du<br />
gouvernement sont de couvrir 10% de la fourniture totale d’énergie au moyen d’énergies<br />
renouvelables en 2020, avec une progression respectivement de 2.1%/1.6% par an dans le<br />
logement <strong>et</strong> dans les services.<br />
Les bâtiments représentent 40,1% de la consommation énergétique totale de l’Autriche en 2003 (la<br />
part du secteur résidentiel dans la consommation totale était de près de 28%, celle des bâtiments<br />
hébergeant les services publics <strong>et</strong> privé de 12,3%). Ce chiffre tourne plutôt autour des 35% pour<br />
les Pays-Bas.<br />
Les Pays-Bas sont de loin le pays d’Europe présentant la plus grande proportion de foyers<br />
chauffés au gaz. Du fait de son volume de consommation, le secteur du bâtiment est suivi de près<br />
par les grandes compagnies productrices d’énergie, <strong>et</strong> 3000 foyers font l’obj<strong>et</strong> annuellement d’une<br />
analyse détaillée. Durant les dernières années, l’évolution des consommations fait apparaître, de<br />
manière synthétique, une diminution de la consommation de gaz (1 à 2% par an) <strong>et</strong> une<br />
augmentation de la consommation d’électricité (1à 2% également). Le chauffage central individuel,<br />
déjà largement majoritaire continue à croître lentement. La part des chaudières à hautes<br />
performances, directement liée aux réhabilitations, atteignait 50% du parc des logements en 2004,<br />
alors que le pourcentage de chaudières datant de plus de 15 ans était inférieur à 22%. Chaque<br />
année, 250 000 nouvelles chaudières sont installées, dont 50 000 dans des constructions neuves.<br />
Les 10 000 constructions neuves restantes sont équipées de pompes à chaleur ou raccordées au<br />
chauffage urbain.<br />
Quant à la Finlande, on remarquera que, jusqu’à ce jour, l’énergie n’a pas été un enjeu dominant<br />
de la R&D sur la construction (par exemple, l’institut de recherche du VTT a dédié ces dernières<br />
années des fonds à la production énergétique, mais très peu à la consommation). Néanmoins, de<br />
nouveaux programmes sont en préparation, à la fois au niveau de l’Agence de la recherche<br />
technologique de Finlande (Tekes) <strong>et</strong> de l’Académie de Finlande. Ces programmes devraient avoir<br />
des orientations beaucoup plus thématiques <strong>et</strong> même sectorielles. Ainsi le Tekes se prépare-t-il à<br />
lancer un programme autour du thème « Sustainable Communities » qui sera dédié à la<br />
thématique de la production <strong>et</strong> de la consommation d’énergie dans les bâtiments <strong>et</strong> les quartiers.<br />
A126<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.1.2 AUTRES CONTEXTES IMPORTANTS<br />
En Autriche l’autre élément important du contexte est la politique du logement. Celle-ci est en eff<strong>et</strong><br />
à contre-courant de la tendance générale en Europe qui se caractérise par une réduction globale<br />
de l’intervention de l’État, un ciblage sur les plus pauvres <strong>et</strong> la prédominance de l’aide à la<br />
personne. L’Autriche conserve au contraire une aide à la pierre importante, dont une large part de<br />
la population peut bénéficier quelque soit son statut d’occupation.<br />
C<strong>et</strong>te politique a créé un secteur locatif efficace à mi-chemin entre l’État <strong>et</strong> le marché, grâce<br />
notamment à la méthode de fixation des loyers en fonction des coûts.<br />
Caractéristique autrichienne particulière, le financement public du logement n’est pas limité au<br />
secteur locatif social, secteur de la location « au coût de construction », le système d’aide à la<br />
pierre est universel ce qui influe fortement sur la formation des prix de marché.<br />
Aux Pays-Bas, l’autre élément de contexte important est une diminution des consommations<br />
d’énergie due aux instruments concrétisant la politique des pouvoirs publics, plutôt de type<br />
réglementation que incitation. Les taxes ont conduit à la croissance des prix du gaz <strong>et</strong> de<br />
l’électricité, mais l’eff<strong>et</strong> principal est dû aux règlementations tels que EPN (<strong>Energie</strong> Prestatie<br />
Normering – Règlementation de la performance thermique) <strong>et</strong> EPL (<strong>Energie</strong> Prestatie op Locatie –<br />
Performance énergétique locale). Ces deux instruments préfigurent en fait la mise en œuvre de la<br />
Directive Européenne sur l’efficacité énergétique des bâtiments (EPBD), <strong>et</strong> sont adossés à la<br />
règlementation thermique des constructions neuves. Comme ils sont en vigueur depuis plusieurs<br />
années, leurs eff<strong>et</strong>s sur les performances de l’ensemble du parc bâti commencent à être<br />
sensibles.<br />
En ce qui concerne la Finlande, l’élément important à considérer est la place donnée, d’une part, à<br />
la satisfaction des besoins des utilisateurs <strong>et</strong>, d’autre part à la compétitivité de l’industrie<br />
finlandaise. Au niveau du terrain, les activités sur le thème énergie <strong>et</strong> bâtiments commencent à<br />
devenir plus marquées. Ainsi la fédération finlandaise de l’immobilier a mis sur pied le programme<br />
baptisé « Meilleur Habitat 2010 » (www.asunto2010.fi/english), qui vise à développer un habitat de<br />
meilleure qualité en accord avec les besoins de habitants. Ce programme se focalise presque<br />
exclusivement sur le logement <strong>et</strong> aborde des aspects divers comme l’architecture, la rénovation, la<br />
maintenance ou d’autres services. De meilleures conditions de vie signifient un meilleur « bienêtre<br />
» pour les personnes de tous les âges. Ce programme inclut également des enjeux comme la<br />
planification urbaine, la politique du logement <strong>et</strong> le financement du logement. Les services à la<br />
conception, à la rénovation ou d’autres services à l’habitat doivent être variés <strong>et</strong> facilement<br />
disponibles.<br />
2.1.3 PILOTAGE DES PROGRAMMES DE RECHERCHE<br />
Le pilotage des programmes dépend naturellement de l’organisation de la gouvernance de la<br />
recherche dans les pays.<br />
En Autriche, le programme est porté par un Ministère qui donne délégation à un organisme<br />
extérieur (Société pour l'Environnement <strong>et</strong> la Technologie (Ögut)) pour le management<br />
opérationnel du programme (proposition du contenu du programme <strong>et</strong> des appels à propositions,<br />
assurance qualité, transfert des connaissances, mise en réseau…).<br />
A127<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Pilotage du programme autrichien<br />
En Finlande, les programmes technologiques sont tous décidés <strong>et</strong> gérés par un seul organisme<br />
public qui a un rôle d’agence d’objectifs, le Tekes, qui dispose d’un budg<strong>et</strong> général pour supporter<br />
des études technologiques dans tous les secteurs <strong>et</strong> qui a la responsabilité complète de la<br />
répartition de ce budg<strong>et</strong> selon des programmes qu’ils gèrent lui-même.<br />
Dans les Pays-Bas, les 2 programmes analysés sont pilotés par SenterNovem, agence d’objectifs<br />
dans le secteur de l’énergie, mais de manière différente. L’un, Compass, qui est aujourd’hui<br />
terminé, était géré en étroite collaboration avec le Ministère de tutelle, l’autre, EOS, est géré en<br />
liaison avec un groupe d’experts extérieurs, qui prend les décisions <strong>et</strong>, notamment, classe les<br />
proj<strong>et</strong>s proposés.<br />
2.1.4 JEUX D’ACTEURS<br />
En Autriche <strong>et</strong> aux Pays-Bas, plusieurs éléments contribuent à des jeux d'acteurs favorables à la<br />
réussite du programme.<br />
En Autriche, le programme se caractérise par :<br />
• un Ministère qui s'est vu confié la responsabilité du programme par le Conseil de la<br />
Recherche (reconnaissance importante <strong>et</strong> donc souci de bien faire) ;<br />
• un acteur extérieur est en charge du management (réussite nécessaire à l'image de l'acteur) ;<br />
• le fait qu’il fait partie d'un ensemble de trois programmes menés en synergie.<br />
De plus, les acteurs du secteur sont impliqués dans la phase de conception du programme <strong>et</strong> sont<br />
membres d'un "comité consultatif". Ces acteurs sont également associés au programme au travers<br />
de leur participation dans les proj<strong>et</strong>s. Enfin la population de l’Autriche a une prise de conscience<br />
élevée des enjeux environnementaux.<br />
Aux Pays-Bas, de nombreux acteurs se sentent impliqués dans la réussite des proj<strong>et</strong>s. Les<br />
Ministères <strong>et</strong> SenterNovem bien sûr, mais aussi les organisations de recherche <strong>et</strong> l’industrie du<br />
bâtiment pour EOS, <strong>et</strong> les groupes cibles pour Compass (collectivités territoriales, constructeurs<br />
de logements, promoteurs, maîtres d’ouvrage, architectes, consultants <strong>et</strong> BE). De plus dans<br />
chaque groupe technique, des acteurs plus « aval » sont impliqués.<br />
A128<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Le programme Compass a été conçu au départ (en 2000) selon une approche très “top down” : les<br />
thématiques étaient dictées par le Ministère (des affaires économiques à l’époque). Mais ce ne fut<br />
pas un succès. Dès 2005, SenterNovem a obtenu plus de liberté dans l’élaboration du contenu <strong>et</strong><br />
dans la programmation du programme. Les objectifs ont été formulés selon plusieurs niveaux<br />
parmi lesquels le Ministère ne maîtrise plus que le niveau 1. A ce niveau il y a 5 sous-programmes,<br />
traduits en 20 objectifs. SenterNovem couvre ces objectifs avec des proj<strong>et</strong>s qui contiennent eux<br />
aussi des sous-objectifs <strong>et</strong> des sous proj<strong>et</strong>s.<br />
2.2 LES DEFINITIONS ET LES OBJECTIFS<br />
2.2.1 ENJEUX AUXQUELS LES PROGRAMMES SONT CENSES REPONDRE<br />
En Autriche, La Construction Durable a été identifiée au niveau national comme un des 6 suj<strong>et</strong>s du<br />
programme "Technologie autrichienne pour le développement durable". Une étude Delphi a<br />
également identifié ce suj<strong>et</strong> comme un axe scientifique futur pour l'Autriche. Le bâtiment joue un<br />
rôle essentiel dans la stratégie climat autrichienne liée à la satisfaction des objectifs de Kyoto. D’où<br />
un programme à part entière sur ce suj<strong>et</strong>.<br />
Aux Pays-Bas, l’approche du programme Compass était comparable. Toutefois, les enjeux<br />
principaux étaient dans la mise en œuvre <strong>et</strong> l’organisation du processus de construction, ainsi que<br />
dans les dynamiques locales, pour satisfaire les objectifs du protocole de Kyoto. L’environnement<br />
était bien évidemment un thème clef. Mais il s’agissait de clarifier les différents rôles que doivent<br />
jouer les municipalités, les maîtres d’ouvrages, les architectes, les fournisseurs d’énergie… pour<br />
aboutir aux objectifs de Kyoto.<br />
Quant au programme EOS, il répond aujourd’hui essentiellement à des enjeux techniques (en<br />
2007, la qualité de l’environnement intérieur <strong>et</strong> les eff<strong>et</strong>s environnementaux de l’utilisation des<br />
matériaux de construction sont devenus les enjeux majeurs du programme), mais il ouvre toutefois<br />
des possibilités relatives aux aspects sociaux (jusqu’à 35% du coût total des proj<strong>et</strong>s). L’esprit est<br />
que pour le secteur de la construction <strong>et</strong> du logement, il existe assez de solutions techniques pour<br />
atteindre 50 à 60% des objectifs en matière de réduction des émissions de CO2. Le problème<br />
vient du fait que ces techniques ne sont pas souvent mises en œuvre concrètement. Elles restent<br />
à l’état de démonstration, ou parfois ne sont pas utilisées pour des questions institutionnelles. Le<br />
programme EOS pour le secteur du bâtiment intègre donc dans ses thématiques la recherche de<br />
solutions pour lever ces blocages institutionnels.<br />
En Finlande, il n’existe pas pour l’instant de programme de R&D dédié à la problématique des<br />
économies d’énergie dans le secteur du bâtiment. Néanmoins, il faut mentionner cinq programmes<br />
en cours (ou très récemment terminés) qui incluent c<strong>et</strong>te problématique (directement ou<br />
indirectement) dans leurs champs d’action.<br />
Ces cinq programmes sont les programmes CUBE, Sara, DENSY ClimBus <strong>et</strong> MASI. Ces<br />
Programmes technologiques portent ou ont porté sur les services dans le bâtiment (2002-2006),<br />
les réseaux de valeur dans la construction (2003-2007), les systèmes énergétiques distribués<br />
(2003-2007), les opportunités commerciales liées au changement climatique (2004-2008) <strong>et</strong> la<br />
modélisation <strong>et</strong> la simulation (2005-2008).<br />
Le Programme CUBE, qui concerne uniquement la construction (ou plus exactement l’immobilier)<br />
a pour objectif de fabriquer en usine des produits partiellement finis <strong>et</strong> de les adapter sur site aux<br />
demandes spécifiques des utilisateurs. Une utilisation plus efficace de l’énergie <strong>et</strong> l’utilisation<br />
d’énergies renouvelables est un des objectifs majeurs du développement d’un réseau intégrant<br />
tous les équipements afin d’en faire une unité de services fonctionnels autour d’un réseau de<br />
communication basé sur des TIC, de l’automatique <strong>et</strong> des capteurs appropriés. Quant à Sara,<br />
l’objectif est de passer à la fourniture de services. La valeur ajoutée générée peut aussi être<br />
immatérielle d’autres façons, par exemple en améliorant l’environnement d’intervention ou en<br />
A129<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
éduisant les risques. L’idée est de procurer à l’utilisateur une valeur de cycle de vie maximale, au<br />
lieu d’un coût en cycle de vie minimal. Les impacts environnementaux de l’industrie de la<br />
construction sont analysés dans le même esprit afin d’atteindre un développement durable. Il faut<br />
également créer des méthodes qui démontrent l’impact d’un bâtiment sur les affaires (industrielles,<br />
commerciales…) que l’on y mène.<br />
2.2.2 OBJECTIFS DEFINIS POUR REPONDRE A CES ENJEUX<br />
Les objectifs définis par les porteurs des programmes dépendent bien sûr des enjeux auxquels ils<br />
sont censés répondre.<br />
En Autriche, le problème posé par les animateurs du programme découle d’une observation<br />
générale concernant l’innovation dans le secteur résidentiel :<br />
• Les innovations continues ne sont pas capables de réduire les émissions de GES ou de<br />
réduire la demande d’énergie.<br />
• Les innovations « fondamentales » ne s’insèrent pas dans les marchés existants.<br />
Le défi qui est relevé est donc d’identifier :<br />
• Comment développer des bâtiments durables qui rencontrent réellement un marché ou/<strong>et</strong><br />
• Comment développer des marchés pour les bâtiments durables.<br />
La démarche qui sous-tend l’objectif général des animateurs du programme est considérée par<br />
eux comme étant nouvelle <strong>et</strong> réaliste. Pour les gestionnaires de programmes de Recherche <strong>et</strong><br />
Développement Technologique il s’agit:<br />
• de développer des ruptures : bâtiments a Zéro Consommation, Bâtiments à <strong>Energie</strong> Positive.<br />
• qui rencontrent leur marché dans des échelles de temps relativement longues pour l’activité<br />
de construction, dans des conditions économiques réalistes <strong>et</strong> traditionnelles qui perm<strong>et</strong>tent<br />
l’initiation de courbes d’apprentissage des acteurs de la construction.<br />
Mais compte tenu de l’expérience de la dernière décennie, il est plus facile de concevoir des<br />
bâtiments durables que de leur trouver un marché. Les technologies sont disponibles, mais les<br />
marchés sont absents <strong>et</strong> ne les rencontrent pas.<br />
Une analyse du marché du logement autrichien a constitué un préalable à la conception du<br />
programme de RDT Bâtiments de Demain. Un grand nombre de barrières <strong>et</strong> contraintes pour les<br />
bâtiments innovants ont été identifiés, mais de nombreux points d’appui ont pu aussi être dégagés.<br />
Par exemple, il existe des dispositifs de subvention du logement, individuel <strong>et</strong> collectif, très<br />
importants <strong>et</strong> pilotés par les 9 régions (2,5 Milliards €/an). 90% des logements individuels <strong>et</strong><br />
collectifs sont subventionnés dans une proportion de 10% à 20% du coût des constructions pour<br />
partie aux constructeurs, pour partie sur la base de critères sociaux Les critères d’attribution<br />
s’orientent de manière croissante <strong>et</strong> coercitive sur des objectifs environnementaux. Il y a dix ans,<br />
10% de la subvention au logement relevait de critères environnementaux (90 KWh/m2 il y a 6 ou 7<br />
ans, puis 60 KWh/m 2 dans la plupart des régions). Aujourd’hui, il n’y a pas de subvention s’il y a<br />
recours aux énergies fossiles ou si les consommations prévisionnelles sont supérieures à 45<br />
KWh/m 2 . Les régions de Vienne <strong>et</strong> Salzbourg pratiquent des critères supplémentaires quant à<br />
l’amélioration de l’efficacité énergétique (40 % au moins).<br />
Aux Pays-Bas, les objectifs du programme Compass étaient de persuader les groupes cibles<br />
d’envisager <strong>et</strong> de prendre concrètement des mesures d’économie d’énergie dans les bâtiments<br />
qu’ils ont en charge. Ces objectifs se sont traduits concrètement en terme de:<br />
A130<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
• % des groupes cibles sensibilisés aux nouvelles techniques, à l’intérêt des mesures<br />
d’économie d’énergie, (rentabilité, qualité de la construction, qualité de l’environnement<br />
intérieur) <strong>et</strong> aux outils d’aide développés ;<br />
• % des groupes cibles impliqués dans des proj<strong>et</strong>s pilotes ou de démonstration ;<br />
• % des groupes cibles qui envisagent de prendre concrètement des mesures d’économie<br />
d’énergie, parce que leur sensibilisation s’accroît, <strong>et</strong> qu’ils sont influencés par les précurseurs.<br />
Quant au programme EOS, si la priorité est donnée aux proj<strong>et</strong>s de démonstration, il vise<br />
cependant à encourager la recherche à long terme pour qu’elle génère des solutions conduisant à<br />
une fourniture d’énergie respectant les principes du développement durable, c’est-à-dire propre,<br />
abordable <strong>et</strong> fiable. Pour la partie recherche à long terme les objectifs précis qui ont été établis<br />
privilégient :<br />
• Le choix d’une approche intégrée (conception, techniques innovantes, systèmes intelligents…)<br />
pour de bâtiments construits ou rénovés selon les principes du développement durable.<br />
• La réduction significative du recours aux énergies fossiles pour assurer les fonctions du<br />
bâtiment.<br />
• Les efforts pour produire localement ou à partir de sources renouvelables 60% de l’électricité<br />
consommé dans un bâtiment neuf. Globalement, on vise à ce que au moins 10% de l’électricité<br />
consommée par un bâtiment soit issue de sources renouvelables.<br />
L’innovation en matière d’approche “système” est donc privilégiée au détriment de composants<br />
individuels <strong>et</strong> de produits innovants, bien qu’il soit reconnu que ces derniers constituent une partie<br />
robuste de la chaîne de l’énergie. Cependant une exception est faite pour les produits de la<br />
conversion photovoltaïque (PV).<br />
Pour le programme Finlandais CUBE, il s’agit d’améliorer les performances des services aux<br />
bâtiments dans le secteur immobilier, résidentiel <strong>et</strong> non résidentiel. Les axes principaux sont de<br />
fournir des produits adaptés aux besoins des utilisateurs <strong>et</strong> de procurer de la valeur ajoutée aux<br />
propriétaires sur la base de bénéfices en coûts de cycle de vie <strong>et</strong> de caractéristiques<br />
fonctionnelles. L’objectif de Sara est lui constitué par la notion de réseaux d’acteurs <strong>et</strong> la<br />
construction orientée valeur (« value n<strong>et</strong>worked construction »), nouveau paradigme pour<br />
l’industrie de la construction, visant à maximiser la valeur ajoutée offerte à l’utilisateur en<br />
optimisant la valorisation des compétences de chaque membre du réseau. Pour l’industrie de la<br />
construction, il s’agit donc de passer de la gestion de la chaîne de distribution à la gestion de la<br />
valeur apportée par le réseau d’entreprises. Le partenariat doit apporter un profit aux divers partis<br />
(« win-win-win ») en adoptant une approche flexible de façon à assumer de nouveaux rôles en<br />
accord avec les nouvelles exigences des utilisateurs.<br />
2.2.3 NATURE DE L’INNOVATION VISEE PAR LES PROGRAMMES<br />
Dans le programme autrichien, l'objectif global du programme portait sur l'amélioration des aspects<br />
durables des bâtiments neufs <strong>et</strong> existants (résidentiels <strong>et</strong> bureaux) à coûts comparables. Les<br />
objectifs détaillés du programme (efficacité énergétique totale sur le cycle de vie, énergies<br />
renouvelables, surtout le solaire, produits primaires renouvelables <strong>et</strong> utilisation efficace des<br />
matériaux, amélioration certaine de la qualité de vie, coûts, potentiel de marché pour les<br />
technologies innovantes, claire réduction de la demande énergétique <strong>et</strong> du coût d'usage dans<br />
l’existant, aspects environnementaux dans la rénovation des bâtiments les plus anciens, flexibilité<br />
accrue (continuité d'utilisation) des bâtiments) impliquent des innovations axées essentiellement<br />
sur le processus de construction <strong>et</strong> l'implication de l'industrie, <strong>et</strong> le développement de<br />
démonstrations dans toutes les régions autrichiennes. L'obtention d'objectifs chiffrés, par exemple<br />
sur la consommation énergétique pour tous les nouveaux bâtiments, n'est pas l'obj<strong>et</strong> du<br />
programme (ceci sera par contre l'obj<strong>et</strong> d'un nouveau programme "klima: aktiv building" du<br />
Ministère de l'Environnement).<br />
A131<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Le schéma ci-dessous montre comment les obj<strong>et</strong>s techniques, les aspects utilisateurs <strong>et</strong> la<br />
maîtrise des coûts ont contribué au concept du programme autrichien "Bâtiment de Demain".<br />
Aux Pays-Bas, le programme Compass ne traitait pas spécifiquement d’innovation au sens de<br />
produits innovants, car il était plutôt centré sur la mise en œuvre de pratiques. Par contre le<br />
programme EOS couvre les aspects innovants en matière d’économies d’énergie.<br />
Préparé en coopération entre le secteur de l’immobilier <strong>et</strong> le secteur des services aux bâtiments, le<br />
programme finlandais CUBE créée des réseaux, contribue à l’échange d’informations, renforce<br />
l’image du secteur <strong>et</strong> promeut la recherche, le développement <strong>et</strong> le lancement de proj<strong>et</strong>s<br />
coopératifs dans le domaine des services aux bâtiments. Dans la vision du programme SARA, les<br />
besoins de l’utilisateur commandent le processus de construction <strong>et</strong> les réseaux d’entreprises qui<br />
intègrent leurs meilleures connaissances. Ces réseaux de valeur perm<strong>et</strong>tent d’obtenir une valeur<br />
ajoutée supérieure à la somme des valeurs ajoutées qu’apporteraient les entreprises participantes<br />
mais fonctionnant de manière indépendante.<br />
2.2.4 PRISE EN COMPTE DU PROCESSUS D’INNOVATION<br />
La prise en compte du processus d'innovation a été particulièrement développée dans le<br />
programme autrichien. Ce processus repose sur la notion de "feedback" basé sur la définition<br />
d'étapes successives <strong>et</strong> l'utilisation du r<strong>et</strong>our du terrain de chaque étape pour nourrir l'étape<br />
suivante.<br />
Le programme a donc d'abord mis en œuvre essentiellement des études socio-économiques (70%<br />
des financements pour les 2 premiers appels à propositions, moins de 10% à partir du 4 ème appel à<br />
propositions), puis de la recherche technique de base, de la recherche industrielle, des<br />
développements de composants <strong>et</strong> de concepts de bâtiments innovants <strong>et</strong> enfin des opérations de<br />
démonstration.<br />
Des sociologues <strong>et</strong> des économistes ont été impliqués à un stage précoce du programme pour<br />
effectuer des études sur des thématiques comme l'acceptation des technologies, le comportement<br />
des utilisateurs :<br />
A132<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
• Une meilleure compréhension des besoins des habitants (sécurité, bonheur…) <strong>et</strong><br />
comportements.<br />
• La conception de technologies <strong>et</strong> de bâtiments qui répondent à ces besoins.<br />
• L’identification de niches <strong>et</strong> segments de marchés.<br />
• Sur la base des recherches socio-économiques, ont été financées des recherches<br />
technologiques <strong>et</strong> sur des concepts de bâtiments (15 à 20 concepts de bâtiments ont été<br />
développés dont 3 ont fait l’obj<strong>et</strong> de sites de démonstration).<br />
• L’acceptabilité sociale des technologies envisagées.<br />
• Enfin environ 40 sites de démonstration ont été développés <strong>et</strong> évalués.<br />
Parallèlement, le programme a mis l’accent sur :<br />
• Des dispositifs de soutien (support) à la gestion du changement.<br />
• Le transfert de savoir faire vers l’industrie, les entreprises <strong>et</strong> artisans.<br />
• L’augmentation de la prise de conscience du public sur les bâtiments durables, au travers des<br />
médias <strong>et</strong> d’émissions de télévision (suivies par plus d’un millions de spectateurs) pour que le<br />
marché du logement se transforme d’un marché déterminé par l’offre <strong>et</strong> les vendeurs à un<br />
marché déterminé par la demande <strong>et</strong> les ach<strong>et</strong>eurs.<br />
• La mise en place de standards partagés pour les bâtiments durables.<br />
L’innovation est aussi un enjeu majeur du programme néerlandais EOS. Cependant il faut<br />
reconnaître que ce sont principalement de développements techniques qu’il s’agit. Il est admis que<br />
les aspects sociaux sont importants <strong>et</strong> pourraient aussi faire l’obj<strong>et</strong> d’innovation, mais que ces<br />
aspects sont difficiles à traiter en pratique.<br />
Les proj<strong>et</strong>s de programmes technologiques du Tekes doivent comporter tous les éléments du<br />
processus d’innovation. Quelques proj<strong>et</strong>s comportent également des aspects de recherche de<br />
base ; dans ce cas ils sont co-financés par l’Académie de Finlande. En outre, les proj<strong>et</strong>s de<br />
développements industriels sont financés différemment selon qu’ils sont proches du marché ou<br />
plus en amont, avec un financement public d’autant plus élevé que le risque technologique est<br />
important. La coopération d’experts en provenance de domaines variés est encouragée.<br />
A133<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.3 LE FONCTIONNEMENT DES PROGRAMMES<br />
2.3.1 PARTENARIATS<br />
Tant dans les programmes autrichiens que dans les programmes des Pays--Bas ou de la<br />
Finlande, les partenariats sont libres. Industriels, entreprises, associations, propriétaires… peuvent<br />
généralement participer aux proj<strong>et</strong>s. Dans Compass, les acteurs les plus en pointe des groupes<br />
cibles du secteur étaient encouragés à participer, <strong>et</strong> dans EOS l’accent a été mis sur les équipes<br />
de recherche qui se distinguent par leur excellence.<br />
Dans tous les programmes, les partenariats incluant des étrangers sont possibles, mais<br />
généralement sans financement. En Autriche c<strong>et</strong>te collaboration est toutefois fortement souhaitée.<br />
Fin 2004, il y avait ainsi 23 proj<strong>et</strong>s (sur 156) avec 31 partenaires étrangers. Quelques proj<strong>et</strong>s font<br />
également l'obj<strong>et</strong> d'un co-financement dans le cadre du programme européen LIFE de la DG<br />
Environnement.<br />
2.3.2 THEMATIQUES<br />
Au lancement du programme autrichien en 1999, l'accent avait été émis sur les bâtiments neufs.<br />
Depuis 2002, la modernisation des maisons multifamiliales <strong>et</strong> des maisons unifamiliales fait l'obj<strong>et</strong><br />
d'appels à propositions. La programmation des appels suit également un déroulement clair :<br />
études socio-économiques, recherche technique de base, recherche industrielle visant le<br />
développement de composants <strong>et</strong> la création de concepts innovants, proj<strong>et</strong>s de démonstration.<br />
L'objectif des études de base est l'analyse des aspects liés aux utilisateurs <strong>et</strong> à l'orientation des<br />
développements techniques en regard à la demande. Ces études incluent le développement<br />
d'instruments perm<strong>et</strong>tant de communiquer vers les ach<strong>et</strong>eurs potentiels sur le plan du caractère<br />
durable des bâtiments, ou perm<strong>et</strong>tant de réduire les obstacles d’accès au marché pour ce type de<br />
constructions. En relation étroite avec ces études, sont menés des développements spécifiques de<br />
technologies, systèmes <strong>et</strong> composants. Sont particulièrement visées des technologies innovantes<br />
d'usage aussi large que possible <strong>et</strong> à fort potentiel de marché à court <strong>et</strong> moyen termes (capteurs<br />
façades, systèmes capteurs légers <strong>et</strong>/ou à montage rapide, systèmes de chauffage biomasse,<br />
isolation à fibres ligno-cellulosiques, concepts de réfrigération, …).<br />
La recherche technologique de base s'attache au renforcement de la base scientifique <strong>et</strong> à<br />
l'intensification des échanges de connaissance entre chercheurs <strong>et</strong> entrepreneurs. Les résultats<br />
doivent servir de base au développement futur de technologies, systèmes <strong>et</strong> composants<br />
innovants.<br />
La recherche de concepts innovants de construction <strong>et</strong> réhabilitation est le cœur du programme.<br />
Ces concepts doivent être démontrés sur le plan de la faisabilité de bâtiments durables à fort<br />
potentiel de marché <strong>et</strong> perm<strong>et</strong>tant un confort accru à des coûts comparables.<br />
Dans le programme Compass, les thèmes principaux qui ont été abordés portent sur la gestion de<br />
l’énergie, la réhabilitation/maintenance, les modèles économiques, le cycle de vie <strong>et</strong> l’exploitation,<br />
l’environnement intérieur, <strong>et</strong> le suivi. Quant au programme EOS, il est organisé selon l’approche<br />
système <strong>et</strong> non par thèmes. Cependant, l’environnement intérieur est un thème émergeant fort au<br />
sein du programme.<br />
Les domaines thématiques des proj<strong>et</strong>s du programme finlandais CUBE portent sur la gestion du<br />
cycle de vie, les processus <strong>et</strong> les services, <strong>et</strong> les systèmes. Ceux des proj<strong>et</strong>s du programme Sara<br />
portent sur la gestion des besoins des utilisateurs, les services, systèmes, produits <strong>et</strong> processus,<br />
<strong>et</strong> la gestion de l’information liée aux processus. Ces thèmes forment une entité dans laquelle les<br />
méthodes de prévision, d’identification <strong>et</strong> de gestion des besoins des utilisateurs conduisent, par le<br />
développement de produits orientés client, à de nouveaux produits <strong>et</strong> services à valeur ajoutée.<br />
A134<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
Celle-ci est générée au travers, à la fois, des processus développés <strong>et</strong> de la gestion de réseaux<br />
créant de nouvelles affaires.<br />
2.3.3 SELECTION DES PROJETS<br />
Le mode général de sélection des proj<strong>et</strong>s se fait suite à des appels à propositions ouverts chaque<br />
année, publiés dans un journal officiel <strong>et</strong> annoncés sur le Web. L'évaluation des propositions se<br />
fait au sein d’un comité d’experts en une seule étape, sauf pour les appels à idées hautement<br />
innovantes, pour lesquels une procédure en deux étapes peut être utilisée (cas de l’Autriche).<br />
En Autriche par exemple, les critères de sélection utilisés sont principalement les suivants :<br />
• Valeur scientifique <strong>et</strong> degré d'innovation,<br />
• Liens avec le développement durable,<br />
• Qualification du consortium,<br />
• Valeur économique <strong>et</strong> dissémination des résultats.<br />
L'évaluation sur les 2 premiers critères est faite de manière anonyme. Le jury d'évaluation est<br />
composé de 3 à 5 experts nationaux <strong>et</strong> internationaux, choisis par le Ministère sur proposition du<br />
gestionnaire du programme. Les contrats des proj<strong>et</strong>s sélectionnés sont généralement signés<br />
(après une phase de négociation) entre 12 <strong>et</strong> 18 semaines après le lancement de l'appel à<br />
propositions.<br />
2.3.4 CONTRACTUALISATION ET SUIVI DES PROJETS<br />
Les aspects contractuels sont évidemment alignés avec les pratiques habituelles des pays,<br />
pratiques souvent très proches en fait des pratiques <strong>et</strong> recommandations communautaires.<br />
En Autriche, le taux de remboursement des dépenses éligibles (définies à l'image des pratiques<br />
dans les proj<strong>et</strong>s européens, c'est à dire coûts de personnel, sous-contrats, coûts additionnels dus<br />
aux composants innovants mis en œuvre dans les proj<strong>et</strong>s de démonstration) dépendent du type de<br />
recherche exécuté dans les proj<strong>et</strong>s :<br />
• Recherche socio-économique, nouveaux concepts : 100% maxi,<br />
• Recherche technique : 75% maxi (80% des coûts doivent porter sur de la recherche de base),<br />
• Recherche industrielle appliquée : 50% maxi,<br />
• Proj<strong>et</strong>s de démonstration : 50% des coûts additionnels des innovations, limités à 15% du coût<br />
total <strong>et</strong> jusqu’à 500 000€ pour les logements collectifs. Il n’y a pas de subvention de RDT pour<br />
les surcoûts de logements individuels, par contre ils bénéficient d’aides à la pierre qui sont<br />
attribuées par les Länder notamment sur la base de critères d’efficacité énergétique.<br />
Le suivi est une partie intégrante des proj<strong>et</strong>s. Les rapports intermédiaires techniques sont évalués<br />
par le gestionnaire du programme (de statut privé) <strong>et</strong> les rapports contractuels par le Ministère. Le<br />
gestionnaire du programme participe aux réunions importantes des proj<strong>et</strong>s. Il n'y a pas de Comité<br />
de Direction pour le programme, dont le management est donc assuré par le gestionnaire sous<br />
"contrôle" du Ministère.<br />
En Hollande le fonctionnement est très proche, mais même les aspects contractuels sont de la<br />
responsabilité du gestionnaire du programme, en l’occurrence SenterNovem (de statut public). De<br />
plus, le processus de contrôle est continu dans structure prédéfinie.<br />
En Finlande, la contractualisation <strong>et</strong> le suivi des proj<strong>et</strong>s se font proj<strong>et</strong> par proj<strong>et</strong> suivant les<br />
procédures habituelles du Tekes.<br />
A135<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
2.3.5 DIFFUSION DES RESULTATS DES PROJETS ET DES PROGRAMMES<br />
Dans tous les programmes, il existe un format type pour le rapport final <strong>et</strong> la diffusion des résultats<br />
est une partie importante du proj<strong>et</strong> : les détails de c<strong>et</strong>te diffusion doivent être précisés dans<br />
chaque proposition. Elle peut être faite à travers des sites Intern<strong>et</strong>, des rapports, des réseaux<br />
existants, des brochures, des conférences…<br />
L’Autriche a fait des efforts particulièrement importants pour la diffusion <strong>et</strong> l’exploitation des<br />
résultats des proj<strong>et</strong>s. Le site Web du programme (www.hausderzukunft.at) donne accès à une<br />
information très complète sur le programme <strong>et</strong> les proj<strong>et</strong>s soutenus. Chaque proj<strong>et</strong> fait l'obj<strong>et</strong> d'une<br />
page particulière avec des informations sur les objectifs, le contenu, le statut <strong>et</strong> les points de<br />
contact du proj<strong>et</strong>. Beaucoup donnent accès aux rapports établis dans le cadre du proj<strong>et</strong> s’ils ne<br />
sont pas confidentiels. Un document rassemblant les conseils <strong>et</strong> les exigences en ce qui concerne<br />
la diffusion des résultats des proj<strong>et</strong>s a été également établi. De plus le gestionnaire <strong>et</strong> le Ministère<br />
organise une diffusion générale sur le programme sous forme d'articles de presse, de newsl<strong>et</strong>ters,<br />
de brochures <strong>et</strong> surtout d'évènements <strong>et</strong> de visites destinés à faire connaître les résultats du proj<strong>et</strong><br />
(par exemple les opérations expérimentales ou de démonstration) aux professionnels du secteur.<br />
Les résultats appartiennent au contractant sauf en cas de financement public supérieur à 50% (ou<br />
75% selon les cas). L'exploitation des résultats se fait donc naturellement par les propriétaires des<br />
résultats, c'est à dire les industriels, qui commercialisent les produits développés dans le cadre<br />
d'un proj<strong>et</strong>, ou BMVIT qui adopte une politique de large dissémination dans les autres cas.<br />
Par ailleurs, l'organisation du programme sur 7 ans avec des phases relativement bien identifiées<br />
contribuent à l'exploitation des résultats d'une phase sur l'autre.<br />
Les programmes technologiques du Tekes servent de forums d’échange d’informations <strong>et</strong> de mise<br />
en réseau entre le monde de l’entreprise <strong>et</strong> le monde de la recherche. En eff<strong>et</strong>, un transfert<br />
efficace d’informations prend place quand les entreprises deviennent parties prenantes des proj<strong>et</strong>s<br />
de recherche. En outre, les entreprises sous-traitent souvent à des partenaires du monde de la<br />
recherche dans le cadre de leurs propres proj<strong>et</strong>s de développement.<br />
2.4 L’ÉVALUATION DES PROGRAMMES<br />
Le programme Autrichien a fait l'obj<strong>et</strong> d'une évaluation intermédiaire (performance technique <strong>et</strong><br />
administrative) effectuée par un expert extérieur. Les résultats de c<strong>et</strong>te évaluation sont<br />
partiellement d'accès public. En outre un système d'évaluation "ex-ante" <strong>et</strong> un système de suivi ont<br />
été mis en place avant d'évaluer le succès du programme. Les r<strong>et</strong>ours des équipes, des<br />
questionnaires <strong>et</strong> des ateliers tenus avec des experts perm<strong>et</strong>tent également une amélioration "au<br />
fil de l'eau" du programme.<br />
Les programmes néerlandais font l’obj<strong>et</strong> d’une évaluation tous les deux ans. La grande r<strong>et</strong>ombée<br />
attendue du programme COMPASS consistait à se rapprocher des objectifs du protocole de Kyoto,<br />
au travers de la mise en œuvre de la législation nationale <strong>et</strong> européenne, visant à réduire les<br />
émissions de CO2 dans le bâtiment. C<strong>et</strong>te législation est le moteur essentiel de la motivation des<br />
groupes cibles pour envisager concrètement des mesures d’économies d’énergie. La mise en<br />
œuvre de la directive européenne sur l’efficacité énergétique des bâtiments (EPBD) joue aussi un<br />
rôle central. Le principal bénéfice attendu est bien que le programme conduise à la prise de<br />
décisions effectives en matière d’énergie par les groupes cibles, conduisant à une amélioration<br />
significative de la performance énergétique du parc immobilier.<br />
Les programmes technologiques du Tekes font toujours l’obj<strong>et</strong> d’une évaluation, typiquement 1 ou<br />
2 ans après la fin du programme. C<strong>et</strong>te évaluation est généralement effectuée par des experts<br />
étrangers. Le but de l’évaluation est de fournir un r<strong>et</strong>our sur la réalisation du programme,<br />
d’apprécier sa relevance, <strong>et</strong> de produire une information pour supporter le développement<br />
A136<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
stratégique des activités du programme <strong>et</strong> des activités du Tekes en général. Une évaluation<br />
interne est également souvent menée à mi-parcours, généralement par le comité de direction du<br />
programme.<br />
A137<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3. POINTS FORTS - POINTS FAIBLES ET TRANSPOSITION EN FRANCE<br />
3.1 POINTS FORTS<br />
Le programme autrichien présente un certain nombre de points forts que l'on peut résumer ainsi :<br />
• Un contexte énergétique dominé par une forte dépendance à des énergies fossiles importées<br />
<strong>et</strong> une croissance n<strong>et</strong>te du recours à des énergies renouvelables, malgré une production<br />
hydroélectrique à son maximum, observée depuis plusieurs décennies.<br />
• Une forte conscience "écologique " des citoyens autrichiens.<br />
• Un marché du logement hétérogène avec de nombreuses "niches" favorisant les innovations.<br />
• Une structure conduisant à une convergence d’intérêt pour la réussite du programme.<br />
• Une association des principaux acteurs du secteur à la phase de conception du programme<br />
<strong>et</strong> au suivi de son déroulement.<br />
• Une mise en place résultant d'une volonté politique forte, liée à des enjeux nationaux<br />
énergétiques <strong>et</strong> économiques importants.<br />
• Un certain consensus existant de par l'identification de la thématique ("construction durable")<br />
comme enjeu majeur <strong>et</strong> axe scientifique futur pour l'Autriche.<br />
• Des études socio-économiques menées en amont du programme.<br />
• Un programme visant à la fois le neuf <strong>et</strong> l'existant, le résidentiel <strong>et</strong> le non-résidentiel.<br />
• Une programmation sur 7 ans suivant une logique visant un processus d'innovation compl<strong>et</strong> <strong>et</strong><br />
introduisant la notion de filière.<br />
• Une participation des principaux acteurs aux proj<strong>et</strong>s <strong>et</strong> une politique de programmation<br />
favorisant l'exploitation des résultats.<br />
• Une politique de diffusion des résultats ambitieuse mise en place au niveau du programme luimême.<br />
• Un contexte d'aides à la pierre (subventions diverses pouvant atteindre 10 à 20% du coût de<br />
chaque construction nouvelle pour 90% du marché) préexistantes pouvant être utilisées<br />
comme incitation aux économies d'énergie. De l'opinion même des responsables du<br />
programme, les impacts du programme seraient faibles sans ces subventions dont les critères<br />
d’attribution (variables selon chaque Land) jouent un rôle déterminant dans l’accélération du<br />
rythme <strong>et</strong> volume de diffusion des solutions techniques innovantes définies, testées <strong>et</strong><br />
validées par le programme « Bâtiments de Demain ». Le programme avait mis l’accent sur la<br />
nécessité de faire évoluer les critères d’attribution des aides à la pierre. C’est un des résultats<br />
important du programme puisque la plupart des Länder ont fait évoluer leur dispositif de<br />
financement du logement.<br />
• Une reprise des standards des "Bâtiments de Demain" dans le programme "klima: aktiv<br />
buildings" qui vise une part de marché de 20% à l'horizon 2009, contre moins de 1% en 2006<br />
pour les bâtiments qui consomment entre 15 <strong>et</strong> 45 kWh/m2. Ce programme est basé sur des<br />
campagnes publiques, la mise en place d'un label "sustainable buildings", l'adoption de<br />
nouveaux schémas <strong>et</strong> critères de financement (subventions) par les Länder, le démarrage<br />
d'un programme de formation des professionnels, des accords avec les entreprises privées <strong>et</strong><br />
les groupes d’intérêts…<br />
• 14 sites de démonstration sur l’ensemble de l’Autriche soutenus par le BMVIT.<br />
• Une amélioration de la compétitivité technologique de l’Autriche pour les « Maisons<br />
passives », les systèmes énergétiques thermiques solaires, les systèmes de ventilation,<br />
l’utilisation du bois <strong>et</strong> de la paille comme matériaux de construction.<br />
• Environ 1000 Maisons Passives réalisées.<br />
Les Pays-Bas sont un p<strong>et</strong>it pays qui favorise une forte implication, coopération <strong>et</strong> coproduction des<br />
activités de R & D avec les acteurs <strong>et</strong> parties prenantes clés, ce qui débouche sur des eff<strong>et</strong>s<br />
A138<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
d’échelle réels notamment pour la diffusion des résultats. Les Pays-Bas ont l’ambition de se<br />
positionner comme un pays pilote sur ce plan.<br />
Le programme EOS se focalise sur les aspects techniques alors que le programme COMPASS se<br />
focalisait sur les processus, les jeux <strong>et</strong> articulations d’acteurs, <strong>et</strong> les outils à produire à destination<br />
des acteurs du terrain au-delà des obj<strong>et</strong>s techniques.<br />
La définition de groupes cibles (municipalités, sociétés de logements, promoteurs, organisations<br />
professionnelles, aéroport de Schiphol, <strong>et</strong>c…) <strong>et</strong> leur implication dans la définition, le pilotage <strong>et</strong> le<br />
suivi des proj<strong>et</strong>s, des pilotes <strong>et</strong> des opérations de démonstration ont constitué un facteur essentiel<br />
dans le développement d’une dynamique vertueuse.<br />
Le recours à une méthode de planification participative de proj<strong>et</strong>s orientée objectifs, pour élaborer<br />
la programmation de la recherche <strong>et</strong> définir les thématiques, a permis de combiner les avantages<br />
du « bottom up » <strong>et</strong> du « top down ».<br />
Chaque groupe cible définit par domaine spécifique au travers d’ateliers séminaires participatifs :<br />
• les problèmes à résoudre,<br />
• l’objectif global,<br />
• l’identification des objectifs à atteindre pour les organisations <strong>et</strong> les citoyens, par les différents<br />
proj<strong>et</strong>s,<br />
• les services, connaissances, solutions qui doivent être fournis aux groupes bénéficiaires afin<br />
qu’ils soient à même de se prendre en charge <strong>et</strong> de m<strong>et</strong>tre en œuvre des mesures<br />
d’économies d’énergie sur les bâtiments dont ils ont la charge,<br />
• les activités nécessaires pour atteindre les résultats attendus.<br />
La méthode a visé également à identifier les facteurs <strong>et</strong> conditions externes, les risques qui<br />
peuvent influer sur le niveau de succès d’un proj<strong>et</strong>.<br />
Sur la base de ce travail de définition <strong>et</strong> de programmation avec les groupes cibles sur « qu’est-ce<br />
qu’il faut faire ? », SenterNovem s’est focalisé sur « comment le faire ? » :<br />
• les activités à réaliser par les intermédiaires, maîtres d’ouvrages, maîtres d’œuvres,<br />
entreprises, afin de développer leur professionnalisme,<br />
• les résultats souhaitables, possibles, à produire,<br />
• le dispositif de diffusion des résultats en direction des groupes cibles <strong>et</strong> des municipalités.<br />
Un autre point fort résulte de l’implication de tous les ministères clés : aménagement, construction,<br />
environnement, économie <strong>et</strong> finances.<br />
Les programmes finlandais présentent un certain nombre de points forts que l'on peut résumer<br />
ainsi :<br />
• Le processus de définition des visions <strong>et</strong> des stratégies est tel que l’industrie y adhère<br />
complètement <strong>et</strong> est fortement engagée au travers de ses proj<strong>et</strong>s de développements.<br />
• Un financement public est garanti pour toute la période du programme (typiquement autour de<br />
quatre années au moins), ce qui est très incitatif pour les développements industriels.<br />
• Les objectifs des programmes sont définis à partir d’une analyse détaillée du contexte, en<br />
impliquant tous les groupes d’intérêt du suj<strong>et</strong>.<br />
• Le processus d’innovation est bien pris en compte.<br />
• Les programmes encouragent la collaboration entre plusieurs équipes de recherche, ainsi que<br />
la coopération <strong>internationale</strong>.<br />
• Les programmes sont des forums pour l’échange d’informations <strong>et</strong> la mise en réseau.<br />
A139<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
• Le contrôle de l’avancement du programme <strong>et</strong> la mise à jour de sa stratégie sont menés en<br />
continu par le comité de direction. Des évaluations objectives sont menées par des experts<br />
étrangers sur les aspects technologiques, industriels <strong>et</strong> scientifiques.<br />
• Les partenaires industriels participent aux proj<strong>et</strong>s de recherche avec des garanties effectives<br />
de transfert des résultats sur le terrain.<br />
• Le secteur de l’immobilier (« real estate ») est fortement impliqué (il gère même un<br />
programme spécifique : « meilleur habitat 2010 »).<br />
3.2 POINTS FAIBLES<br />
Quelques points faibles peuvent être soulignés dans le programme autrichien :<br />
• Une visibilité de l'impact en cours de programme pas forcément évidente.<br />
• Un contexte montrant une forte diminution du nombre de constructions de logements depuis<br />
plusieurs années. Toutefois l’objectif de 40 000 logements par an est aujourd’hui considéré<br />
comme satisfaisant pour perm<strong>et</strong>tre un équilibre entre l’offre <strong>et</strong> la demande. Les années où le<br />
volume de nouveaux logements atteignait les 60 000 étaient des années de rattrapage, liées à<br />
la crise yougoslave, la chute du rideau de fer <strong>et</strong> la pression démographique, qui avaient causé<br />
une pénurie.<br />
• Des solutions technologiques relativement peu innovantes.<br />
• Le sentiment répandu parmi les "décideurs" (ministères <strong>et</strong> leurs conseils) que les solutions<br />
techniques développées pour le neuf sont facilement utilisables dans l'existant <strong>et</strong>, plus<br />
généralement, que les technologies existent mais que les marchés sont "absents".<br />
Quant au programme néerlandais le point faible principal semble être le suivi <strong>et</strong> l’évaluation des<br />
résultats produits qui paraissent plus formels <strong>et</strong> administratifs que scientifiques. Des questions se<br />
posent sur le suivi <strong>et</strong> l’évaluation scientifique, d'une part, des résultats effectivement produits sur le<br />
terrain <strong>et</strong>, d'autre part, des programmes.<br />
Enfin, quelques points faibles peuvent être soulignés pour les programmes finlandais :<br />
• Les définitions des cibles d’innovation sont plutôt très générales.<br />
• Le niveau d’information disponible sur les proj<strong>et</strong>s industriels est dans certains cas assez<br />
limité.<br />
• Il peut être difficile de mesurer les bénéfices réels d’un programme dès après son<br />
achèvement, particulièrement pour les programmes industriels.<br />
A140<br />
PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
3.3 TRANSPOSITION EN FRANCE<br />
La transposition au cas de la France de l’analyse des programmes de R&D dans les autres pays,<br />
<strong>et</strong> notamment de ceux des 3 pays ayant fait l’obj<strong>et</strong> d’une étude plus approfondie, consiste bien sûr<br />
à adapter au contexte national les points positifs relevés <strong>et</strong> regroupés au § 3.1, en faisant en sorte<br />
de corriger les points faibles qui figurent au § 3.2. A première vue, transposer les éléments positifs<br />
des programmes <strong>et</strong> de la dynamique d'acteurs au contexte français ne semble pas devoir poser de<br />
problèmes particuliers pour les aspects de R&D.<br />
C<strong>et</strong>te adaptation nécessite cependant une prise en compte des différences de contexte entre les<br />
pays concernés, sur de nombreux plans : la géographie du pays, sa taille, sa démographie sont à<br />
considérer pour m<strong>et</strong>tre en évidence ces différences, mais aussi les cultures constructives (les<br />
filières de construction, la technicité des bâtiments…), les caractéristiques sociologiques (prise de<br />
conscience des exigences environnementales, implication citoyenne…), le rôle de l’état dans<br />
l’habitat (directivité au travers des aides publiques <strong>et</strong> des mesures incitatives), les paramètres<br />
économiques (coût des énergies, moyens financiers des particuliers, rôle des banques…). Bien<br />
sûr, seuls certains de ces paramètres ont une incidence directe sur les conditions d’élaboration de<br />
programmes de R&D, comme la taille du pays <strong>et</strong> les filières constructives, mais les autres sont à<br />
prendre en compte indirectement quand on s’intéresse aux conditions de diffusion des résultats de<br />
la recherche.<br />
Une revue systématique des points positifs avec le souci de la prise en compte des différences de<br />
contexte évoquées ci-dessus conduit à une liste plus restreinte de dispositions transposables. Il<br />
s’agit de suggestions formulées, par commodité de rédaction, comme des recommandations, <strong>et</strong><br />
envisagées aux différentes étapes qui ponctuent un programme de R&D, de sa conception à son<br />
exploitation, en passant par l’élaboration, le pilotage <strong>et</strong> la diffusion des résultats.<br />
Dès la première phase de l’élaboration d’un programme de R&D, <strong>et</strong> même avant sa conception, il<br />
semble essentiel, comme c’est le cas en Autriche, de décrire précisément le contexte national<br />
qui constitue le paysage au cœur duquel la recherche doit dégager des pistes de progrès<br />
pertinentes : mener les analyses socio-économiques préalables, définir la cartographie du<br />
programme en fonction de ces analyses (décider par exemple dans quelles conditions le<br />
programme pourra traiter de l’existant, <strong>et</strong> de constructions au-delà de l’habitat, faire émerger des<br />
besoins de recherche en sociologie <strong>et</strong> en économie).<br />
La consultation de toutes les parties prenantes est aussi une action préalable incontournable.<br />
En Autriche, les principaux acteurs du secteur de la construction sont associés dès les<br />
premières phases, ce qui les motive ensuite pour donner leur avis sur le déroulement. Il faut sans<br />
doute ne pas se restreindre aux acteurs de la construction, mais consulter des experts sur un<br />
champ plus large, <strong>et</strong> les faire travailler sur les questions qui sont posées à la recherche, à partir<br />
desquelles le programme pourra se construire. Aux Pays-Bas, des groupes-cibles sont constitués<br />
en amont de l’élaboration du programme : regroupant essentiellement des utilisateurs finaux des<br />
résultats de la recherche, ils vont plutôt exprimer de façon pragmatique ce qu’ils attendent des<br />
actions qui seront menées dans le cadre du programme de recherche, en terme de résultats<br />
généralisables, <strong>et</strong> ce travail est complémentaire de celui des experts. En Finlande, on attache une<br />
grande importance à ce que la vision préalable <strong>et</strong> les stratégies développées pour le programme<br />
soient partagées par les industriels (au sens anglo-saxon, c’est-à-dire y compris les entreprises de<br />
construction).<br />
Les parties prenantes associées dès l’origine doivent rester mobilisées pour la définition du champ<br />
du programme. C’est grâce à c<strong>et</strong>te présence continue d’acteurs de la construction qu’aux Pays-<br />
Bas les programmes de recherche ne portent pas seulement sur les innovations technologiques,<br />
mais aussi (<strong>et</strong> même principalement) sur les aspects « process » : l’évolution doit porter aussi<br />
sur les pratiques professionnelles (processus de construction, jeu d’acteurs) <strong>et</strong> pas seulement<br />
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PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB
sur les obj<strong>et</strong>s construits. Il semble nécessaire de rem<strong>et</strong>tre à plat les différentes étapes d’un proj<strong>et</strong><br />
de construction, d’identifier à chacune de ces phases quels acteurs sont concernés, <strong>et</strong> quelles<br />
questions ils doivent se poser. C<strong>et</strong>te évolution mérite des actions de recherche <strong>et</strong> développement :<br />
elles sont sans doute plus difficiles à formaliser, <strong>et</strong> ne concernent pas les mêmes catégories de<br />
chercheurs que les thématiques d’innovation technologique.<br />
Pendant le déroulement du programme, le rôle des groupes externes (groupes d’experts en<br />
Autriche, <strong>et</strong> groupes cibles aux Pays-Bas) continue à être très important : il s’agit là d’assurer le<br />
suivi, voire proposer des mises à jour <strong>et</strong> des réorientations des actions engagées, comme en<br />
Finlande, où de plus des experts étrangers sont sollicités : une telle disposition, même si elle doit<br />
faire face dans notre pays au problème de la langue, apporterait sans doute un éclairage décalé<br />
qui pourrait se révéler utile.<br />
Enfin, à l’issue des proj<strong>et</strong>s, la diffusion des résultats <strong>et</strong> plus loin les actions de généralisation sont<br />
évidemment de première importance, puisqu’elles sont de fait les justifications a posteriori des<br />
programmes qui les ont produites.<br />
En ce qui concerne les innovations technologiques, <strong>et</strong> malgré tous les risques associés (attention<br />
à la possible contre performance d’un ouvrage de démonstration, ou au message détourné du fait<br />
de la mise en œuvre d’une solution particulière), il semble bien que la démonstration reste la<br />
méthode la plus efficace de diffusion des résultats : cela suppose de se donner les moyens de<br />
réaliser en vraie grandeur les innovations résultant de la recherche, <strong>et</strong> c’est ce que fait l’Autriche<br />
sur des sites dédiés. Au-delà, la réalisation de 1000 maisons passives dans ce même pays est<br />
une action moins facilement transposable, car elle n’a été possible que du fait d’un dispositif<br />
d’aides à la pierre propre à l’Autriche, <strong>et</strong> pour atteindre un tel résultat remarquable si on le rapporte<br />
à la taille du pays, il nous faudra inventer de nouvelles modalités pour accélérer la diffusion des<br />
solutions auprès du marché <strong>et</strong> des acteurs publics <strong>et</strong> privés, notamment vis-à-vis des particuliers :<br />
évolution plus rapide <strong>et</strong> contraignante de la réglementation technique, nouveaux dispositifs <strong>et</strong><br />
critères de financement du logement social, nouveaux crédits <strong>et</strong> critères d’attribution des prêts à<br />
l’accession à la propriété, modalités <strong>et</strong> dispositifs de sensibilisation des habitants recourant aux<br />
grands médias, dispositifs de mobilisation <strong>et</strong> de formation des professionnels région par région…<br />
L’implémentation d’un enchaînement de procédures de labels <strong>et</strong> de règlementations thermiques a<br />
montré par le passé toute son efficacité, notamment en France. L’optimisation de c<strong>et</strong>te<br />
implémentation doit cependant s’appuyer sur des programmes de R&D « pré-règlementaire » dont<br />
l’objectif principal serait d’assurer la faisabilité de la transformation des labels en réglementation à<br />
une échéance fixée, <strong>et</strong> de réduire au maximum les surcoûts associés.<br />
Pour les résultats des actions de recherche tournées sur le process, la visibilité de la diffusion des<br />
résultats est plus difficile à atteindre. Mais on pourrait imaginer que les actions de recherche<br />
prévoient dans la phase de dissémination des sessions de formation de professionnels comme<br />
en Autriche, ou préfigurent comme au Pays-Bas les outils qui seront utiles aux acteurs de terrain<br />
pour m<strong>et</strong>tre en œuvre les évolutions des pratiques.<br />
En conclusion, <strong>et</strong> pour revenir à l’importance du contexte, il faut reconnaître qu’à coté des efforts<br />
de qualité que peuvent produire les parties concernées dans l’élaboration de programmes de R&D,<br />
l’influence du volontarisme d’état sur la mise en place de programmes pertinents, <strong>et</strong> celle de la<br />
prise de conscience des particuliers sur la production d’eff<strong>et</strong>s généralisables sont prépondérantes,<br />
<strong>et</strong> pas toujours transposables.<br />
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4. REFERENCES<br />
Le programme autrichien: « Haus der Zukunft ». Luc Bourdeau, Jean-Luc Chevalier, Marc<br />
Colombard-Prout.<br />
Les programmes néerlandais « Compass » <strong>et</strong> « EOS ». Luc Bourdeau, Jean-Luc Chevalier, Mansi<br />
Jasuja (expert).<br />
Les programmes finlandais « CUBE », « SARA »… Luc Bourdeau, Jean Luc Chevalier, Markku<br />
Virtanen (expert).<br />
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PREBAT - <strong>Comparaison</strong> <strong>internationale</strong> Bâtiment <strong>et</strong> <strong>Energie</strong> / Décembre 2007 / ADEME-PUCA-CSTB