Etude de la consommation d'énergie pour le ... - CDH - EPFL

Etude de la consommation d’énergie
pour le chauffage sur la ville de Lausanne
Les objectifs du projet « société à 2000W » sont-ils
accessibles
Anouk André, Génie Electrique
Berthoud Coralie, Génie Electrique
Burckel Alice, Physique
Heraïef Alexis, Génie Electrique
Projet SHS de 1 ère année master
Encadré par
Altamirano Cabrera Juan Carlos, Economie Politique
Serquet Gaëlle, Développement Durable
Thalmann Philippe, Economie Politique
Rapport accepté le 30 Avril 2008
Lausanne, année académique 2007 – 2008

Table des matières
1. Introduction..................................................................................... p.3
2. Présentation du projet « Société à 2000 W ».................................. p.5
2.1 Concept de société à 2000 Watts ........................................................ p.5
2.2 Cas du chauffage................................................................................. p.6
3. Technologies disponibles en matière de chauffage ........................ p.8
3.1 Pompes à chaleur ................................................................................ p.8
3.2 Chauffage à bois ................................................................................. p.10
3.3 Solaire thermique................................................................................ p.11
3.4 Energies classiques ............................................................................. p.12
3.5 Synthèse .............................................................................................. p.13
4. Situation actuelle de la ville de Lausanne....................................... p.14
4.1 Mise en situation ................................................................................. p.14
4.2 Les chiffres.......................................................................................... p.14
5. Situation utopique........................................................................... p.16
5.1 Rendement des installations................................................................ p.17
5.2 Type de chauffage............................................................................... p.18
5.3 Conclusion .......................................................................................... p.18
6. Aspects économiques de la problématique..................................... p.19
6.1 Chauffage à distance (CAD)............................................................... p.19
6.2 Gaz ...................................................................................................... p.19
6.3 Mazout ................................................................................................ p.19
6.4 Pompe à chaleur (PAC) ...................................................................... p.20
6.5 Bois ..................................................................................................... p.21
6.6 Solaire thermique................................................................................ p.21
6.7 Synthèse .............................................................................................. p.21
6.8 Exemple : Rénovation dans une villa.................................................. p.21
6.9 Discussion........................................................................................... p.22
7. Aspects politiques et sociaux.......................................................... p.23
7.1 Aspect sociologique et psychologique................................................ p.23
7.2 Analyse des incitations de la ville et du canton ................................. p.24
7.3 Aspect politique .................................................................................. p.28
8. Conclusion ...................................................................................... p.30
9. Bibliographie................................................................................... p.32
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1. Introduction
Que ce soit dans les journaux ou à la télévision, on entend sans cesse parler de
l’appauvrissement des ressources en énergies fossiles, qui commence déjà à avoir des
conséquences au niveau économique et qui engendrera immanquablement de fortes
tensions politiques dans les temps à venir. On s’inquiète également des grands
bouleversements climatiques provoqués par la trop forte émission de CO 2 . Et d’un
autre côté, la population mondiale croît exponentiellement vite, entraînant avec elle la
demande en énergie qui ne cesse d’augmenter de façon inquiétante.
Lorsqu’on ajoute encore à cela le problème des déchets nucléaires, il est juste de
se poser les questions suivantes : « Mais sommes-nous fous de continuer comme
cela Ne serait-ce pas le moment de mettre en place les infrastructures nécessaires
afin d’éviter de se retrouver un jour dans une situation de réelle pénurie d’énergie »
C’est en tout cas les questions que se sont posées les membres de l’Institut Fédéral de
la Technologie. En effet, ayant conscience des enjeux environnementaux,
économiques, politiques et sociaux liés à la problématique de l’énergie, l’Institut
Fédéral de la Technologie a développé en 1998 un projet de diminution de la
consommation totale d’énergie en Suisse intitulé « Une société à 2000 Watt ». Ce
projet présente différentes solutions technologiques ayant pour but de réduire la
consommation d’énergie. Des études sur la mise en pratique de ces solutions ont été
réalisées sur les villes de Bâle et Zürich.
Le projet présenté ici a pour objectif d’étudier la faisabilité du projet « société à
2000 W » sur la ville de Lausanne. Cependant, ceci étant une problématique très
vaste, il a été choisi de cibler l’attention sur la consommation d’énergie destinée au
chauffage de bâtiments. Ce choix a été motivé par trois facteurs. Premièrement,
presque 20% de la consommation d’énergie est destinée au chauffage [1], et c’est,
selon les objectifs du projet « société à 2000 W » un des principaux domaines où des
changements doivent avoir lieu. Deuxièmement, la question du chauffage est très
riche d’un point de vue économique et surtout politique, car c’est un domaine où ce
sont les propriétaires privés qui doivent agir pour créer une différence, par opposition
au domaine de l’éclairage public ou des transports où le choix revient totalement ou
en grande part à la municipalité. Enfin, de par notre formation d’ingénieurs, nous
savons que des changements sont possibles. Ainsi, il est spécialement intéressant pour
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nous d’étudier les enjeux économiques, politiques et sociaux qui freinent la mise en
œuvre de ces changements.
Ce travail est essentiellement séparé en deux parties. La première est une
présentation des moyens technologiques disponibles et applicables à la ville de
Lausanne, ainsi que de la situation actuelle de la ville (quelles technologies sont
utilisées et en quelles proportions). Cela servira de base à la seconde partie de notre
projet qui est l’étude des facteurs économiques qui freinent l’atteinte des objectifs du
projet « société à 2000 W », ainsi que la prise de position de la municipalité face à
cette situation et enfin les aspects sociaux de la problématique.
Les chiffres présentés dans la première partie sont tirés de données fournies par
les Services Industriels de la ville de Lausanne. Les considérations politiques
présentées dans la seconde partie de ce travail sont essentiellement basées sur
l’interview de Monsieur Jean-Yves Pidoux, directeur des SIL et conseiller municipal
de la ville de Lausanne.
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2. Présentation du projet « Société à 2000 W »
2.1 Concept de société à 2000 Watts
Le graphe ci-dessous présente la consommation d’énergie dans différentes régions
du monde. L’unité de mesure à laquelle on se réfère est le Watt par habitant, que l’on
abrégera par Watt/cap dans la suite de ce rapport.
Consommation d'énergie dans différentes régions
du monde
12000
10000
Watt/cap
8000
6000
4000
2000
0
Bangladesh
Asie
Afrique
Chine
Amérique Latine
Monde
ex-URSS
Suisse
Union Européenne
Japan
USA
Figure 2.1 : consommation d’énergie dans différentes régions du monde [1]
Alors que dans les pays en voie de développement tel que l’Inde la
consommation moyenne par habitant est de 500 Watt/cap, on constate qu’en Suisse
nous en sommes déjà à presque 6000 Watt/cap. La consommation des Etats-Unis
quant à elle, dépasse les 10000 Watt/cap. On constate que 2000 Watt/cap est
actuellement la consommation mondiale moyenne. Le but principal du projet
« Société à 2000 Watt » est que, d’ici à l’an 2050, la Suisse ait réduit sa demande en
énergie de façon à avoir une consommation égale à la consommation mondiale
actuelle. De plus, afin d’agir directement sur le taux d’émission de CO 2 , un autre
objectif de ce projet est que la consommation d’énergie fossile ne devrait plus
dépasser 500 Watt/cap. C'est-à-dire un quart de la consommation totale.
Pour se rendre compte de ce que 2000 Watt/cap signifie, il est intéressant de
prendre conscience que la Suisse était une société à 2000 Watts dans les années ’60.
Cependant, cela ne signifie pas pour autant que le projet « Société à 2000 Watt »
demande à ce que l’on revienne à la façon de vivre des années ’60 (avec bien moins
de voitures, sans téléphones portables…). En effet, le projet lancé par l’Institut
Fédéral de la Technologie précise bien que ce retour à une consommation de 2000
Watt/cap devra se faire sans que le niveau de vie ne diminue.
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Le projet « Société à 2000 Watt » prévoit des mesures à différents niveaux :
- Premièrement, améliorer le rendement de la conversion d’énergie primaire (c’est-àdire
brute) à énergie secondaire (c’est-à-dire consommable). Actuellement, en Suisse,
ce rendement est d’environ 78%.
- Deuxièmement, améliorer la façon dont l’énergie secondaire est utilisée. Ce qui
correspond à modifier presque toutes les infrastructures existantes, que ce soit dans le
domaine du bâtiment, des transports ou de l’industrie.
- Troisièmement, développer de nouvelles sources d’énergie primaires, telles que les
énergies renouvelables.
- Enfin, le dernier niveau sur lequel il faudrait œuvrer serait les habitudes des gens
(prendre le train plutôt que la voiture,…). Ici, ça serait à l’Etat d’instaurer des mesures
pour promouvoir certains types de comportement.
Réduire d’un facteur 2.5 la consommation en moins de 50 ans, et cela en prenant
en compte « l’accroissement économique » est un objectif très contraignant. Le
graphe de l’image ci-dessous représente les différents scénarios d’évolution de la
demande d’énergie en Suisse, en fonction de la politique adoptée en la matière et des
avancées technologiques. La courbe « frozen efficiency » représente l’évolution de la
consommation si on continue exactement avec les ressources et les infrastructures
actuelles. En observant ce graphe, on prend conscience que la vision de la société à
2000 W est vraiment un scénario optimiste, et que ce-dernier ne serait réalisable que
s’il y avait une reélle prise de conscience des enjeux et que d’énormes investissements
étaient fait dans ce sens.
Figure 2.2 : différents scénarios pour la demande en énergie primaire en Suisse d’ici à
l’an 2050 [1]
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2.2 Cas du chauffage
Le graphique ci-dessous représente la consommation d’énergie moyenne répartie
en différents secteurs, ainsi que les diminutions nécessaires dans chaque secteur afin
d’atteindre les objectifs fixés par la société à 2000 W.
Figure 2.3 : répartition de la consommation d’énergie et objectifs du projet société à
2000 W. Ces chiffres datent de mars 2005 [a]
La part d’énergie destinée au secteur «Habitation et travail » devrait être de 22.5%
de l’énergie totale, soit une puissance moyenne de 450 W sur l’année. Dans ce
secteur, 77% de l’énergie est dédié au chauffage. Ainsi, la consommation d’énergie
destinée au chauffage devrait être de 347 W. Actuellement, la moyenne suisse est
d’environ 1155 W. Le projet « société à 2000 W » prévoit donc de diminuer de 70%
la consommation d’énergie liée au chauffage. Ceci, en améliorant les technologies de
chauffage, mais également en améliorant l’isolation des bâtiments. Dans ce travail,
seule la question des types de chauffages utilisés sera abordée.
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3. Technologies disponibles en matière de chauffage
Le présent chapitre se veut une exploration des solutions technologiques les plus
récentes qui peuvent être appliquées à Lausanne. Sans plonger dans des explications
technologiques, les lignes suivantes exposent leurs fonctionnements et en font
ressortir leurs principales caractéristiques techniques, environnementales et
économiques.
3.1 Pompes à chaleur
Le sous-sol de notre planète est le siège de températures importantes, typiquement
200°C à 5000 mètres de profondeur [b]. Il suffit alors d'injecter l'eau dans des
canalisations pour qu'elle soit exploitable pour du chauffage. Si de telles températures
présentent un intérêt énergétique important, elles sont difficilement exploitables par
géothermie pour une ville comme Lausanne étant donnés les forages nécessaires. Il
est néanmoins possible d'exploiter cette énergie stockée au moyen des pompes à
chaleur.
La pompe à chaleur utilise des réservoirs d'énergie à température ambiante. En
échange de l'énergie nécessaire à son fonctionnement, il est possible d'alimenter un
chauffage domestique. La pompe à chaleur n’est donc pas un système autonome, mais
son rendement supère celui des chauffages conventionnels, à gaz, à mazout ou
électriques. En effet, l'apport électrique nécessaire à son fonctionnement ne représente
que 30% du total de l'énergie délivrée en sortie de la pompe à chaleur. Les 70%
restants sont tirés des réservoirs d'énergie. [III]
Trois catégories de réservoirs de chaleur sont à distinguer, à savoir l'air, les nappes
d'eau et le sous-sol. Chacune des technologies liées à ces réservoirs présente ses
avantages et ses défauts qui sont à prendre en compte lors de l'installation.
Air ambiant
L'air constitue un premier réservoir d'énergie. Sa disponibilité en fait son principal
argument. Qui plus est, aucune autorisation n'est requise pour une installation de ce
type. La température de l'air variant avec les saisons, le système est autosuffisant pour
des altitudes maximales de 800 mètres. Au-delà, il est nécessaire d'avoir un chauffage
d'appoint conventionnel. Il s'agit du système de pompe à chaleur le plus répandu en
Suisse. [c]
Sol
Deux systèmes se basant sur le sol comme réservoir d'énergie sont à distinguer.
Le premier système, dit de capteurs verticaux, nécessite des forages dont la
profondeur varie selon le bâtiment. Pour des maisons individuelles, la profondeur est
de l'ordre de la centaine de mètres. Il est ainsi possible d'accéder à une température
stable d'une dizaine de degrés Celsius. Cela garantit un fonctionnement constant toute
l'année, et peut également permettre d'alimenter un circuit de climatisation en été. [c]
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Pour des constructions plus importantes, les forages peuvent atteindre des
profondeurs de 500 à 2000 mètres, afin d'avoir accès à des sources plus chaudes. Dans
certains cas, la température en sous-sol est suffisante pour ne pas nécessiter de pompe
à chaleur. La nécessité de forage constitue un obstacle, en particulier dans les travaux
de rénovation. Cette méthode garantit toutefois un réservoir à température constante,
et donc une utilisation possible toute l'année. [III]
Ces méthodes de forage permettent également de chauffer l'eau destinée à la
consommation ménagère, valorisant l'investissement consenti.
Le second système, dit de capteurs horizontaux, se base sur un long réseau de
tuyaux enterrés à faible profondeur, environ un mètre, afin d'éviter le gel. Le principe
est de récupérer l'énergie fournie au sol par le soleil. Celle-ci est de l'ordre de 20
W/m 2 . De grandes surfaces sont nécessaires pour chauffer un habitacle. Celles-ci sont
de l'ordre de 1.5 à 2 fois la surface habitable. De grands terrains dégagés sont
nécessaires et rendent sont application compliquée en milieu urbain. [III]
Une variante des capteurs horizontaux est le puits canadien. L'air du circuit
d'aération arrive par des tuyaux enterrés et tire profit de la température du sol. Ce
système peut être utilisé pour le chauffage ou la réfrigération, et s'adresse à des
systèmes d'aération domestiques ou de bâtiments, contrairement aux systèmes
précédents qui s'adressent à des systèmes basés sur la circulation de l'eau. [III]
Eau
Une autorisation est requise pour tout système de pompe à chaleur au sol. [c]
Les nappes d’eau constituent le troisième type de réservoir possible. Celles-ci
peuvent être situées en profondeur. Dans le cas de Lausanne, le lac constitue un
réservoir important et intéressant pour les bâtiments situés sur sa rive. L'importante
masse d'eau assure une température constante en profondeur. Ce système est celui
adopté par l'EPFL. Il nécessite une autorisation. [c]
Les services industriels de la ville de Genève proposent un système centralisé de
chauffage et de climatisation fonctionnement sur ce principe. Les usagers peuvent se
connecter au réseau d'eau mis à disposition. [d]
Synthèse
Le choix de pompe à chaleur dépendra du terrain à disposition, mais également du
type de travaux. S'il s'agit d'une rénovation, une pompe basée sur l'air ambiant est plus
simple à installer. A l'opposé, des forages peuvent être aisément réalisés lors de la
construction de nouveaux bâtiments, entraînant un surcoût aisément rattrapé par
rapport aux chauffages conventionnels.
Les technologies liées aux pompes à chaleur deviennent de plus en plus fiables et
percent sur le marché des maisons individuelles neuves, à raison de 60% de part de
marché. Elles ne constituent toutefois que 20% des installations dans le cas des
rénovations. [c]
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L'entretien d'une pompe à chaleur est très simple et ne demande pratiquement pas
de temps ni d'argent. Le système tourne en circuit fermé et seules les éventuelles
pannes demanderont la présence d'un spécialiste.
3.2 Chauffage à bois
Le bois fut le premier combustible utilisé par l'homme et il est encore souvent
employé pour le chauffage. Bien que le principe reste basique, les technologies ont
évolués et permettent de répondre aux exigences actuelles en matière de confort et de
performances.
Bûche
La bûche classique reste le moyen le plus évident d'utilisation du bois pour le
chauffage. Elle est disponible aisément partout en Suisse et dans la région
lausannoise. Les déchets de forêts sont une première source qui ne nécessite pas
d'exploitation spécifique et cela permet de tirer profit des ressources naturelles. En
complément, des exploitations forestières proposent des bûchent de meilleures
qualités. Le CO 2 émis par la combustion d'un arbre est compensé en plantant une
jeune pousse à sa place, qui récupérera ce CO 2 durant son cycle de vie. Le bois est
donc considéré comme neutre en matière d'émissions de gaz à effet de serre.
Les technologies pour le chauffage à base de bûches offrent deux variantes
principales. La première est celle du poêle, permettant de chauffer une pièce
principale ou une petite cabane. Son rendement est de 60% à 80%, voir 90% pour les
plus élaborés. Il est toutefois nécessaire de recharger souvent l'âtre et son utilisation
reste peu indiquée pour une maison conventionnelle.
Pour offrir une alternative intéressante, des chauffages centraux à bûche existent
actuellement sur le marché. Leur utilisation est repensée grâce à l'utilisation
d'accumulateurs d'énergie. L'alimentation du foyer se fait ainsi au maximum deux fois
par jour en plein hiver. Les plus gros modèles dépassent 300 kW de puissance
chauffante. [e]
Afin de diminuer le nombre de recharges nécessaires, il est également possible
d'utiliser des bûches à base de bois densifié. Celles-ci possèdent un potentiel
énergétique plus élevé que les bûches traditionnelles, permettant ainsi d'augmenter la
durée de la combustion et diminuant l'espace de stockage nécessaire. [III]
Systèmes automatisés
Il est possible, à partir de sciure de bois, de fabriquer de petits cylindres ne
dépassant pas les 3 cm de longueur, appelés granulés de bois. Ceux-ci disposent d'un
pouvoir énergétique plus élevé que la bûche conventionnelle et sont aisément
transportables et utilisables.
Le granulé de bois présente l'immense avantage de pouvoir être stocké en silo. A
l'aide d'un système d'alimentation adéquat, il est possible d'injecter le combustible
10

dans la chaudière sans intervention humaine. Le système est automatisé et permet de
concurrencer les chaudières à mazout ou au gaz pour un pouvoir chauffant suffisant
pour des maisons individuelles ou des immeubles.
La plaquette de bois, qu'elle soit directement issue de l'exploitation forestière ou
fabriquée à partir de sciure, offre le même confort d'utilisation. De part leur mise en
œuvre plus coûteuse, les chaudières utilisant ce combustible s'adressent à des
installations de puissance élevée, pouvant atteindre plusieurs centaines de mégawatts.
L'écorce ou les copeaux sont autant de combustibles possibles pour ce genre de
chaudières. Le rendement de celles-ci dépasse 90%. [III]
Une entreprise sur la région lausannoise assure le ravitaillement de ces
combustibles. L'entretien se constitue des révisions de l'équipement ainsi que de la
vérification des stocks et des commandes nécessaires, le cas échéant.
Reconversion de systèmes existants
La poudre de bois est issue d'une nouvelle technologie utilisée principalement en
Suède. En broyant les déchets de l'industrie du bois très finement, il est possible
d'utiliser la poudre obtenue dans des chaudières au fioul. Les travaux de reconversion
nécessaires sont peu importants. Cette technologie est une alternative pour la
restauration d'équipements existants. [III] Aucune société ne propose toutefois cette
technologie en Suisse.
3.3 Solaire thermique
L'énergie solaire a toujours été utilisée pour chauffer des fluides. Au 18 e siècle, les
capteurs à concentration ont fait leur apparition. Ceux-ci permettent de capter
l'énergie solaire de manière efficace pour chauffer un fluide. Celui-ci permettra alors
le chauffage d'un bâtiment, ou l’alimentation d’une turbine afin de produire de
l'électricité. On parle alors de centrale solaire thermodynamique. Il existe plusieurs
sortes de capteurs, les plus utilisé en Europe étant les capteurs à air et sous vide
puisqu'ils permettent une utilisation pour des climats froids. Les capteurs ont
maintenant un bon rendement d’approximativement 80%. Leur durée de vie est
d'environ 30 ans.
Depuis 1960 le chauffage solaire est utilisé pour l'eau chaude domestique et l'on
compte actuellement plus de 30 millions de mètres carrés de capteurs dans le monde
et plus de 40'000 installations en Suisse. Le chauffage de l'eau est la principale
application des panneaux solaires thermiques. Cette eau chaude est utilisée pour les
sanitaires ainsi que pour le chauffage des locaux. Il existe deux technologies. Le
chauffage solaire de l'eau qui va nous permettre de chauffer l'eau des sanitaires, et le
système solaire combiné qui fournit le chauffage de l'eau et des locaux. De plus il
existe les systèmes centralisés et les systèmes décentralisés. [I]
Le chauffage solaire thermique se combine très bien comme chauffage d'appoint
pour une pompe à chaleur à air. [k]
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3.4 Energies classiques
Chauffage au mazout
Utilisée depuis des dizaines d'années, la technologie du chauffage à mazout arrive
à maturité. Les nouvelles générations de chaudières à condensation atteignent des
rendements de 95 %. [f] Il est ainsi possible de tirer profit au maximum du pouvoir
calorifique du combustible.
Déjà fort répandue, la chaudière à mazout est souvent préférée lors de rénovations.
En effet, il est plus simple de conserver la même technologie. Elle présente l'avantage
d'un coût d'installation le plus bas du marché avec les chaudières à gaz. Le réseau de
distribution de mazout est largement développé et les puissances disponibles partent
de 15 kW pour atteindre des puissances suffisantes pour les grands bâtiments.
Finalement, la chaudière à mazout a souvent la confiance de l'utilisateur. [f]
L'augmentation du cours du pétrole rend l'investissement de moins en moins
rentable à long terme. A cette technologie classique s'oppose également son émission
en CO 2 .
L'entretien est comparable à celui d'une chaudière à granulé.
Chauffage au gaz
Technologie tout autant éprouvée que le chauffage à mazout, les chaudières au
gaz atteignent également des rendements de 95 % grâce aux nouvelles chaudières à
condensation. [f]
Tout comme son homologue au fioul, ce type de chaudière est souvent préféré lors
de rénovations sans changer de technologie. Avantage non négligeable à Lausanne, la
chaudière peut être raccordée au réseau du gaz municipal, supprimant la contrainte du
ravitaillement. La gamme des puissances disponibles démarre à 5 kW. Il est ainsi
possible de procéder à une installation individuelle par appartement. [c]
L'augmentation du cours du pétrole ainsi que ses émissions en CO 2 sont autant de
désavantages des chaudières au gaz.
Une chaudière à gaz demande le même entretien qu'une chaudière à mazout. Si le
gaz provient d'un réseau de distribution centralisé, il n'est par contre pas nécessaire de
se soucier des stocks.
Chauffage à distance
Le chauffage à distance est une technologie non négligeable à Lausanne, puisque
la ville dispose d'un important réseau de distribution.
Une chaudière centrale produit de la chaleur, qui est distribuée sous forme d'eau
chaude dans un réseau de canalisations. Le consommateur peut se relier au réseau tant
pour le chauffage que pour l'eau chaude sanitaire. Une fois connecté, l'utilisateur n'a
pas à se soucier de l'entretien et l'alimentation d'une chaudière.
12

La ville de Lausanne dispose de quatre centrales à distance, à savoir la centrale
d'incinération des déchets Tridel, la centrale au gaz de Pierre de Plan, la station
d'épuration (STEP) et la centrale au bois de la Tuillière. [g]
3.5 Synthèse
Le tableau ci-dessous résume les divers aspects présentés au cours de ce chapitre.
Autosuffisant
CO 2 Investissement Entretien
PAC air Oui Non + +
PAC sol/eau Oui Non +++ +
Solaire Non Non ++ +
Bois Oui Non ++ ++
Mazout Oui Oui + +++
Gaz Oui Oui + +++
Gaz à distance Oui Oui + ++
Pierre de Plan Oui Oui + +
Tridel, Tuillière,
STEP
Oui Non + +
Tableau 1 : Résumé des avantages et inconvénients des diverses technologies présentées
La première colonne précise si la technologie choisie suffit à chauffer
intégralement l'installation. Pour la PAC air, Lausanne est à une altitude suffisamment
basse pour considérer que le système suffit pour chauffer le bâtiment. La seconde
colonne précise si le système émet du CO 2 , ou s'il est neutre en émissions dans le cas
du bois. La troisième colonne donne un classement des technologies selon leur coût
d'investissement, +++ étant le plus cher. La dernière colonne fait de même pour les
coûts d'entretien, qui comprennent l'achat du combustible.
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4. Situation actuelle de la ville de Lausanne
4.1 Mise en situation
Environ 125’000 personnes [h] habitent dans la commune de Lausanne. Celle-ci
comporte approximativement 6100 bâtiments. Cette information ainsi que les chiffres
suivants ont été fournis par les Services Industriels de la Ville de Lausanne.
Les modes de chauffages se classent dans les trois catégories principales que sont
le chauffage à distance, le chauffage au gaz et le chauffage au mazout. Le chauffage
électrique constitue une part négligeable, ainsi que la pompe à chaleur qui fait une
timide percée.
Le chauffage à distance est tiré de diverses sources. La plus médiatisée récemment
est l'usine d'incinération de Tridel, qui récupère la chaleur générée par la combustion
des ordures ménagères. La station d'épuration ainsi que la chaufferie à bois de la
Tuilière amènent également leurs contributions au réseau. Pour les périodes de grand
froid, la centrale de Pierre de Plan ajoute de l'énergie d'appoint au réseau grâce à une
chaudière centralisée au gaz. Il est à noter qu'avant l'ouverture de Tridel, c'est cette
dernière qui fournissait la majeure partie de l'énergie.
Comme cela a déjà été précisé, la ville de Lausanne dispose d'un réseau de
distribution du gaz.
4.2 Les chiffres
Le Tableau 2 présente la consommation énergétique secondaire en matière de
chauffage par bâtiment et source d'énergie.
Nombre de bâtiments Energie consommée en 2007 [GWh]
Chauffage à distance 1000 298
Gaz 2520 311
Mazout 2500 300
Tableau 2 : Energie secondaire consommée à Lausanne pour le chauffage
Des chiffres exacts n'ont pas pu être obtenus pour le chauffage au mazout. Le
nombre de bâtiments est déduit du total de bâtiments présents dans la ville et des
bâtiments chauffés au gaz et au chauffage à distance. L'énergie consommée par les
chaudières au mazout est extrapolée de la consommation du gaz, puisque les
technologies présentent un rendement similaire.
Ainsi, les lausannois ont consommée, en 2007, 909 GWh pour se chauffer. La
puissance moyenne instantanée consommée a donc été de 830 W/capita.
14

Il s'agit à présent de prendre en compte les pertes dues au réseau de distribution,
afin de connaître l'énergie primaire consommée. Dans le cas du chauffage à distance,
celles-ci ont été communiquées par les SIL et s'élèvent à 69 GWh pour l'année 2007.
Cela représente 19% de la production de chaleur en sortie des centrales.
Les pertes liées à la consommation du gaz peuvent se lister par l'énergie
nécessaire à l'injection dans le réseau et l'énergie utilisée pour acheminer le gaz
jusqu'à la ville. En ce qui concerne le mazout et le bois, il faut également prendre en
compte l'énergie liée au transport. Aucune donnée précise n'est disponible à ce sujet.
En regard des pertes du chauffage à distance, ajouter 15% à la consommation
annuelle semble une majoration correcte, probablement supérieure aux pertes réelles.
Il est utile peut-être de rappeler que le rendement des chaudières n'est pas pris en
compte, puisqu'il n'est considéré ici que l'énergie, sous forme combustible ou d'eau
chaude, fournie à l'entrée d'un bâtiment.
L'énergie primaire consommée par la ville de Lausanne pour le chauffage, en
2007, est estimée à 1.045 TWh. Cela représente une puissance moyenne instantanée
consommée de :
P = 955 W / capita
Une diminution de la consommation de puissance primaire liée au chauffage de
600 W par habitant est donc nécessaire afin d’atteindre les objectifs de la société à
2000 W.
Ce chiffre ne tient pas compte de la part d'énergie renouvelable produite par le
chauffage à distance. Tridel, la STEP et le Tuilière produisent respectivement 40
GWh/an, 20 GWh/an et 13.5 GWh/an. Ainsi, la part d'énergie non renouvelable
consommée pour le chauffage par habitant est de 890 W/capita.
Il est à noter que cette valeur reste en dessous de la moyenne nationale de 1155
W/capita moyenné sur une année. Si l'on peut saluer les efforts déjà accomplis par les
lausannois, il reste à mettre en doute l'estimation présentée ci-dessus en l'absence de
valeurs exactes sur la consommation de mazout.
15

5. Situation utopique
Le chapitre 4 a montré qu’actuellement Lausanne est encore loin des objectifs de
la société à 2000 W. La situation économique ne favorise pas la transition, puisque les
nouvelles technologies sont coûteuses, de même que les frais liés à la rénovation des
infrastructures existantes (cela sera traité en détail dans le chapitre 6). La question que
l’on s’est posée dans ce chapitre est de voir si, en supposant que l’on puisse faire
totalement abstraction du point de vue économique et en faisant l’hypothèse que les
particuliers pouvaient instantanément et sans aucun frais changer totalement leur
mode de chauffage, les 347 W de la société à 2000 W seraient atteignables.
Il s’agit donc de réduire la puissance consommée. Mais il faut faire attention à
distinguer la puissance thermique nous chauffant et l'origine de cette puissance qui
alimente les appareils. En effet, le projet société à 2000 W comporte deux buts. Le
premier est de diminuer la production de CO 2 et de n'utiliser qu'une consommation
totale de 500 W pour les énergies fossiles, le second est de n’utiliser que 347 W
d'énergie primaire pour le chauffage.
Pour atteindre ces objectifs, il nous faut soit diminuer la quantité de chaleur dont
on a besoin, soit diminuer la part de consommation non renouvelable des chauffages.
Garder le même confort signifie qu'il ne faut pas que les bâtiments et l'eau soient
sous chauffés. Si l'on désire diminuer la production d'énergie thermique tout en
respectant cette contrainte, il nous faut soit isoler mieux les habitations, soit utiliser
des appareils à meilleur rendement. Nous ne traitons pas principalement le problème
de l'isolation dans ce travail, bien qu'un paragraphe y soit consacré plus loin. En ce
qui concerne le rendement des appareils on arrive aux limites technologiques, mais
l'on peut encore faire quelques améliorations On verra si celles-ci ont un impact
significatif.
Si l'on part du principe que l'isolation n'est pas changée et que le rendement des
appareils non plus, il n'est pas possible de diminuer la production de chaleur sans
diminuer notre confort. Il nous faut donc agir sur la manière dont cette chaleur est
produite. En effet, si l'on utilise des énergies renouvelables, leurs consommations
n'entrent pas dans les calculs et l'on pourra peut-être atteindre l'objectif des 500 W
d'énergie fossile. A titre d'exemple, si l'on chauffe entièrement un bâtiment à l'aide
d'une installation solaire thermique, la production de chaleur ne diminue pas mais la
consommation d'énergie pour son alimentation devient nulle puisqu'elle provient
entièrement du soleil. L'énergie fossile n'est plus utilisée pour se chauffer et l'objectif
de la société à 2000 W est partiellement atteint, bien que l'énergie totale consommée
reste supérieur à sa valeur optimale.
16

5.1 Rendement des installations
Dans un premier temps on va faire une rapide étude sur la différence qu'apporte
un meilleur rendement des appareils.
La consommation de chaleur actuelle a été calculée précédemment. La proportion
des différents types de chaudières utilisées n'est pas connue, mais l'on fait l'hypothèse
que la moyenne sur toutes les chaudières donne un rendement global de 75 %. Les
pertes du réseau de distribution de gaz et de chauffage ont été estimées à 15 % et 19
%. On obtenait une puissance thermique secondaire de 830 W/cap et une puissance
primaire provenant d’énergies fossiles de 890 W/cap.
Les rendements des nouvelles chaudières se trouve à présent à 95 % voir 99 %
dans un futur proche. Comme il s'agit d'un calcul utopique, l'hypothèse d'un
rendement de 100 % est faite pour les chaudières ainsi que pour le réseau de
distribution.
Avec ces hypothèses, la consommation secondaire est égale à 605 GWh donc 690
W/cap. On arrive déjà à diminuer de 140 W la puissance secondaire consommée. Pour
l'énergie primaire fossile, on obtient alors 419 W/cap.
En se qui concerne l'isolation, d'après les informations de « Tobler heizen heute »
on constate que le besoin calorifique des bâtiments varie beaucoup en fonction de leur
type. Une villa récente a besoin de deux fois plus de chaleur qu'une Minergie et une
villa ancienne 3 fois plus. Pour les immeubles locatifs les résultats sont similaires.
Figure 5.1 : Besoin calorifique des différents type de bâtiment [l]
La proportion de ces bâtiments à Lausanne n'est malheureusement pas connue, ce
qui rend impossible tout calcul précis. On peut cependant faire l'hypothèse que le
nombre d'habitations répondant au label Minergie est faible et que le nombre
17

d'anciennes constructions est assez élevé. On peut ainsi espérer diminuer d'un facteur
deux la consommation de chaleur en agissant sur l’isolation des bâtiments. Ce qui
reviendrait à une puissance moyenne secondaire consommée de 345 W/capita et une
puissance primaire fossile de 210 W/cap. L'objectif des 347 W est ainsi atteint.
5.2 Type de chauffage
Le changement du type de chauffage, sans toucher à l'isolation, va avoir un impact
sur la quantité d’énergies fossiles utilisée. En revanche, cela ne va pas modifier la
puissance totale consommée, qui est nécessaire au confort des habitants.
Chauffage thermique solaire
Si l'on gardait les moyens de chauffage utilisés à Lausanne, mais que l'on ajoutait
du solaire thermique sur chaque bâtiment pour chauffer l'eau chaude sanitaire
(domaine qui utilise 25% de l'énergie totale dédiée au chauffage [m]), on atteindrait
alors une consommation primaire provenant d’énergies fossiles de 345 W/cap. Cette
valeure est limite et pour pouvoir valider cette solution, il faudrait impérativement
changer aussi l'isolation.
Pompe à chaleur
Si tous les lausannois utilisaient uniquement des pompes à chaleur (situation
irréalisable physiquement), les 690 W de chaleur (valeur calculée pour un rendement
idéal) seraient toujours nécessaire, cependant un tiers seulement devrait provenir du
réseau électrique. Le reste serait de l’énergie entièrement renouvelable. La puissance
consommée venant du réseau serait alors de 230 W/cap, ce qui est en accord avec
l'objectif.
Remplacer le mazout par le bois
Les installations de chauffage à distance et les chaudières à gaz seraient conservés
et les installations au mazout seraient entièrement replacées par des chauffages à bois.
Cette situation est réaliste. La puissance totale consommée serait alors de 233 GWh,
soit 213 W/cap. L'objectif est à nouveau atteint.
5.3 Conclusion
Bien que ces calculs soient faits de manière utopique, en supposant des
rendements idéaux, il semble possible d'atteindre les objectifs de la société à 2000 W
à Lausanne en ce qui concerne le chauffage. En effet, le troisième cas, qui est tout à
fait réalisable, nous permet d'atteindre une consommation très basse. Cependant, il
faut prendre en compte le fait que le chauffage au bois n’est pas une solution idéale,
d’une part à cause de la forte émission de particules fines, d’autre part pour des
raisons écologiques. On peut facilement s'imaginer que même en prenant des
rendements réels, on arriverait aux objectifs simplement en changeant l'isolation des
bâtiments. La réalisation technologique de la société à 2000 W à Lausanne semble
donc être possible.
18

6. Aspects économiques de la problématique
Pour le présent chapitre, l'énergie primaire consommée par habitant, en tenant
compte de la part d'énergies renouvelables, est nécessaire. Puisque 1.045 TWh/an sont
consommés par 125'000 lausannois, cela revient à 8.36 (MWh/an)/capita.
6.1 Chauffage à distance (CAD)
Le chauffage à distance coûte 8.1 cts/kWh. A cela s'ajoute la location du compteur
à 10 frs/mois. Puisqu'il y a environ 20 habitants par immeuble à Lausanne, cela
revient à imputer 6 frs/an à chaque locataire. Un lausannois investira donc en
moyenne 683 frs/an pour se chauffer avec le réseau à distance. Cela revient à un coût
d'exploitation effectif de 8.2 cts/kWh. [g]
L'entretien est pratiquement inexistant sur une installation de ce type, qui ne
nécessite qu'un relais de raccordement au réseau. Aucun devis n'a été trouvé quant au
coût du raccordement, mais il est logique de supposer que celui-ci reste inférieur au
coût d'une chaudière ou d'une PAC.
6.2 Gaz
La ville de Lausanne vend le gaz au tarif de 12.1 cts/kWh, prix auquel il faut
ajouter la taxe climatique de 0.216 cts/kWh et l'abonnement mensuel de 3.77 frs. Cela
revient à un coût annuel de 1'070 frs, ou 12.8 cts/kWh. [g]
L'entretien, en tenant compte du service, des contrôles, du ramonage de la
chaudière et des autres frais fixes, s'élève à environ 800.- par an. [f]
Une chaudière à gaz d'une puissance de 30 kWh coûte 7'000 frs. A ce montant
doivent s'ajouter environ 2'000 frs de main d'œuvre.
6.3 Mazout
Le mazout est actuellement vendu à environ 1 frs/l. [f] Un litre de mazout a un
pouvoir calorifique de 10 kWh [i]. Pour se chauffer, le lausannois devra utiliser 836 l
de mazout par an, soit 836 frs. La taxe sur le CO2 ajoute 3 centimes par litre de
mazout. Cela revient à environ 10.3 cts/kWh.
Il est à prévoir une augmentation du prix du kWh étant donné la croissance du
prix du baril de pétrole brut. La Figure 6.1 illustre la forte montée du prix du kWh de
mazout ces dernières années.
Une chaudière à mazout d'une puissance de 30 kWh coûte 7'000 frs. A ce montant
doivent s'ajouter environ 2'000 frs de main d'œuvre.
19

Figure 6.1 : Evolution du prix du chauffage [f]
L'entretien, en tenant compte du service, des contrôles, du ramonage de la
chaudière et des autres frais fixes, s'élève à environ 800.- par an. [f]
6.4 Pompe à chaleur (PAC)
Une pompe à chaleur tire 30% de l'énergie thermique qu'elle fournit du réseau
électrique. Cela revient à multiplier par 0.3 le coût du kWh électrique. Celui-ci est de
23.8 cts/kWh à Lausanne [g]. Le kWh thermique revient donc à 7.14 cts.
Les frais d'entretien s'élèvent à environ 100.-/an. [e]
Les coûts d'installation varient bien sûr en fonction de la puissance nécessaire. La
société DalCalor estime à 31'710 frs, forage inclus, le coût d'une installation de 8.5
kW.
Aucune subvention n'est octroyée sur le canton de Vaud pour l'installation d'une
pompe à chaleur. Toutefois, le montant des travaux est déductible du revenu
imposable, ce qui constitue en soit une forme de subvention non négligeable.
20

6.5 Bois
Le prix d'exploitation du chauffage au bois dépend du combustible utilisé. La stère
de bûches en hêtre coûte 120 frs et fournit 2'200 kWh [i], soit 5.5 cts/kWh. Pour
l'alimentation de chaudières automatiques, les granulés coûtent 36 frs les 100 kg. Le
pouvoir calorifique des granulés est estimé à 5 kWh/kg [j]. Cela revient à 7.2
cts/kWh.
Les frais d'entretien s'élèvent à environ 700.-/an. [e]
Selon toute vraisemblance, le prix du bois est amené à augmenter étant donné la
demande croissante pour ce combustible. Qui plus est, une implantation en ville
nécessite l'installation de filtres à particules fines, qui représentent un ajout
conséquent aux frais d'installations. [Interview Pidoux]
6.6 Solaire thermique
Il est avant tout nécessaire de préciser que l'énergie solaire thermique reste avant
tout une énergie d'appoint et nécessite la mise en place d'une autre forme de
chauffage.
Une installation de 2.5 kW, comprenant achat et pose de 15 m 2 de capteurs,
revient à environ 30'000 frs. Le combustible, quant à lui, est gratuit.
Tout comme pour la pompe à chaleur, le montant des travaux est déductible du
revenu imposable.
6.7 Synthèse
Le tableau 6.1 présente une brève synthèse du prix du kWh selon le type de
chauffage.
Combustible CAD Gaz Mazout PAC Hêtre Granulés Thermique
Prix [cts/kWh] 8.2 12.8 10.3 7.14 5.5 7.2 0
Tableau 6. 1 : Prix du kWh selon le type de chauffage
6.8 Exemple : rénovation dans une villa
L'exemple illustré ci-après compare des devis pour la rénovation d'un système de
chauffage d'une villa particulière. Les propositions portent sur le remplacement de la
chaudière à mazout par une chaudière de technologie plus récente ou sur l'installation
d'une pompe à chaleur géothermique.
21

Les devis proposent une chaudière à mazout de 68 kW ou deux pompes à chaleur
de 40kW chacune. En se basant sur une consommation instantanée moyenne de 20
kW, la consommation d'énergie thermique est estimée à 175.3 MWh/an.
Le Tableau 6.2 présente les devis pour ces deux installations, ainsi que leur
amortissement sur plusieurs années. Les calculs tiennent compte du prix d'installation
ainsi que du prix du kWh. Le nombre d'année est compris entre 5 et 50. La dernière
ligne présente la différence de coût par an entre les deux installations.
Investissement
[CHF]
Coût du kWh selon le nombre d'années d'amortissement [ct/kWh]
Exploitation
[cts/kWh] 5 10 15 20 25 30 40 50
PAC 168077 7.14 26.3 16.7 13.5 11.9 11.0 10.3 9.5 9.1
Mazout 31742 10 13.6 11.8 11.2 10.9 10.7 10.6 10.5 10.4
Différence en
frs/an 22256 8623 4078 1806 443 -466 -1602 -2284
Tableau 6.2 : Comparaison des devis
Il faut compter une trentaine d'années pour que la pompe à chaleur devienne plus
rentable. Cela illustre bien, dans le cas d'une rénovation, l'aspect durable que
comporte l'investissement. Il s'agit d'un choix pour le lieu de vie définitif, et qui
implique, si ce n'est de l'amortir sur toute une vie, de léguer à ses enfants ou à de
potentiels acheteurs une maison dont le choix de chauffage est définitif pour de
nombreuses décennies.
L'investissement de base constitue un frein important pour la pompe à chaleur. La
majorité des coûts proviennent du forage. La nécessité d'un emprunt bancaire est plus
importante dans le cas de la pompe à chaleur.
Pour réaliser une comparaison réellement exhaustive, il faudrait ajouter l'intérêt
sur un emprunt bancaire et les frais d'entretien.
6.9 Discussion
Au regard du simple coût du kWh, les énergies renouvelables sont attrayantes. Ce
bilan est fortement modéré par le coût d'une installation. Si le bois s'en sort sans
encombre, ce n'est pas le cas de la pompe à chaleur, dont l'amortissement prend une
trentaine d'année. Des panneaux solaires thermiques supposent également une vision à
long terme.
Ainsi, une conviction personnelle, ou du moins une volonté certaine, est une part
importante nécessaire à franchir l'obstacle financier d'une installation à énergie
renouvelable. Comme cela a été mentionné précédemment, un changement important
s'installe déjà dans le domaine de la construction, puisque les pompes à chaleur
occupent 60% du marché.
22

7. Aspects politiques et sociaux
7.1 Aspect sociologique et psychologique
Les premières études réalisées sur la consommation d'énergie des ménages datent
du début des années septante. Elles se basaient presque entièrement sur les
caractéristiques physiques des bâtiments, les types d'appareils électroménagers, ainsi
que l'augmentation des prix de l'énergie. C'était donc un modèle physique, technique
et économique qui servait aux prévisions de la demande d'énergie et à la politique
énergétique. Il était alors supposé que le comportement humain n'avait qu'un aspect
secondaire. Ce n'est que plus tard, vers les années huitante, que l'on prît conscience
que ce dernier jouait, en fait, un rôle central. Plusieurs études [3, 4] ont démontré que
des facteurs tels que l'appartenance à une certaine ethnie, la culture, la taille des
familles, le revenu, induisent de grandes différences de consommation entre des
ménages vivant dans des habitations comparables.
Les points suivants sont donc importants pour qu'un programme d'incitation pour
l'installation ou la rénovation d'équipement de chauffage ait du succès auprès de la
population. Comment et sous quel forme est transmise l'information est par exemple
un point central. La confiance qu'accorde le propriétaire au promoteur du programme
est un autre point important. Finalement la facilité de mise en oeuvre d'un programme
est aussi primordiale.
L'information est un aspect considérable car dans le domaine de la consommation
d'énergie il y a beaucoup de fausses croyances. Par exemple, les gens surestiment la
consommation d'énergie consacrée à l'éclairage et aux appareils électroménagers, qui
est la partie visible de l'énergie. Et ils sous-estiment la consommation pour le
chauffage de la maison et de l'eau, qui est moins visible. Il y a aussi un manque de
connaissance des installations possible et de leur fonctionnement qui est souvent très
complexe. La formulation d'une offre peut aussi jouer un rôle. Une étude [5] a montré
que de présenter un investissement pour une isolation pour chauffe-eau comme un
moyen d'éviter de perdre de l'argent au lieu de le présenter comme une économie a
augmenté le nombre d'acheteurs. L'information doit donc être spécifique, claire et si
possible personnalisée pour qu'une offre ou un programme d'incitation pour
rénovation des installations de chauffage aient de bons résultats.
Une offre bien formulée ne sera pas efficace si celui qui la lit n'a pas confiance en
celui qui émet celle-ci. Si une entreprise fabriquant des panneaux solaires vente dans
un prospectus leurs effets bénéfiques sur l'économie d'énergie, ce sera moins bien
perçu que si c'est le gouvernement qui envoie ce même prospectus avec son propre
logo en en-tête. L'appartenance à un groupe a aussi beaucoup d'importance. Que se
soit dans le cadre du voisinage, dans le cercle d'amis ou des collègues de travail, un
avis d'une connaissance proche aura plus d'influence sur un choix énergétique que
l'avis d'un expert qui pourtant est mieux informé.
La visibilité d'un programme et sa simplicité de mise en oeuvre sont aussi deux
facteurs clefs. Plus les démarches sont longues et compliquées, moins une offre aura
de succès. Ceci est dû au fait que l'être humain cherche à éviter les problèmes, ce qui
conduit à l'inaction jusqu'à ce qu'une crise survienne.
23

En conclusion, l'aspect humain dans l'amélioration des installations de chauffages
est primordial. L'hypothèse selon laquelle une technologie qui rapporterait de l'argent
à son propriétaire sur sa durée de vie, serait adoptée par celui-ci une fois qu'il serait au
courant des bénéfices est trop simpliste. Des mesures simples à appliquer avec des
informations claires et précises doivent être fournies aux propriétaires pour qu'un
changement s'effectue.
7.2 Analyse des incitations de la ville
Après avoir vu les différentes technologies actuellement à disposition, nous allons
nous pencher sur les efforts que fait de la ville de Lausanne concernant ces offres.
Quatre offres présentées sur le site internet des services industriels de la ville vont être
présentées. Il s’agit du kit solaire thermique, du concours de la meilleure rénovation
2007-2008, du kit epsilon et du contracting. Cette dernière n’est pas vraiment une
offre à proprement parler, mais plutôt une présentation d’un système qui fait en sorte
que les rénovations des installations de chauffage d’une propriété soient avantageuses
pour le propriétaire.
Kit solaire thermique
"Faites entrer le soleil dans votre salle de bain et préservez l'environnement!
Offre spéciale
Les Services industriels, en partenariat avec des fabricants, proposent leur
soutien aux 100 premières personnes intéressées, habitant sur la commune
de Lausanne!
Participation du fonds Agenda 21
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Votre économie
Fr. 1'000.-
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Si vous êtes intéressé(e) par notre promotion, contactez-nous. Nous
répondrons volontiers à toute question de votre part.
Le dossier complet ainsi que les conditions d’obtention de la participation
vous seront adressés sur demande.
Bonne chance!" [g]
Cette offre concerne une installation pour le chauffage de l'eau sanitaire et/ou pour
un appoint au chauffage. Afin de se faire une idée plus précise de cette offre,
l'exemple d'une installation de panneaux pour le chauffage de l'eau sanitaire a été
choisi. Le coût total (matériel et montage) des panneaux pour une maison individuelle
(6m 2 ) se situe entre 10'000 et 13'000 francs. Les 2'000 francs de subventions
représentent donc un rabais d'approximativement 20%. Ainsi, investir dans une telle
installation nécessite tout de même des fonds personnels importants. L'économie
annuelle réalisée est d'environ 2700 kWh/année. Ce qui correspond à 310 W en
moyenne. Dans le cas d'un chauffage principal fonctionnant au mazout, 320 litres
seront ainsi économisés chaque année. Au prix actuel de ce dernier, ceci correspond à
320 francs par année. Une telle installation serait donc rentabilisée en 25 ou 34 ans.
24

Mais au vu de l'augmentation constante du prix du pétrole, le temps de rentabilisation
devrait descendre en dessous de 20 ans ces prochaines années. En sachant que la
durée de vie des panneaux solaires est en moyenne de 30 ans, ce système devient
avantageux, surtout si le prix de pétrole continue à augmenter.
Environ 50 kits ont été vendus en une année sur la ville de Lausanne.
Figure 7.1: Schéma pour une installation de solaire thermique [g]
Concours de la meilleure rénovation 2007-2008
Un concours a été mis sur pied par la ville de Lausanne pour récompenser les
meilleures rénovations de l'année 2007-2008. Les communes limitrophes ont
également la possibilité d’y participer. Le but de ce concours est de sensibiliser les
propriétaires privés et institutionnels à la question de l'utilisation rationnelle des
ressources énergétiques.
Les récompenses sont les suivantes :
1er prix: 10’000.-
2ème prix: 6’000.-
3ème prix: 4’000.-
Entre 1’500.- et 3’000.- pour tous les autre participants (limité à 40)
Les critères d’évaluation sont :
25% Performance de l’isolation.
15% Valeurs techniques (amélioration des installations de
chauffage, de stockage et de distribution de la chaleur).
10% Mesures en faveur du développement durable.
30% Qualité architecturale de la rénovation.
25

Les trois prix ont été attribués à Philip Morris pour son bâtiment à l'avenue de
Cour, au collège de Florissant à Renens et à un immeuble à la rue du Maupas. Tous
les trois ont effectués des travaux très importants. Les récompenses ne représentent
qu'une petite partie du prix des rénovations. Mais sur le long terme, les économies
d'énergie vont amortir leurs investissements. Ce concours peut encourager un
propriétaire qui doit de toute façon rénover son bien, à le faire selon des normes plus
strictes et d'aménager des installations plus respectueuses de l'environnement. C'est
aussi une manière de sensibiliser la population lors de la remise des prix qui s'est
déroulée au salon de l'immobilier.
Kit epsilon
Votre installation photovoltaïque
L'installation comprend 2 panneaux photovoltaïques de 50 Watts, un
onduleur, prise, câbles et support. Elle se fixe facilement sur un balcon ou
en façade.
L'électricité produite est injectée directement dans le réseau de votre
habitation. Le surplus vient en diminution de votre consommation.
Cette micro centrale permet de couvrir les consommations des appareils
en «stand-by obligatoire» utilisés dans les ménages. Soit plus de 100 kWh
par année.
Notre participation
Une aide financière de Fr. 250.- par installation est accordée par le fonds
d'encouragement des économies d'électricité à toutes les personnes
raccordées au réseau électrique de détail lausannois.
Seul les habitants sur les communes alimentées par le service de
l'électricité de Lausanne peuvent y souscrire. [g]
L'investissement du kit epsilon peut paraître raisonnable. Toutefois, son efficacité
n'est pas extraordinaire. En effet, avec une production moyenne de 15.8W (ce qui
correspond à 138 kWh primaire annuel), c'est presque négligeable comparé aux 2000
W idéaux. Cela correspond tout de même à l'annonce qui précise que ça ne couvre
que la consommation des appareils en "stand-by obligatoire". En prenant le prix de
l'électricité à 0,238 francs par kWh (chiffre tiré du site des services industriel de
Lausanne pour un ménage pendant la journée [g]), l’économie réalisée est d'environ
31 francs par année. Il faut donc plus de 24 ans pour rentabiliser l'investissement. La
durée de vie des installations photovoltaïque varie selon le type et la qualité du
produit. Les garanties des constructeurs varient entre 10 et 25 ans [n] et la durée de
vie peut aller jusqu'à 30 ans et plus pour les meilleurs modules.
Environ 700 kits on été vendu sur un peu plus de quatre ans.
Contracting
Le contracting est un arrangement entre le propriétaire et l’entreprise qui fournit
l’énergie au bâtiment et a pour but d'améliorer les installations énergétiques. La
relation est basée sur des bénéfices réciproques (approche gagnante-gagnante).
26

Dans une situation normale, le propriétaire s'occupe des installations techniques,
achète l'énergie (gaz, mazout, bois, ...) au distributeur, et répercute les charges aux
locataires. Que les installations aient un bon rendement ou non, ça ne change rien
pour lui. S'il veut améliorer les installations de chauffage, il ne pourra pas récupérer
son investissement. En effet cela profitera surtout aux locataires dont les charges
diminueront. C'est pourquoi il préférera une installation moins chère mais moins
performante.
Avec le contracting, une entreprise fournit l’énergie sous forme de prestations
d'eau chaude, de chaleur, de froid, d'électricité, ... et non plus sous forme brute. C'est
donc elle qui gère les installations techniques. Un contrat est signé entre les deux
partis pour déterminer le prix des prestations d'énergie et la durée de l'arrangement.
Le propriétaire ne doit plus s'occuper des installations techniques, ni de leurs
entretient. Il ne doit pas non plus prévoir des investissements importants pour leurs
rénovations. C'est donc avantageux pour lui. De son côté, l'entreprise s'assure un
client à long terme et peux rentabiliser ses investissement sur le montant des charges.
Des installations performantes avec un bon rendement lui permettront de disposer
d'une plus grande marge.
Figure 7.2: Schéma de principe du contracting. [g]
Un bon exemple de contracting à Lausanne est la Guest House appartenant aux
CFF. D'importants travaux, de l'ordre de 2,7 millions, devaient être réalisés pour
transformer le bâtiment en hôtel. Avec un surcoût de 0,3 million, il était possible de
remplir les conditions du label minergie. Un accord de contracting a été conclu entre
les services industriels de Lausanne et les CFF. Ces derniers se sont engagés à
s'approvisionner uniquement chez les SIL (chaleur, eau, gaz, électricité, téléréseau)
pendant au moins 15 ans tandis que ceux-ci gèrent les installations techniques
(l'investissement, l'entretient et l'exploitation).
Le contracting est un procédé très avantageux pour tout le monde, qui n’est
cependant que très rarement appliqué. Le principal problème réside dans le fait que
les démarches sont complexes. De plus, les services industriels dépendent des
autorités. Ils ont donc moins de marge de manoeuvre que des privés auprès des
banques pour obtenir des prêts pour les investissements nécessaires au contracting.
Pour rendre cette pratique plus courante, il faudrait que des bureaux privés
d'ingénieurs se lancent dans ce domaine.
27

Canton de Vaud
Il existe différentes subventions au niveau du canton. Nous avons toutefois décidé
de nous limiter à celles de la ville, afin de pouvoir faire une étude plus approfondie de
ces dernières.
7.3 Aspect politique
Quatre offres de la ville de Lausanne ont été analysées. Quels sont les autres
moyens dont la ville dispose pour améliorer la situation Quels sont les facteurs qui
limitent ces actions Nous allons tenter de répondre à ces questions dans cette
section.
Nous avons vu que l’énergie utilisée pour le chauffage est actuellement une partie
très importante de la consommation totale. Les autorités de la ville en sont
conscientes, mais seule une minorité du parc immobilier de la ville lui appartient, le
reste étant partagé par les agences immobilières et les propriétaires privés La
municipalité n’as donc qu’un champ d’action direct limité (amélioration des
installations techniques des bâtiments qui lui appartienne). Elle doit de ce fait agir de
façon indirecte. Par exemple en instaurant des normes minimales de rendement pour
les chaudières et des taxes incitatives ou en créant des programmes de sensibilisation
de la population.
Nous sommes actuellement en pleine période de mutation. En effet, des nouvelles
lois et normes fédérales et cantonales ont été instaurées très récemment. La situation
est de ce fait difficile à analyser. Nous allons nous pencher sur les différents aspects
législatifs.
La loi vaudoise sur l’énergie date du 16 mai 2006 (ce qui est très récent pour une
loi). Elle prévoit entre autre de permettre aux communes d’obliger des propriétaires à
se raccorder au réseau de chauffage à distance s’ils se trouvent dans une zone
desservie par cette prestation (sauf si ces derniers utilisent déjà des énergies
renouvelables, Art. 25). Ceci va permettre à moyen terme d’augmenter le pourcentage
d’habitations utilisant le chauffage à distance et donc de réduire la consommation de
mazout.
L’article 23 alinéa 2 du décret sur le secteur électrique du 5 avril 2005 cite : « Les
communes sont également habilitées à prélever des taxes communales spécifiques,
transparentes et clairement déterminées permettant de soutenir les énergies
renouvelables, l’éclairage public, l’efficacité énergétique et le développement
durable. » La commune de Lausanne a déjà instauré toutes ces taxes. Même si les
taxes ne sont jamais bien perçues par la population, lorsqu’il s’agit d’écologie, elles
sont généralement tolérées. Il faut toutefois que la ville utilise à bon escient les
recettes de ces taxes, ce qui reste à vérifier dans les années futures.
Au niveau fédéral, la taxe du CO 2 va être introduite. Mais les finalités du projet ne
sont pas encore connues. Par exemple on ne sait pas si la taxe sera entièrement
redistribuée aux contribuables ou si la confédération va en garder une partie pour
financer des projets de développement durable.
28

Des modifications de la législation restent encore à faire. Il faudrait par exemple
modifier le droit de bail pour que les propriétaires puissent répercuter leurs
investissements sur les loyers, ce qui n’est actuellement pas le cas.
Mais des lois ne suffisent pas, encore faut-il avoir les moyens de vérifier leurs
applications. Prenons pour exemple la norme SIA 380-1 qui décrit les exigences
légales concernant « l’utilisation rationnelle et économique de l’énergie pour le
chauffage et la production d’eau chaude dans le bâtiment » [o]. Cette norme n’est pas
respectée dans 60% des permis de construire 1 qui arrivent aux services de l’énergie
pour un contrôle obligatoire. Ceci est dû au manque de connaissance de cette norme
de la part des architectes et des bureaux techniques. Le deuxième problème réside
dans le fait que les premiers contacts avec quelqu’un qui achète un terrain
constructible ne se font que lors de la demande du permis de construire. Les plans
sont donc déjà faits et le propriétaire, s’il n’est pas lui-même allé chercher les
informations, ne sera pas au courant des offres disponibles pour des installations plus
respectueuses de l’environnement. De plus, aucune vérification sur la réalisation des
projets, c’est à dire sur le chantier, n’est effectuée. Les services industriels n’ont pas
les ressources nécessaires pour effectuer un contrôle plus minutieux. La solution à ce
problème serait une collaboration entre privé et services publics. Par exemple en
déléguant ces contrôles à des bureaux d’architectes assermentés. L’inconvénient serait
l’augmentation des prix pour la construction de nouveaux bâtiments.
1
Chiffre donné par les services industriels de Lausanne.
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8. Conclusion
La consommation d’énergie primaire dédiée au secteur du chauffage de la ville de
Lausanne est actuellement inférieure à la moyenne suisse, mais est encore loin des
objectifs définis par le projet « société à 2000 W ». L’étude technologique présentée
dans ce travail montre bien que des moyens d’améliorer la situation existent et sont
applicables à la ville de Lausanne. Une réflexion faite dans le cas d’une situation
utopique où aucun coût ne serait lié à un changement de type de chauffage, ainsi qu’à
une amélioration de l’isolation et des rendements des installations montre que ces
objectifs sont accessibles. Cependant, le chauffage des bâtiments est un domaine
particulier dans lequel il appartient aux privés de prendre des décisions, et non à la
municipalité. Par conséquent, une forte volonté politique ne suffit pas à apporter les
changements, il faut également une volonté de la part des propriétaires. Cette volonté
doit être d’autant plus forte que les coûts liés à l’installation de technologies utilisant
les énergies renouvelables sont très importants.
En effet, il faut parfois plus de 30 ans pour rentabiliser des aménagements de ce
type. Le fait encourageant que 60% des nouvelles constructions utilisent des pompes à
chaleur prouve qu’il existe déjà une prise de conscience allant dans le sens du
renouvelable. Cependant, le changement des habitudes et des priorités des particuliers
est un processus lent. La municipalité a néanmoins un fort rôle à jouer dans ce
processus, de façon indirecte, sous forme de taxes et d’incitations. Elle pourrait
augmenter encore son influence, par exemple en informant d’avantage les acheteurs
de terrain des différentes possibilités, ou en effectuant des contrôles plus sévères des
plans des bâtiments. En effet, les gens réagissent plus favorablement lorsqu’une
proposition vient de leur municipalité que lorsque la même proposition vient d’une
entreprise. Cela ne peut cependant pas être fait par manque de budget.
Parmi les principales choses à faire, il faudrait élargir le réseau du chauffage à
distance, éventuellement en le reliant à une pompe à chaleur tirant l’énergie du lac
Léman, comme c’est le cas pour la ville de Genève. Il faudrait également favoriser le
remplacement des chaudières, ce qui améliorerait considérablement le rendement et
donc la quantité d’énergie consommée. Cela peut être fait en répandant le principe du
contracting. L’augmentation d’utilisation du solaire thermique (qui est nettement plus
rentable que le solaire photovoltaïque) serait tout à fait réalisable et permettrait de
baisser fortement la demande d’énergie pour le secteur « eau chaude, sanitaire ». Le
chauffage au bois est également une technologie qui diminuerait la consommation
d’énergie, notamment fossile. Néanmoins, installer trop de chauffages au bois sur la
ville de Lausanne aurait de graves effets sur l’émission de particules fines. Enfin, le
point capital sur lequel il faudrait agir est l’amélioration de l’isolation des bâtiments.
D'après les calculs du chapitre 5, la société à 2000 W est atteignable, d'un point de
vue utopique toutefois. Réellement En agissant de façon coordonnée, une
amélioration de l'isolation des bâtiments ainsi que des technologies permettrait
d'atteindre cet objectif en matière de chauffage. Il est nécessaire d'agir maintenant, sur
les constructions neuves et sur les rénovations, si la société à 2000 W doit avoir vu le
jour en 2050.
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Agir sur les constructions neuves doit se faire dès l'achat d'un terrain. Sans entrer
de façon trop poussée dans la vie privée des gens, l'envoi de prospectus informatifs est
un point de départ pour intéresser des propriétaires qui doivent de toute façon
entreprendre des recherches d'informations poussées pour entamer les travaux.
De même, il serait possible d'informer les propriétaires en cas de rénovations, à
condition que les plans ne soient pas déjà prêt une fois la demande de travaux
déposée. Guider vers la signature d'un accord de contracting permettrait d'assurer une
rénovation intéressante d'un point de vue énergétique.
En résumé, aussi utopique que la société à 2000 W puisse sembler, sa réalisation
dans le domaine du chauffage est objectivement atteignable à Lausanne.
Remerciements
Nos principaux remerciements vont aux Services Industriels de Lausanne, tant au
travers de leur direction incarnée par M. Jean-Yves Pidoux et de l'interview qu'il nous
a accordée, que par messieurs Vodoz et Ohana et les précieuses données qu'ils nous
ont transmis. Ces remerciements s'étendent à tous les ingénieurs avec qui nous avons
brièvement discuté lors d'échanges téléphoniques. En dernier lieu, nos remerciements
sont tournés vers Gaëlle Serquet et Juan Carlos Altamirano pour le temps qu'ils nous
ont consacrés afin de guider correctement ce travail.
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9. Bibliographie
9.1 Livres
[I] SABONNADIERE Jean-Claude et all., Nouvelles technologies de l'énergie 1, les
énergies renouvelables, 2007, Lavoisier, Paris, 303 p, ISBN 2-7462-1376-1
[II] SABONNADIERE Jean-Claude et all., Nouvelles technologies de l'énergie 2,
stockage et technologies à émission réduite, 2007, Lavoisier, Paris, 289 p, ISBN 978-
2-7462-1502-3
[III] SABONNADIERE Jean-Claude et all., Nouvelles technologies de l'énergie 3,
géothermie et énergies de biomasse, 2007, Lavoisier, Paris, 264 p, ISBN 978-2-7462-
1503-0
[IV] SABONNADIERE Jean-Claude et all., Nouvelles technologies de l'énergie 4,
gestion de l'énergie et efficacité énergétique, 2007, Lavoisier, Paris, 204 p, ISBN 978-
2-7462-1716-4
9.2 Articles
[1] Eberhard Jochem, "Step towards a 2000 Watt-Society. Developing a white Paper
on Research & Development of Energy-Efficient technologies", Novantlantis, 16
décembre 2002
[2] MARECHAL François, FAVRAT Daniel, JOCHEM Eberhard, "Energy in the
perspective of the sustainable development: the 2000 W society challenge", Swiss
Federal Institute of Technology, 4 juin 2004
[3] STERN P. C. (1992). What Psychology Knows About Energy Conservation.
American Psychologist, 47, 1224-1232.
[4] LUTZENHISER Loren (1993), "Social and Behavioral Aspects of Energy Use",
Annual Review of Energy and Environment, vol. 18
[5] YATES S. (1982). Using prospect theory to create persuasive communications
about solar water heaters and insulation. Unpublished doctoral dissertation, University
of California, Santa Cruz.
9.3 Sites internet
[a] Novatlantis :
www.novatlantis.ch/frames_d.html
[b] Office fédéral de la statistique :
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www.bfs.admin.ch/bfs/portal/fr/index.html
[c] Groupement promotionnel suisse pour les pompes à chaleur :
www.pac.ch
[d] Services industriels de Genève :
www.sig-ge.ch
[e] Bois-énergie :
www.energie-bois.ch
[f] Union pétrolière suisse :
www.mazout.ch
[g] Servies industriels de Lausanne
www.lausanne.ch/sil
[h] Service cantonal de recherche et d'information statistiques
www.scris-lausanne.vd.ch
[i] Association Neuchâteloise d'Information en Matière d'Energie
www.animenergie.ch
[j] Best-pellet
www.bestpellet.ch
[k] Site officiel de la Ville de Lausanne
http://www.lausanne.ch/view.aspDomId=63648
[l] Tobler heizen heute
http://www.haustechnik.ch/fileadmin/user_upload/pdf/haustechnik_info/tobler_heizen
_heute_fr.pdf
[m] Association Neuchâteloise d'Information en Matière d'Energie
http://www.animenergie.ch/frame.html
[n] Bilan, "En 2008, J'équipe ma maison en photovoltaïque"
http://www.bilan.ch/en-2008-jequipe-ma-maison-en-photovoltaique
[o] Information sur la norme SIA 380/1:2007.
http://www.sia.ch/cf/warendetail.cfmLang=f&ID=7706913&Art_ID=F-380/1
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