IV.4 Etudes expérimentales et analytiques :
IV.4.4 Etudes de réhabilitation de quartiers existants :
Les expériences menées au cours des années précédentes dans différents quartiers de différents pays ont permis d'accumuler des connaissances. Les quartiers choisis ont été sélectionnés principalement en fonction de leur aménagement intégrant les différentes composantes du développement durable : préservation de l'environnement, efficience économique, équité sociale et valorisation culturelle.
IV.4.4.1 L’expérience de Fribourg en Allemagne :
A Fribourg en Allemagne, en 2004 une société de logements sociaux a décidé de rénover différemment deux immeubles identiques sur le plan énergétique (cf. Tab. IV.3), afin de comparer les coûts de rénovation et les économies d’énergie réalisées, elle décide de les moderniser sur le plan énergétique, tout en maintenant les occupants dans leur logement pendant les travaux. Les bâtiments ont été construits en 1960 et comportent 42 logements au total.
Avant travaux, ces bâtiments consommaient 208 kWh/m² par an d’énergie finale pour le chauffage.176 La législation en vigueur en 2004 imposait une consommation maximale d’énergie finale de 80 kWh/m² par an pour le chauffage. Le tableau ci-dessous détaille les différences des interventions effectuées.
Tab. IV. 3 : Les interventions effectuées à Fribourg.
Source : www.uvcw.be
Bâtiment 1 Bâtiment 2
Objectif de consommation de
chauffage après rénovation 15 passif) kWh/m².an (bâtiment 36 kWh/m².an (bâtiment basse énergie) Isolation extérieure (20 cm de
polystyrène) Isolant conducteur : λ = 0,035 W/mK très faiblement Isolant faiblement conducteur : λ = 0,040 W/mK Isolation de la toiture (laine de roche)
26 cm 20 cm
Isolation du plafond des caves
(Héraclite + laine de roche ) 21 cm + retombées de 50 cm le long des murs pour réduire le pont thermique
10 cm, pas de retombée le long des murs.
Châssis PVC à profilés isolés
thermiquement Triple vitrage : U vitrage = 0,8 W/m²K Double vitrage : U vitrage = 1,3 W/m²K
Ventilation Mécanique double flux
avec récupération de chaleur
Simple flux: alimentation naturelle, extraction mécanique dans les cuisines et salles de bain
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Après rénovation, et après deux années d’occupation, les consommations énergétiques des deux logements ont été calculées (cf. Tab. IV.4), l’objectif n’a pas été atteint pour le premier bâtiment néanmoins une baisse considérable est constatée dans la consommation d’énergie (jusqu’à 7 fois moins). Dans le cas du deuxième bâtiment, la consommation d’énergie est bien inférieure à celle prévue ce qui signifie que malgré l’augmentation de l’épaisseur de l’isolant et l’utilisation du triple vitrage dans le cas du premier bâtiment, l’intervention sur le deuxième bâtiment a été la plus rentable économiquement.
Tab. IV. 4: Les consommations énergétiques après rénovation des logements.
Bâtiment 1 Bâtiment 2
Consommation de chauffage 27 kWh/m² an (au lieu des 15 prévus)
31 kWh/m² an (au lieu des 36 prévus)
IV.4.4.2 Le quartier de Vesterbro à Copenhague au Danemark :
Les projets de réhabilitation menés dans le quartier Vesterbro ont débuté en 1998 jusqu’à 2003. Ils ont contribué à l’élaboration de la politique municipale en matière d’écologie urbaine. L’implication très forte des habitants a été un élément clé de la réussite du programme.177
Les objectifs recherchés dans ce projet de renouvellement urbain à Vesterbro étaient principalement la réduction des consommations ainsi que l’amélioration du confort intérieur et des performances énergétiques sachant que les bâtiments n’étaient pas isolés, dotés d’un système de chauffage non performant, de simples vitrages non étanches.
Les solutions mises en place dans l’îlot Hedebygade (cf. Fig. IV.11) ont été essentiellement : L’utilisation de l’énergie solaire pour la production d’ECS et d’électricité,
L’exploitation de l’inertie des bâtiments en utilisant les apports solaires gratuits, la VMC avec récupération de chaleur,
L’isolation (par l’extérieur et par l’intérieur) de l’enveloppe des bâtiments (toiture et façades donnant sur le court interne pour des raisons de respect de l’architecture ancienne) et utilisation de doubles vitrages peu émissifs,
177 PREBAT -Comparaison internationale Bâtiment et Energie / Décembre 2007 /ADEME-PUCA-CSTB [En ligne]
97 L’utilisation de l’éclairage naturel.
Fig. IV. 11 : Ilot Hedebygade.
Source : Belziti D., CSTB PREBAT www.prebat.net
La moyenne des consommations des bâtiments pour le chauffage et la production d’ECS obtenue est de 110 Kwh/m². Cette valeur est inférieure à celle des bâtiments de la commune de Copenhague et est proche de l’objectif fixé par l’Autorité pour le Contrôle Environnementale de Copenhague et par l’Autorité Danoise pour l’Energie (égale à 100Kwh/m²).178 Ce projet a associé les aspects techniques liés, notamment aux performances énergétiques, et la prise en compte de l’usager. Les résultats obtenus dans l’îlot démontrent la possibilité d’obtenir pour du bâti ancien des consommations énergétiques aussi performantes que dans le neuf.
IV.4.4.3 Expérience menée sur l’ilot 13 à Genève :
La rénovation thermique de l’ilot 13 (cf. Fig. IV. 12), situé dans une zone urbaine derrière la gare principale de Genève, et qui était censé être complètement démoli et reconstruit dans les années 1960, en plus de la décision de maintenir la structure construite, les habitants réclamaient un type d'intervention architecturale qui serait fondée sur leur consultation et leur participation active à la fois dans la prise de décision et d'exécution.179 L'accent était surtout mis sur la préservation de la structure sociale existante et économique et l'expérimentation de la démocratie locale, et une attention particulière a été donnée aux processus de réhabilitation écologique. L’expérience s'est avérée possible grâce à une approche étape par étape, avec une attention
178Juul Larsen K. & Balslev-Olesen.O (Cenergia Energy Consultants). « Best practices on energy savings in new
and refurbished buildings. » Novembre 2006. [En ligne] www.prebat.net
179Gisselbaek M. & Haefeli P. & Hollmuller P. « Participative retrofit of the « îlot 13 » area in Geneva »
PLEA2006 - The 23rd Conference on Passive and Low Energy Architecture, Geneva, Switzerland, 6-8 September 2006.
98
particulière aux besoins des habitants en vigueur, et d'obtenir une gestion participative des espaces communaux. Ce qui a amené à des solutions architecturales intéressantes telles que :
La réfection totale des toitures,
L’installation d’un système de chauffage central, Le changement des fenêtres et du vitrage,…
La production d'énergie renouvelable de faible coût.
Tout ceci a abouti à la réduction des loyers considérés comme abordables de la part des locataires. Cet exemple a montré ce qui peut être atteint quand une population motivée est confiée à l'avenir de son habitat.
Fig. IV. 12 : Vues de l’ilot 13. (Source : Gisselbaek M. & Haefeli P. & Hollmuller P. 2006)
Les résultats de recherches exposées précédemment, montrent tous l’efficacité de l’isolation thermique de l’enveloppe sous différents climats, dans la création du confort thermique et la réduction de la consommation énergétique. L’isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment constitue dés lors un élément essentiel recommandé dans la conception des bâtiments sur les plans environnemental et énergétique.
Le rôle fondamental de l’isolation thermique des parois sur le comportement dynamique et la consommation énergétique du bâtiment a été démontré dans les études passées en revue. Les matériaux isolants révèlent de ce fait un intérêt significatif dans la régulation des ambiances en hiver comme en été. Et l’efficacité énergétique des constructions ne peut être obtenue que par une isolation performante du bâtiment et le choix pertinent du matériau d’isolation.