Laboratoire de rénovation thermique de lotissements sociaux

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page 1 Laboratoire de réhabilitation thermique - Comité de pilotage du 29 juin 2011

Laboratoire de rénovation thermique de lotissements sociaux

Comité de pilotage 29 juin 2011

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I.  Présentation du projet et du contexte

II.  Caractérisation et modélisation de l’existant III.  Etude thermique

IV.  Bouquet de travaux de base

V.  Variations autour du bouquet de base VI.  Chiffrage des bouquets de travaux VII.  Instrumentation

VIII.  Prochaines étapes Sommaire de la présentation

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I. Présentation du projet

Enjeux

  La maison individuelle représente ~ 57% du parc de logements français (chiffres 2008 du MEDDTL)

•  Peu d’expérience de rénovation performante en habitat individuel

•  Enjeu majeur pour l’atteinte des objectifs du Grenelle

  Des standards de rénovation thermique performante encore à définir

  Un projet de recherche…

•  Mise en œuvre d’innovations au travers de différents bouquets de travaux

•  Leçons d’expérience en phase travaux

•  Suivi de performance pendant 2 ans

•  Production d’un document de communication pour capitalisation de l’expérience

  … mais très concret : 2 quartiers d’une cinquantaine de logements

•  Taille suffisante pour comparer différentes solutions sur des groupements de bâtiments similaires.

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  17 bâtiments regroupant 64 logements individuels à flanc de coteaux

  Bâtiments très énergétivores

  Problématique espaces publiques : véhicules, garages, écoulement EP I. Présentation du projet

Site de la Montagnette à Ugine

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  Lotissement de 50 logements individuels en bande

  Chauffage et eau chaude tout électrique Site des Speyres à Vif

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Coopération avec l’ARDI

  Discussion de solutions innovantes pouvant s’intégrer aux projets d’Ugine ou de Vif

  Appel à produits innovants lancé par l’ARDI aux entreprises basées en Rhône- Alpes :

•  Isolation de planchers bas faible épaisseur

•  VMC double flux sans réseaux

•  Matériaux isolants transparents

•  Panneaux solaires thermiques haute performance

•  Système de traitement des fumées pour chaudières bois de petite puissance

  Rapprochement avec le pôle IUT/IAE de Valence pour l’instrumentation des logements

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II. Caractérisation et modélisation de l’existant

Visite des logements

  Définition de typologies de logements

  Observation de travaux non recensés (travaux effectués par les particuliers : finitions intérieures, doublages, isolation du plancher de la cave,…)

  Recensement des principaux problèmes et pathologies

  Reportage photos

Humidité dans les SdB Isolation Plafond cave Travaux des locataires

Certains combles aménageables

Façades planes ITE possible "facilement"

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Modélisation thermique : 2 approches complémentaires

  Calculs réglementaires sous ClimaWin

  Optimisation des bouquets de travaux et approche passive sous PHPP 2007, logiciel du Passivhaus Institut de Darmstadt

 Méthode de calcul validée par l’expérience

  Très performant pour le calcul du besoin de chaleur en logement

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Des bâtiments très énergétivores

Calculs du Cep (ClimaWin) La Montagnette Existant : Bilan thermique par poste (PHPP)

  Existant : classes énergétiques F à G

  Potentiel d’économie d’énergie très important : BBC = facteur 4

La Montagnette Les Speyres

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III. Etude thermique

Définition d’un niveau base au niveau BBC rénovation Etude de sensibilité autour de cette base pour l’optimiser

Déperditions par postes pour les bâtiments rénovés de la Montagnette

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Exemples de calculs d’optimisation III. Etude thermique

Tracé des courbes Besoin de chauffage en fonction de divers paramètres

 Optimisation des choix techniques

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III. Etude thermique

Définition d’un niveau de "base" BBC rénovation

Existant :

Cep = 390 à 450 kWh/m²an

La Montagnette

Niveau base : Cep = 90 kWh/m²an

(facteur 8)

Existant :

Cep = 710 kWh/m²an

Les Speyres

Niveau base :

Cep = 87 à 101 kWh/m²an (facteur 4 à 5)

  Passage des classes F/G à B/C

  Optimisation des bouquets de travaux grâce à l’étude de sensibilité

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Sensibilité de l’usage du bâtiment sur les consommations III. Etude thermique

  Dans notre cas, 1°C supplémentaire dans le logement

⇒ +10 à +15% de besoin de chauffage supplémentaire

  Suivi de performance après la rénovation du quartier Franklin à Mulhouse :

  Variation jusqu’à + 80% de la consommation, en raison de :

apports internes différents, perméabilité, température consigne,…

Source : Enertech

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IV. Bouquets de travaux de base

Enveloppe

  Murs extérieurs : Isolation par l’extérieur sous enduit 20cm λ040

  Planchers hauts et rampants : 30cm λ040

  Menuiseries : Uw=1,4 (avec Ug=1,1), pose en tableau (comme actuellement)

  Problématique des planchers bas : très difficile d’atteindre BBC sans les isoler !

  Isolation en sous face si cave

  Intervention dans les logements si terre plein ou vide sanitaire non accessible

Au 1er plan : Bâtiment isolé par l’extérieur sans ponts thermiques

Images : Luwoge Consult

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IV. Bouquets de travaux de base

Systèmes

  VMC simple flux hygroréglable

  Conservation des chaudières gaz existantes à Ugine

  Installation d’un réseau hydraulique + radiateurs + chaudières gaz à Vif

  Calorifugeage classe 4 des conduites hors volume chauffé (caves à Ugine)

Calorifuge Armaflex VMC simple flux Aldes

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V. Variations autour du bouquet de base

Plan de la Montagnette : bouquets

Travaux de Base

Variations Enveloppe

Plancher lambourdes

Plancher Isolant sous vide (PIV)

Variations Menuiseries

Pose Fenêtres nu extérieur

Chaudière bois

Systèmes énergétiques

Passif

Passif

Toiture Sarking

Solaire thermique VMC Double

flux Chaudières

condensation

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V. Variations autour du bouquet de base Plan des Speyres : bouquets

Variations

Enveloppe Systèmes

énergétiques

Solaire thermique

VMC double flux Isolants toiture

  Désamiantage + isolation du plancher bas avec chape ou plancher sur lambourde logements tests à définir, à l’occasion d’une rotation par exemple

  Autre variante : réseau de chaleur bois à l’échelle du quartier

Ensemble des bâtiments =

traitement de l’enveloppe

+

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Applique extérieur ψ = 0,15 W/m.K Tableau intérieur avec

retour d’isolant ψ = 0,25 W/m.K

Pose des menuiseries en applique extérieur

  Diminution du pont thermique

Gain ∼ 3 kWh/m²an

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  Panneau isolant sous vide (PIV) sous carrelage : meilleure isolation et

moins d’épaisseur.

Isolation en PIV du plancher d’un gymnase à Nuremberg

  Plancher + laine minérale entre lambourdes

Source : energieplus-lesite.be

Isolation du plancher bas à l’intérieur

  2 alternatives au PUR sous chape

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Isolation des rampants : étude du confort d’été

  Isolation par l’extérieur des rampants, technique "sarking"

  3 types d’isolants testés : polystyrène, laine minérale, laine de bois

  Etude de l’intérêt d’isolants haute densité

  À Ugine : possibilité d’augmentation de la surface habitable

Source : Construction Jan

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  VMC double flux sans réseau   VMC double flux "classique", réseaux passent dans l’isolant extérieur

Ventilation d’un logement type T3 avec 3 appareils décentralisés

Principe de la ventilation double flux

VMC double flux à récupération de chaleur

  Intérêt thermique important

  Discrimination par outil réglementaire en raison des consommations électriques

  Atténuation des nuisances acoustiques extérieures (à Vif)

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Energie bois

  Chaufferie alimentant 1 barrette de 6 logements à Ugine

  Réseau de chaleur bois pour les 50 logements à Vif

  Rentabilité à long terme (~25 ans)

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Panneaux solaires thermiques

  Couverture de plus de 50% des besoins annuels d’eau chaude sanitaire de la barrette équipée

  Chaudière bois commune aux logements de la barrette N

  Travaux annexes :

•  Local extérieur

•  Alimentation extérieures

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Variante bâtiment passif : Bâtiment P à Ugine

  Objectifs très ambitieux :

•  Besoin de chaleur < 15 kWh/m²_SHABan (niveau base ~60 kWh !)

•  Etanchéité à l’air : n₅₀<0,6

•  Consommation énergie primaire tous usages < 120 kWh/m²an

  Bâtiments peu favorables : surface assez faible, petites ouvertures,…

  On parvient à atteindre cet objectif à condition de mettre en œuvre tout ce qui se fait de mieux à l’heure actuelle

  Prévoir un travail de conception plus important :

Optimisation du système de ventilation, détails d’exécutions (ponts thermiques et étanchéité à l’air irréprochable)

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VI. Chiffrage des bouquets de travaux

Ugine

  Bouquets de base : ~ 3 M€, soit 48 500 €/logement et 630 €/m²

  Ensemble des variations hors passif : plus value de 400 000 €

  Barrette de 6 logements passifs : plus value de 230 000 €

Vif

  Bouquets de base : ~ 2,1 M€, soit 42 300 €/logement et 500 €/m²

  Ensemble des variations hors réseau de chaleur bois : plus value de 140 000 €

  Réseau de chaleur à l’échelle de quartier : plus value de 525 000 €

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VII. Suivi du fonctionnement, instrumentation

Solution 1 : Monitoring de l’ensemble des logements avec l’appui de l’IUT/IAE Valence

  Affichage d’indicateurs dans les logements

  Implication des locataires : gain de consommation ~ 10 à 15%

  L’instrumentation reste en place toute la durée de vie des bâtiments

  Echantillon statistique satisfaisant

  Protocole précis encore à définir

  Prestataire à engager pour :

•  Personnalisation et installation matériel

•  Relevé et traitement statistique brut

  Budget approximatif : 2500 €/logt + prestataire

Principe et intérêt Détails à régler

Solution 2 : Instrumentation limitée à ~ 10 logements par site

  Réduction à l’essentiel : température, compteurs d’énergie, CO2

  Budget approximatif instrumentation : 1000 €/logt

  Ensemble de l’étude menée par Tekhnê

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VIII. Prochaines étapes

  Eté 2011 : Préparation de la consultation de la maîtrise d’œuvre

  Automne 2011 : Etudes et préparation du DCE

  Début 2012 : Consultation des entreprises

  Mi 2012 : Début des travaux

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Sébastien Menu François Varieras Philipe Vaufrey

TEKHNÊ Architectes 43 rue des Hérideaux 69 008 LYON

Tel : 04 78 75 66 66 Fax : 04 78 75 66 77

Courriel : tekhne@tekhne-architectes.com

Nous vous remercions.