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Un kit de modernisation intelligent pour des bâtiments écoénergétiques

Si l’Europe souhaite atteindre ses objectifs climatiques et énergétiques pour 2020, elle ne peut pas se contenter de compter sur des solutions de rénovation pour l’efficacité énergétique des bâtiments. A2PBEER a développé un kit de modernisation, combinant solutions actuelles et innovations.
Un kit de modernisation intelligent pour des bâtiments écoénergétiques
Environ 40 % de la consommation d’énergie en Europe provient des bâtiments, dont 95 % appartiennent aux parcs immobiliers construits avant 1980, en raison de leur inefficacité énergétique. La rénovation des bâtiments, visant à les rendre plus écoénergétiques, n’est entreprise que pour environ 1 % du parc immobilier par an. Cela signifie que de nombreux bâtiments auront besoin d’être modernisés. Cela s’avère particulièrement vrai pour les bâtiments non résidentiels – en particulier les bâtiments publics – où la consommation d’énergie (mesurée en kWh/m2/an) dépasse de 40 % celle des bâtiments résidentiels.

Le projet A2PBEER, financé par l’UE, a entrepris de développer une méthodologie de modernisation des bâtiments publics, surtout au niveau urbain, utilisant à la fois des méthodes préexistantes et des techniques récemment développées.

L’équipe a créé trois concepts de kits qui ont montré qu’ils apportaient des solutions sur trois sites urbains réels et sur trois sites virtuels. Les performances énergétiques ont été évaluées avant et après modernisation.

Développer le concept de "kit"

La méthodologie de projet utilisée pour concevoir un "kit" d’efficacité énergétique pour les bâtiments a été principalement développée à l’intention des gestionnaires et des propriétaires de bâtiments publics confrontés à la forte consommation d’énergie et aux coûts d’entretien élevés de leurs bâtiments.

Outre le fait de constituer un public pour l’étude, ces personnes sont également susceptibles de la promouvoir, comme l’explique M. Eneritz Barreiro Sanchez, coordinateur du projet: «Les organismes publics assument plusieurs rôles en termes de leadership, d’avant-gardisme et d’incitation. Ils peuvent promouvoir l’introduction de solutions en matière de construction écologique et faire office de régulateurs et de concepteurs de normes, en introduisant et en renforçant les exigences de durabilité.»

L’étude a été menée en quatre étapes clairement différenciées: conception, simulations, validation dans des environnements réels et, enfin, démonstration dans des environnements opérationnels. Le projet a mis au point un certain nombre de solutions technologiques innovantes, deux des principales étant l’"enveloppe de modernisation à haute performance" et l’"éclairage intelligent".

L’"enveloppe de modernisation à haute performance" comportait trois éléments clés. Le premier d’entre eux était une façade ventilée intégrant une couche isolante de 3 cm. La résistance thermique additionnelle de la solution proposée, combinée à celle de la façade existante, permet d’atteindre des valeurs de coefficient U (qui mesure le pouvoir isolant d’un matériau) de l’ordre de 0,2 W/m2K, répondant à la plupart des normes européennes, du nord comme du sud.

En second lieu, la solution proposée comportait une façade interne montée sur goujon avec un panneau isolé sous vide (PIV). Enfin, une fenêtre intelligente et moderne a également été introduite, cette dernière étant capable d’adapter ses propriétés thermiques en réponse aux variations des conditions extérieures. En maximisant les apports solaires en hiver et en les minimisant en été, un équilibre entre chauffage et refroidissement est atteint tout au long de l’année.

La partie "éclairage intelligent" du projet comprenait un éclairage intégrant une technologie LED à faible consommation et un éclairage naturel capté sur le toit et acheminé vers le bâtiment via une fibre optique à câble fin. Comme le rappelle M. Barreiro Sanchez, «le défi consistait à étendre la portée des câbles de fibre optique de 20 à 100 mètres, sans perdre la qualité de l’éclairage naturel transmis, de manière à ce qu’il puisse être déployé dans n’importe quelle zone d’un bâtiment.»

En marche vers l’objectif de l’UE pour des bâtiments écoénergétiques

Il est important de noter que le projet a également cherché à développer des synergies au niveau urbain. A titre d’exemple, A2PBEER a fourni chauffage et refroidissement à des bâtiments connectés au travers d’un seul réseau de distribution thermique. M. Barreiro Sanchez s’enthousiasme: «Ce concept de réseau permettra probablement de transformer les bâtiments de quartier existants en bâtiments à haute performance énergétique, à consommation énergétique quasi nulle, en tirant parti des systèmes d’énergies renouvelables décentralisés d’une façon intelligente, complémentaire et gérée.»

Toutes les solutions d’A2PBEER ont été analysées à l’aide de simulations puis implémentées dans trois bâtiments de démonstration, représentant différentes conditions climatiques (continentales, océaniques et méditerranéennes). De plus, à la fin du projet, l’équipe a effectué une analyse de la reproductibilité de la méthodologie dans le cadre de logements sociaux, et il a été démontré que certaines solutions étaient applicables dans un quartier français constitué de logements sociaux.

En fin de compte, les solutions techniques du concept de kit sont conçues afin d’être suffisamment polyvalentes pour s’adapter aux exigences de tous les types de bâtiments. Comme le résume M. Barreiro Sanchez, «Pour améliorer la vie des citoyens, certaines solutions nécessiteront un développement technique plus poussé. Pour d’autres solutions, c’est la stratégie du marché qui les rendra largement accessibles.»

Mots-clés

A2PBEER, efficacité énergétique, bâtiments, modernisation, rénovation, maintenance, vert, durabilité, renouvelable, intelligent, objectifs climatiques