Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste Efficacit Efficacit é é é é nerg nerg é é tique, confort tique, confort acoustique et qualit acoustique et qualit é é de l'air de l'air int int é é rieur rieur "la problématique vue par... un spécialiste de la thermique." 1
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Efficacit é énerg étique, confort acoustique et qualit é ... · La problématique du confort d’été ... • Confort thermique et qualité de l’air améliorés Ventilation
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
EfficacitEfficacit éé éénergnerg éétique, confort tique, confort acoustique et qualitacoustique et qualit éé de l'air de l'air
intint éérieurrieur"la problématique vue par... un spécialiste de la
thermique."
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
1. Présentation d’AMOES
2. L’ Urgence Environnementale
3. L’ Optimisation Energétique d’un bâtiment (en 2 mots)
4. Interactions entre Efficacité Energétique/Confort acoustique/Qualité sanitaire de l’air
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PLAN
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1. PRÉSENTATION D’AMOÈS
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Missions4
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2. L’URGENCE ENVIRONNEMENTALE
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Epuisement des ressources fossiles: Pic de Hubert
Urgence Energétique2.
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Augmentation du coût de l’énergie / précaritéénergétique
Pic de la production mondiale de pétrole
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Changement d’ère climatique2.
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Urgence Climatique2.
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6 milliards d’individus 0,5 t de Carbone/pers.an
Facteur 4 ! (voire 7)2.
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CO2
Océan
Absorption annuelle : 3 milliards de tonnes de
Carbone
En France, diviser par 4 les émissions de GES
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La réalisation de bâtiments à faible consommation d’énergie (neufs et en rénovation) est INDISPENSABLEINDISPENSABLE
ElEléémentment majeur de la transition majeur de la transition éénergnerg éétiquetique45 %45 % des consommations énergétiques et environ 25%25% d’émission de CO2 en France.
Et le bâtiment ?2.
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Explosion de la précarité énergétique
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3. OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE DE L’ENVELOPPE THERMIQUE
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Conception du bâtiment• Compacité• Orientation au Sud pour profiter des apports solaires
gratuits
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Conception du bâtiment
Optimisation de l’organisation intérieure pour :
�Limiter les longueurs de canalisations�Faciliter la mise en place de la ventilation
Conserver la chaleurTraitements des ponts thermiques
• Points faibles dans le bâtiment– Acrotères– Balcons– Liaisons entre parois– Menuiseries– Accroches de bardage– Nez de dalles– Coffres de volets roulants– …
�Points froids, sources de condensation, de déperditions et d’inconfort
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Conserver la chaleurTraitement des ponts thermiques
• Les solutions– Retours d’isolant
– Isolation par l’extérieur – Isolation répartie– Isolation intérieure et
extérieure– Désolidarisation des balcons– Rupteurs de ponts
thermiques
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Conserver la chaleurL’étanchéité à l’air
• Sources d’infiltrations d’air :– Menuiseries– Jonctions entre parois– Gaines électriques– Canalisations– Conduits de cheminée– Trappes– …
� Courants d’air, augmentation des consommations de chauffage…
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Conserver la chaleurL’étanchéité à l’air
• L’impact sur les consommations :Exemple d’un bâtiment collectif BBC
• Les solutions :– Utilisation de produits spécifiques (scotchs, freine-
vapeur, colles, manchettes étanches…)
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Conserver la chaleurL’étanchéité à l’air
• Les solutions :– Mise en œuvre soignée
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Conserver la chaleurL’étanchéité à l’air
• Les solutions :– 2 tests à la porte soufflante (« blower door »),
avant et après les finitions
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La rénovation : le principal enjeu
• Neuf : 1% du parc chaque année
• Consommations actuelles des bâtiments :
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La rénovation : le principal enjeu23
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La rénovation : le principal enjeu24
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• Objectif chauffage : 50 kWh ep/m²shab .an
• Ne pas tuer le gisement !!
�Pas de rénovation à plus faible niveau sinon :
o Manque de main d’œuvre o Surcoût très important
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La rénovation : le principal enjeu25
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• La Solution Technique de Référence:
1. Ajouter aux murs et au plancher bas une résistance thermique de 4,5 m²K/W,
2. Ajouter en toiture une résistance thermique de 7,5 m²K/W,
3. Remplacer les menuiseries par des menuiseries en bois munies de triple vitrage peu émissif avec argon (Uw < 1,1 W/m²°C),
4. Mettre en œuvre une ventilation double flux avec récupérateur de chaleur d’efficacité minimum de 70 %,
5. Utiliser un système de chauffage performant.
Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
La problématique du confort d’été
• Stratégie à adopter :
1. Réduire les apports de chaleur (internes et solaires)
2. Stocker la chaleur via l’inertie du bâtiment
3. Evacuer la chaleur accumulée
4. Trouver un moyen passif de rafraîchissement
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C• Bâtiment très isolé: Surchauffes estivales
Effet thermos
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4. LES THÉMATIQUES PRINCIPALES ABORDÉES
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Certaines thématiques pour lesquelles l’efficacitéénergétique va à l’encontre ou dans le même sens que le confort acoustique et la qualité de l’air intérieur
Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
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Performance de l’enveloppe thermique (niveaux d’isolation, traitement des ponts thermiques…)
Renouvellement d’air (infiltration, ventilation…)
Revêtements (sol, faux-plafonds)
Mode de chauffage: chauffage bois
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4.1 NIVEAUX D’ISOLATION
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CONSÉQUENCES D’UNE ISOLATION IMPORTANTE
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Sur le confort acoustique
• De manière générale, l’isolation thermique et acoustique vont dans le même sens:
� Une résistance thermique supplémentaire permet d’augmenter l’affaiblissement acoustique d’une paroi.
� Les menuiseries performantes sur le plan thermique sont assezassez performantes sur le plan acoustique.
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CONSÉQUENCES D’UNE ISOLATION IMPORTANTE
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MAISMAIS
Ex: Logements adjacents, bruits des gaines de plomberie …
• Après rénovation énergétique: certains immeubles de logements font apparaître des problèmes acoustiques intérieurs !!
• Objectifs acoustiques élevés: Triple vitrage classique souvent insuffisant par rapport au double vitrage acoustique
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
CONSÉQUENCES D’UNE ISOLATION IMPORTANTE
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Sur la qualité sanitaire de l’air
Si l’isolation thermique est bien réalisée, la qualitéde l’air est accrue
� Une bonne isolation permet de limiter les points froids et les parois froides : les risques de condensation et moisissures sont fortement réduits
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
CONSÉQUENCES D’UNE ISOLATION IMPORTANTE
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MAISDes retours d’expériences montrent que l’isolation, surtout en rénovation, n’est pas toujours parfaite.
� Ponts thermiques non traités: points froids et condensation assurée.
Ces risques sont dCes risques sont d’’autant plus accrus si le systautant plus accrus si le systèème me de ventilation nde ventilation n’’est pas adaptest pas adaptéé
� Isolation par l’intérieur: problèmes de transfert d’humidité et risques de condensation à l’interface isolant/mur
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4.2 MAITRISE DU RENOUVELLEMENT D’AIR
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Etanchéité à l’air et
Ventilation Mécanique Contrôlé
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Les infiltrations d’air et qualitésanitaire de l’air
Supprimer les entrées d’air parasites va dans le sensva dans le sensd’une bonne qualité de l’air :
Les infiltrations d’air froid provoquent des condensations et des moisissures
L’air venant des entrées parasites sera donc de très mauvaise qualité sanitaire.
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Les enjeux de la ventilation
La ventilation représente à la fois:
Un poste de déperditions énergétiques majeur
Une source conséquente de problèmes acoustiques
Une nécessité sanitaire
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Les enjeux de la ventilationUn poste de déperditions thermique prpr éépondpond éérantrantpour un bâtiment bien isolé:
Pour des logements:Bilan énergétique sur la période de chauffage
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Les enjeux de la ventilation
Pour les bâtiments tertiaires: impact encore plus important.
Le renouvellement d’air peut être le principal poste de déperditions
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Les enjeux de la ventilation
Différentes stratégies pour diminuer les déperditions:
Récupérer l’énergie sur l’air extraitEx: Ventilation double-flux avec récupération de chaleur
OU
Diminuer les débits de ventilationEx: Ventilation simple-flux hygro-régulé
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Les 2 choix principaux :
ENERTECH
Gaine d’insufflation
Gaine d’extraction
Entrée d’air
Rejet d’airÉchangeurDe chaleur
CuisineSdb / WC
CuisineSdb / WC
SéjourChambres
SéjourChambres
Entrée d’air
Rejet d’air
Entrée d’air
Caisson d’extraction
CuisineSdb / WC
SéjourChambres
SéjourChambres
CuisineSdb / WC
Ventilation double flux avec échangeur de chaleur
• Confort thermique et qualité de l’air améliorés
Ventilation hygroréglable de type B
• Diminution des déperditions grâce à la diminution des débits de ventilation qui s’adaptent à l’occupation
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Ventilation Mécanique Contrôlée
Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Ventilation Mécanique Contrôlée
Comparaison de ces 2 principes sur un plan strictement énergétique
Au sens du calcul RT (calculs conventionnels), options énergétiquement équivalentes.
Ventilation double flux avec échangeur de chaleur
Ventilationhygroréglable de type
B
Avantages
Déperditions et besoins de chauffage très faiblesConfort thermiquePossibilité de chauffer par air
Faibles consommations électriques
Inconvénients
Consommations électriques loin d’être neutres
Entrées d’air froid: inconfort et augmentation de la consigne
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Ventilation et qualité sanitaire de l’air
Garder à l’esprit la contrainte sanitaire pour fixer les taux de renouvellement à l’air
Ventiler c’est permettre de:
La ventilation hygro permet-elle, à elle seule, d’assurer une qualité de l’air acceptable ?
Evacuer l’humidité / la vapeur d’eau
Evacuer les polluants générés par les occupants (CO2, fumées de cigarette, odeurs…)
Evacuer les polluants dus aux meubles, aux colles, peintures (COV, formaldéhydes)
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Pour des logements, taux de renouvellement correct situé autour de 0.5 – 0.6 Vol/h (plusieurs études: INSP Québec -2006-, LBNL)
Taux de renouvellement fixé pour respecter une concentration maximale en formaldéhyde dans l’air intérieur de 60 µg/m3
Assurer ces dAssurer ces déébits et limiter les besoins de bits et limiter les besoins de chauffage rend incontournable la VMC chauffage rend incontournable la VMC doubledouble--fluxflux
Correspond à l’arrêté du 24/03/1982 mais les débits règlementaire sont réduits avec l’arrêté du 28/10/1983 qui introduit l’hygroréglable
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Ventilation et qualité sanitaire de l’air43
Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Des moyens techniques existent pour faire cohabiter qualité d’air et performance thermique
La ventilation double-flux avec récupération de chaleur pose des problèmes:
VMC doubleVMC double--flux rarissime en logements flux rarissime en logements (m(mêême en neuf)me en neuf)
De coûts (3000€/lgt contre 900 pour l’hygro B)
MAIS
De mise en œuvre en réhabilitation
Ventilation simple fluxVentilation simple flux hygrohygro B gB géénnééralisraliséée e pour les bpour les bââtiments BBC en Francetiments BBC en France
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Ventilation et qualité sanitaire de l’air44
Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Maitrise du renouvellement d’airConfort acoustique
Etanchéité à l’air
Une bonne étanchéité à l’air va dans le sens du confort acoustique vis-à-vis de l’extérieur
Entrées d’air =
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Ponts phoniques entre extérieur et intérieur
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Maitrise du renouvellement d’airConfort acoustique
Equipements VMC
La VMC pose des contraintes acoustiques très importantes:
Ponts phoniques liés aux conduits de ventilation
Bruits occasionnés par les machines ou des vitesses d’air trop importantes
Les problLes problèèmes acoustiques surviennent suite mes acoustiques surviennent suite àà des des problproblèèmes de conception ou de mises en mes de conception ou de mises en œœuvre.uvre.
4.2
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4.3 MATÉRIAUX DE REVÊTEMENTS
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Principe d’inertie – Acoustique intérieur
4.3
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
L’inertie: point essentiel à un bâtiment performant
Caractéristiques d’un matériau inertiel :•une bonne capacité thermique
•une bonne effusivité
•une bonne diffusivité
ce λρ=
cρ
Un matériau ne peut pas être isolant et inertiel
Stocker la chaleur est nStocker la chaleur est néécessaire pour garantir un cessaire pour garantir un confort dconfort d’é’éttéé correctcorrect
ce
ρλ=
4.3
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Mardi 14 février 2012 – Vincent Coste
Confort acoustique VS Inertie thermique
Présence d’un minimum de matériaux absorbants
Moquette, faux plafonds…
Ces matériaux vont en l’encontre d’une bonne inertie
Problématique récurrente dans les bâtiments tertiaires, surtout les bureaux