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Label E+/C- : Premières études de cas et études de sensibilité

Rubrique : Corporate

Premières études de cas complètes sur les maisons individuelles et logements collectifs

 

 Cette présentation fait suite à une première restitution réalisée le 09 novembre 2016 dans le cadre des ateliers techniques de l’AICVF IDF et animé par Olivier SERVANT. Il s’agissait de la première réunion de restitution de résultats sur le sujet tout juste 1 mois après la parution de la méthode d’évaluation.

Cette restitution est le fruit d’un travail porté par CIMBeton, Isolons la Terre, Filmm et PROMOTOIT. Les études techniques et thermiques ont été réalisées par TRIBU ENERGIES et BASTIDE ET BONDOUX.

Retrouvez ci dessous la restitution de cette étude en cliquant sur la l’image ci dessous (réservée aux membres)

 

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Les objectifs de ce travail visent à montrer les capacités à atteindre les seuils du référentiel, à identifier les sensibilités des niveaux énergie et carbone en fonction des choix constructifs et mettre en exergue les points de vigilance.

3 types de maisons individuelles et 3 types d’immeubles collectifs ont été étudiés.

Une méthode de calcul toujours en rodage : 2 erratums en deux mois

Le ministère a mis à disposition un site web dédié à l’expérimentation. En effet, le label Energie/carbone est en phase d’expérimentation en vue de définir la prochaine réglementation sur les bâtiments neufs prévu en 2018 (seuil carbone) ou 2020.

La méthode de calcul et les seuils ont été définis et arrêté en octobre 2016. Ceux-ci intègrent les seuils énergie et carbone. Depuis deux modifications ont été portées en janvier 2017 et février 2017 avec l’intégration de données environnementales génériques par défaut.

Ces modifications sont particulièrement importantes puisqu’elles ne permettent plus dans certains cas, à certaines solutions, initialement éligibles, d’être compatibles avec les labels.

Indicateur énergie : les niveaux 1 et 2 atteignables, le niveau 3 accessible avec un effort sur le bâti + PV et le niveau 4 inaccessible.

L’approche énergie du label repose sur 4 classes d’efficacité énergétique allant du niveau de conception « améliorée » par rapport à la RT2012 (niveau 1) à niveau « démonstrateur » (niveau 4) avec un bilan BEPOS < 0 kWh/m2.an.

Le bilan énergie dit Bilan BEPOS comprend les 5 usages de RT2012 + les usages spécifiques sur la base d’un forfait.

En maisons individuelles

Les études de cas montrent que les niveaux 1 et 2 sont accessibles pour les solutions :

  • Chaudière gaz/fioul + ballon thermodynamique
    • avec un Bbio inférieur de 5% au Bbiomax
  • Effet Joule + ballon thermodynamique
    • avec un Bbio inférieur de 40% au Bbiomax et la mise en place de capteurs PV.
  • Poêle à granulés + appoint + ballon thermodynamique
    • avec un Bbio inférieur de 13% au Bbiomax

Quant à l’atteinte du niveau 3, l’installation de panneaux photovoltaïques est nécessaire (5 à 10 m2 dans le premier cas et 12 à 20 m2 dans me second cas).

Le niveau 4 est considéré inaccessible puisque nécessite la mise en place de panneaux PV au sol au-delà de la surface de toiture sud disponible (70 m2 dans le premier cas et 87 m2 dans le second cas).

En logement collectif

Le constat est identique hormis pour les solutions Effet joule + CET dont le niveau 3 semble très difficile atteindre.

Les niveaux 1 et 2 sont accessibles pour les solutions :

  • Chaudière individuelle avec un Bbio
    • renforcé de l’ordre de Bbiomax-40%
  • Chaudière collective gaz/fioul + solaire
  • Chaudière biomasse
    • sans aucun effort sur le Bbio
  • Effet joule +CET
    • avec Bbio très renforcé et l’ajout de PV à hauteur de 2,7 à 3,5 m2/lgt
  • RCU
    • avec un Bbio dépendant du taux ENR du réseau de chaleur

Le niveau 4 est inaccessible pour l’ensemble des solutions exceptée pour la chaufferie bois.

Un traitement particulier des solutions bois et réseaux de chauffage urbain qui dégradent le Bbio par rapport aux précédentes réglementations

Cette méthode a introduit de nouvelles exigences en matière de valorisation de la filière bois énergie en affectant un facteur 0 de conversion entre énergie primaire et énergie finale. Au-delà de la crédibilité discutable de cette valeur, cette mesure conduit à un respect des niveaux de performance Energie 1, 2 et 3 sans aucun effort sur le bâti.

Les solutions bois et RCU permettent même de répondre aux exigences énergétiques avec des niveaux de performances « bâti » faibles et équivalentes aux gardes fous par paroi de la RT2005 conduisant à une dégradation des pratiques actuelles.

Indicateur carbone : l’approche ACV, une démarche nouvelle pour l’ensemble des acteurs et des indicateurs qui restent à caler.

Ce nouvel indicateur repose sur une approche ACV de l’ensemble des procédés constructifs du berceau à la tombe sur durée de vie de 50 ans. Il est exprimé en Emissions de CO2 sur 50 ans en Kg.eq.CO2/(m2SDP.an) et comprend trois postes :

  • Les émissions de GES liées à l’utilisation de l’énergie dans le bâtiment (chauffage, ECS, auxiliaires….)
  • Les émissions de GES liées aux consommations d’eau
  • Les émissions de GES liées aux produits de construction et équipement

Le label impose des niveaux d’exigences à la fois pour le dernier poste et pour le total des trois postes.

Le groupe de travail a réalisé ses analyses suivant trois modes d’évaluation issues d’une part de l’évolution du référentiel au mois de janvier et février 2017 et d’autre part de la prise en compte des fiches dites par « défaut » (et non les fiches industriels).

L’évolution des méthodes a conduit à une augmentation de 7% de l’indicateur carbone entre la version 2016 et 2017 principalement concentré sur le dernier poste PCE (+20%). En autre, la prise en compte des fluides frigorigènes des systèmes conduit à une augmentation notable du poids CO2 des équipements.

Les fiches environnementales peuvent être issues de :

  • Données spécifiques (FDES, PEP individuelle ou collectif pour les systèmes…) disponibles sur la base INIES
  • Données par défaut validées par le Ministère en l’absence de donnée spécifique disponibles sur la base INIES
  • Données conventionnelles pour le contenu CO2 des énergies, l’impact des fluides frigorigènes ou encore pour quelques lots de construction,

Les données issues de la base ELODIE sont interdites avec le référentiel Energie Carbone.

Les études montrent que le choix des FDES ne joue au mieux que sur 34% du poids carbone de l’ouvrage. Les marges de manœuvre pour réduire le seuil PCE sont donc très limitées.

Le comparatif des méthodes met toutefois en exergue l’intérêt d’utiliser les FDES plutôt que les valeurs par défaut (+7%).

Le niveau carbone 1 accessible mais le niveau carbone 2 impossible quelque soit la solution utilisée en maison individuelle

En maisons individuelles :

Quelque que soit la solution utilisée, le niveau carbone 1 est accessible pour les niveaux « énergie » 1, 2, 3 et 4.

Malgré un bénéfice à l’export important lié à l’installation de PV, même un bâtiment respectant les exigences du niveau énergie 4 ne pourra répondre au seuil carbone 2.

Le seuil PCE n’est pas respecté dans le cas d’une prise en compte des données INIES par défaut. Il est donc indispensable de prendre en compte les FDES des industriels.

Logement collectif :

Le groupe de travail a comparé les émissions de GES entre une structure béton 240 kgCO2/m3 et FDES collectives éléments par béton. Un écart sensible est constaté en faveur de la solution béton traditionnel 240 kgCO2/m3. Dans ce cas de figure, la prise en compte des FDES ne présente aucun intérêt.

L’ensemble des solutions techniques répondent au seuil carbone 1.

Comme pour le niveau énergie, avec un faible niveau d’isolation, les solutions bois et réseau de chaleur peuvent prétendre au niveau carbone 2.

Analyse des sensibilités : compacité, mode constructif et zone sismique

 En logement individuelle, les maisons plein pieds ou R+1 avec toiture terrasse présente le meilleur indicateur carbone. Les maisons de type R+Combles sont pénalisées par des surfaces de plancher moins bien optimisées.

Pour les logements collectifs, plus l’ensemble comprend de logements, plus le poids CO2 sera faible. Un bâtiment comprenant 4 logements sur 2 niveaux affichera un indicateur carbone supérieur de 24% à une « barre » de 80 logements sur 8 niveaux ; une tendance qui favorise la densification.

Les maisons individuelles sur vide sanitaire ou terreplein sont mieux valorisées que les logements sur sous-sol.

Les logements collectifs en béton traditionnel 160 kgCO2/m2 à 240 kgCO2/m2 aura un impact inférieur assez sensible par rapport à un mode constructif en béton cellulaire qui présente l’empreinte environnementale la plus élevée.

En fonction de la zone de sismicité, le maitre d’œuvre peut être contraint d’utiliser des modes constructifs plus impactant pour assurer la durabilité de l’ouvrage. Le référentiel ne tient pas compte de cette spécificité.

Marge de manœuvre très limitée sur l’optimisation des composants techniques et de l’enveloppe

Un certain nombre procédés techniques (différents isolants, revêtements, bardage et menuiserie) ont étudiés et montre que les variantes technologiques pour un même poste n’ont que très peu d’impact sur l’évaluation des émissions de GES pour le sous poste PCE.

Une valorisation bien théorique des émissions de GES des panneaux photovoltaïques

L’analyse des différents cas de figure illustre une particularité de la méthode visible essentiellement dans le cas du respect de l’exigence du niveau énergie 4. En effet, le législateur a introduit un coefficient de bonification à l’installation des panneaux photovoltaïques conduisant à rétrocéder une partie « théorique » des émissions de GES correspondant à l’export des KWh produit au-delà de l’autoconsommation.

Cela conduit à un niveau théorique du poids carbone de l’ouvrage en dé-corrélation complète avec son poids CO2 réel et conduit à favoriser l’installation massive de panneaux photovoltaïques (au détriment d’autres solutions de réduction des consommations ?)

Impact de l’épaisseur d’isolant sur les murs : jusqu’à quelle épaisseur est ce rentable ?

La prise en compte de l’impact environnemental liée à la fabrication de l’isolant amène aujourd’hui à se poser la question de la limite de « rentabilité CO2 » de l’isolant.

L’étude montre qu’en zone H1a et en maison individuelle, la limite d’isolation à partir de laquelle les gains CO2 sont nuls voire négatif est de 1,9 m !