EA_renov-indiv_WEB

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La rénovation énergétique
des maisons individuelles :
Performance et potentiel des systèmes
à eau chaude
Étude 2010
La rénovation énergétique
des maisons individuelles :
Performance et potentiel des systèmes
à eau chaude
D’après une étude de simulation sur
les bouquets de travaux dans le cadre
de la rénovation énergétique à l’aide
des éco-prêts à taux zéro
Étude 2010
➜
INTRODUCTION
Pouvoir compter sur un chauffage performant
et évolutif. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
L’éco-prêt à taux zéro pour atteindre les objectifs
de la France . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
La méthodologie de l’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
• Typologie des bâtiments et des zones géographiques
• Calcul des consommations et des investissements
• Les travaux de la rénovation financés par l’éco-PTZ
1. Enseignements de l’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1 Les meilleurs temps de retour sont atteints avec des bouquets
« chauffage + toiture »
1.2 Les bouquets comprenant le chauffage offrent les meilleurs
gains énergétiques
1.3 L’éco-PTZ permet de financer la quasi-totalité des travaux
1.4 La boucle à eau chaude mieux adaptées à de la rénovation
1.5 Accès aux labels HPE et BBC
2
12
13
14
15
16
Sommaire
2. Illustration avec le cas du pavillon traditionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1 Rénovation par bouquets de travaux
2.2 Meilleure performance pour les bouquets « toiture + chauffage »
2.3 Le cas du chauffage électrique direct
2.4 Rénovation HPE ou BBC
• Les solutions pour atteindre le niveau HPE
• L’autofinancement des solutions HPE
• Rénovation globale BBC
• La nécessité d’une approche globale pour atteindre le niveau BBC
21
21
23
24
24
25
26
27
3. Les propositions d’Energies et Avenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1 Permettre une approche globale en donnant
une vision à long terme
3.2 Rééquilibrer la part des systèmes de chauffage
dans les bâtiments neufs
3.3 Mettre en place un Observatoire de CO²
par énergie et par utilisation
30
30
31
ANNEXE
• La polyvalence du système de chauffage à eau chaude
• Association des Professionnels pour un chauffage durable
• Les membres d’Energies et Avenir
32
33
33
• Glossaire
34
3
➜
La consommation énergétique du secteur du bâtiment génère près d’un quart
des émissions nationales en gaz à effet de serre, soit 2 tonnes de CO² par habitant
par an. L’enjeu est grand : pour tenir son engagement de réduction de ses émissions
de CO², (d’au moins 38% d’ici à 2020), la France doit investir massivement dans la
rénovation de son parc immobilier et améliorer sa performance énergétique.
Aujourd’hui, un logement consomme en moyenne 250 kWhep/m² par an1, les
logements construits après guerre et avant 1975 consomment même en moyenne
360 kWhep/m2 par an. Bien que les bâtiments existants soient soumis à la
réglementation thermique « éléments par éléments » depuis le 1er novembre 2007,
il n’existe pas encore d’obligation de travaux d’amélioration. Néanmoins,
de nouvelles dispositions réglementaires obligent désormais l’entretien annuel des
chaudières et la formulation par le professionnel à son client de conseils et
recommandations afin d’améliorer la performance du système de chauffage. Les
engagements pris dans le cadre du Grenelle de l’environnement se traduiront par la
rénovation de 400 000 logements par an à partir de 2013. L’éco-prêt à taux zéro
(éco-PTZ), introduit dans le contexte du Grenelle, permet justement d’anticiper et
de rénover dès aujourd’hui les logements au-delà de la réglementation en vigueur.
Il faut admettre que définir son projet de rénovation n’est pas une tache facile.
Quelle rénovation, pour quelle performance ? Quel budget pour quel bouquet de
travaux ? Pour y voir plus clair, Energies et Avenir a commandé au bureau d’études
thermiques Technosud Energie, avec l’appui du CRIGEN (Centre de Recherche et
4
Pouvoir compter
sur un chauffage
performant et évolutif
d'Innovation sur le Gaz et les Énergies nouvelles), une étude qui permet d’identifier
des solutions performantes de rénovation en maisons individuelles, tout en
considérant le dispositif de l’éco-PTZ. Un des principaux enseignements est la place
privilégiée des systèmes de chauffage utilisant la boucle à eau chaude. En effet,
l’étude démontre que les meilleures performances énergiques sont atteintes avec le
changement de la chaudière ou des bouquets de travaux intégrant le chauffage,
tout en restant dans les paramètres de l’éco-PTZ. Etant porteurs d’innovation et
d’intégration d’énergies renouvelables, les systèmes de chauffage à eau chaude
permettent non seulement de réduire les émissions de CO² mais aussi de répondre
aux futures réglementations concernant l’efficacité énergétique et la protection de
l’environnement.
Cette étude portant sur les maisons individuelles, sera complétée prochainement
par une étude dans le logement collectif. Par ses différentes études, Energies et
Avenir poursuit sa contribution sur le thème du chauffage durable.
Car disposer dans son logement d’un système de chauffage à boucle à eau
chaude représente un avantage pour améliorer, aujourd’hui comme demain,
les performances énergétiques et environnementales de chacun.
Hervé THELINGE
Président d’Energies et Avenir
1
La consommation énergétique par mètre carré et par an concerne les cinq usages suivants :
chauffage, refroidissement, éclairage, eau chaude sanitaire, auxiliaires
5
L’éco-prêt à taux zéro
pour atteindre les objectifs
de la France
➜
Le secteur du bâtiment français représente 32 millions de logements, dont près
de 27 millions de résidences principales, 15 millions de maisons individuelles,
11 millions de logements collectifs et 7 millions de logements en copropriété.
Les objectifs du Grenelle sont ambitieux et prévoient une économie de 38% sur la
consommation en énergie primaire des bâtiments.
Afin de relever ce défi, le Gouvernement a confié à Philippe PELLETIER une
mission visant la mise en place d’un programme de réduction des consommations
énergétiques et des émissions de gaz à effet de serre des bâtiments, dit Plan
Bâtiment Grenelle. Un des dispositifs phares de ce Plan Bâtiment est l’éco-prêt à
taux zéro (éco-PTZ) qui permet de financer jusqu’à 30 000 euros de travaux suivant
deux options possibles, soit un bouquet de travaux, soit une amélioration de la
performance énergétique globale du bâtiment. Ce prêt sans intérêts d’une durée
de 10 à 15 ans constitue une solution complète de financement de la rénovation
thermique. Après une année de mise en œuvre, plus de 100.000 éco-PTZ ont été
distribués ce qui correspond à environ 1,5 milliard d’euros de travaux
d’amélioration. En outre, le dispositif est cumulable avec d’autres aides comme le
crédit d’impôt développement durable, l’éco-subvention de l’Agence nationale
de l'habitat (Anah) ou les aides octroyées par les collectivités territoriales.
6
La présente étude sur la rénovation énergétique des maisons individuelles a
pour objectif d’identifier les solutions les plus performantes des différents
bouquets de travaux en prenant en compte à la fois le temps de retour sur
investissement et l’économie d’énergie primaire. Elle illustre également la
possibilité de financer tous les travaux effectués par l’éco-PTZ, plafonné à 30 000
euros, et conclut que le bouquet « toiture + chauffage » affiche le meilleur rapport
investissement/économie avec seulement 5 ans de retour sur investissement et
une économie d’énergie primaire de l’ordre de 55%.
7
➜
La méthodologie de l’étude
TYPOLOGIE DES BÂTIMENTS ET DES ZONES GÉOGRAPHIQUES
Afin d’analyser les typologies les plus prometteuses en termes de gisements
unitaires d’économie d’énergie, 9 types de maisons individuelles ont été
étudiés. Remarquons que le respect d’une performance énergétique n’est
obligatoire que depuis 1975, soit seulement 18% du parc. Pour chaque type de
maison, quatre énergies de chauffage ont été étudiées (le gaz naturel, le
propane, le fioul domestique et l’électricité), prenant en compte les trois zones
climatiques d’hiver (H1a, H2c et H3).
APERÇU DES DIFFÉRENTS TYPES D’HABITAT
TYPE D’HABITAT ET
DATE DE CONSTRUCTION
TYPE D’HABITAT ET
QUANTITÉ ET
% DU PARC
MI* rurale
⬍1915
MI bourgeoise
⬍1915
MI de bourg
⬍1915
Villa éclectique
⬍1948
Pavillon de banlieue
⬍1967
DATE DE CONSTRUCTION
Pavillon de la
reconstruction
1949-1967
1.2 million
8%
QUANTITÉ ET
% DU PARC
396 000
3%
184 000
1%
Pavillon traditionnel
1968-1974
1.2 million
8%
1.8 million
12%
Pavillon préfabriqué
1975-1981
901 000
6%
Pavillon
1982-1988
642 000
4%
3.3 millions
22%
*
Maison individuelle
Les neuf typologies de maisons individuelles
selon le bureau d’études Energies Demain
8
1.9 million
12%
CALCUL DES CONSOMMATIONS ET DES INVESTISSEMENTS
Les consommations énergétiques avant et après la rénovation thermique ont été
estimées selon la méthode de calcul Th-C-E ex, développée par le centre
scientifique et technique du bâtiment (CSTB). Cette méthode est également
retenue par les pouvoirs publics dans le calcul des niveaux HPE (Haute
Performance Energétique) et BBC (Bâtiment basse consommation). Par rapport
aux consommations énergétiques réelles mesurées, elle a généralement tendance
à surestimer les consommations des maisons individuelles. Ceci ne compromet
cependant pas les résultats de l’étude qui restent cohérents en valeur.
Les coûts d’investissements utilisés ont été fournis par des Bureaux d’étude
thermiques et des économistes de la construction. Ils comprennent les coûts de
fourniture et de main-d’œuvre ainsi que des travaux connexes nécessaires et des
travaux de finition. Ne sont pas pris en compte les crédits d’impôts ou les aides
spécifiques, assujettis au recalage annuel possible à travers de la loi de finance.
LES TRAVAUX DE LA RÉNOVATION FINANCÉS PAR L’éco-PTZ
L’étude s’appuie sur la mise en œuvre de l’éco-PTZ permettant aux
propriétaires de bénéficier d’un prêt sans intérêts pour la rénovation thermique
des résidences principales. Son obtention est soumise à la réalisation de
bouquets de travaux ayant un impact sur la réduction des consommations
d’énergie ou d’une rénovation entrainant une amélioration de la performance
énergétique globale du bâtiment pour atteindre les niveaux HPE
(150 kWhep/m²/an) ou BBC (80 kWhep/m²/an). Selon l’approche choisie dans
la rénovation, le propriétaire peut obtenir jusqu’à 30 0001 euros avec une durée
de remboursement allant de 3 à 10, voire 15 ans si la banque le prévoit.
L’étude a identifié pour chaque maison plusieurs scenarios possibles de travaux :
soit la réalisation d’un bouquet de 2 ou 3 travaux, soit une rénovation globale afin
d’atteindre le niveau HPE ou BBC. Les travaux pris en compte sont les suivants :
• le chauffage
• l’eau chaude sanitaire (ECS) • les portes
• le vitrage
• l’isolation des murs
• la ventilation
• l’isolation des toitures
• l’isolation des planchers
• l’étanchéité à l’air
1
Il est de 20 000 euros si le bouquet est de 2 travaux
9
LES SOLUTIONS DE RÉNOVATION RÉALISÉES
Plafond
HPE rénovation
BBC rénovation
Bouquets
*
**
**
DV 4/16/4 Peu émissif
Vitrages
Murs
*
***
Plancher
*
**
Portes
Ventilation
*
VMC Hygroréglable B
Perméabilité
Chauffage
Elec
0,8
PR NF Performance C
Comb.
Installation de
chauffage
Régulation
ECS
Elec
Comb.
**
PAC air/eau (COP 3.3) sur PCBT
Chaudière CD
Radiateurs existants
PCBT
Existant
Régulation terminale + programmation
Solaire thermique 4 à 6 m2
Solaire thermique 4 à 6 m2
VMC : ventilation mécanique contrôlée
PCBT : Plancher chauffant basse température
Chaudière CD : chaudière à condensation
PR NF Performance : panneaux rayonnants NF Performance
Elec : électrique
Comb : combustible
10
1
Enseignements
de l’étude
12 ➜ Les meilleurs temps de retour sont atteints
avec des bouquets « chauffage + toiture »
13 ➜ Les bouquets comprenant le chauffage
offrent les meilleurs gains énergétiques
14 ➜ L’éco-PTZ permet de financer la quasi-totalité
des travaux
15 ➜ La boucle à eau chaude mieux adaptée
à la rénovation
16 ➜ Accès aux labels HPE et BBC
11
➜
L’étude démontre que l’éco-PTZ permet de financer la
quasi-totalité des bouquets de travaux. Elle relève aussi
une très forte disparité entre les bouquets en termes de
performance énergétique atteinte, d’investissement et de
temps de retour pour une même typologie de maisons, la
même énergie et la même zone géographique. Les gains
énergétiques vont de moins de 10% à plus de 60%, alors
que l’investissement s’échelonne de moins de 5 000 euros à
plus de 30 000 euros. Finalement, les temps de retour bruts
(TRB) peuvent passer de moins de 10 ans à plus de 60 ans,
ce qui relativise l’intérêt de certains bouquets de travaux.
➜
LES MEILLEURS TEMPS DE RETOUR SONT ATTEINTS AVEC DES
BOUQUETS
«
CHAUFFAGE
+
TOITURE
»
L’étude relève que les bouquets les plus performants et les plus rentables
incluent presque systématiquement l’amélioration du système de chauffage et
l’isolation de la toiture. Alors que les bouquets de travaux portant sur l’isolation
thermique des murs ainsi que le vitrage ont des temps de retour supérieurs à
15 ans, les bouquets incluant le remplacement des systèmes de chauffage,
l’intégration des énergies renouvelables et l’isolation de la toiture, se
rentabilisent entre 6 et 8 ans. Les meilleurs temps de retour (autour de 5 ans)
sont atteints avec des bouquets portant seulement sur le chauffage et
l’isolation de la toiture.
années
Temps de retour moyens
pour les différents bouquets de travaux
dans les maisons à combustibles - zone H1a
25
20
15
Chauffage + EnR
Toiture + Vitrage
Murs + vitrage
10
2 bouquets
Toiture + chauffage
Murs + toiture + vitrages
5
Toiture + chauffage + EnR
Toiture + vitrage + chauffage
Murs + vitrage + chauffage
➜
0
2 bouquets
3 bouquets
12
3 bouquets
1.
ENSEIGNEMENTS DE L’ÉTUDE
LES BOUQUETS COMPRENANT LE CHAUFFAGE OFFRENT
LES MEILLEURS GAINS ÉNERGÉTIQUES
L’étude démontre que les bouquets de travaux visant à améliorer le système de
chauffage offrent les meilleurs gains énergétiques et donc une meilleure
réduction de la consommation en énergie. La rénovation thermique à travers des
bouquets de travaux permettant en moyenne d’économiser 40% d’énergie rend
possible d’atteindre l’objectif, prévu par le Grenelle de l’environnement,
de diminuer de 38% la consommation énergétique d’ici 2020. Compte tenu de
la consommation initiale des logements chauffés à l’électrique, les bouquets de
travaux permettent de réduire leur consommation jusqu’à 75%. Pour les maisons
au gaz ou au fioul, les gains énergétiques peuvent atteindre jusqu’à 60%.
70 %
Gains énergétiques avec des bouquets comprenant le chauffage (combustibles) zone H1a
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
80 %
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0%
Gains énergétiques avec des bouquets comprenant le chauffage (électrique) zone H1a
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
Toiture + chauffage + EnR
Toiture + vitrage + chauffage
Murs + vitrage + chauffage
13
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Toiture + chauffage
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Chauffage + EnR
M
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0%
➜
L’éco-PTZ
PERMET DE FINANCER LA QUASI-TOTALITÉ DES TRAVAUX
L’éco-prêt à taux zéro permet un financement de la rénovation thermique à
hauteur de 30 000 euros. Selon les chiffres du ministère de l’Ecologie, l’éco-PTZ
moyen est de l’ordre de 18 000 euros. Ce montant se retrouve dans les résultats
de l’étude avec un niveau d’investissement moyen de 12 000 euros pour
2 bouquets de travaux, et de 19 000 euros pour 3 bouquets dans le cas d’une
maison alimentée au gaz ou au fioul. L’analyse montre que les montants moyens
pour la rénovation d’une maison « tout électrique » sont légèrement supérieurs :
15 000 euros pour 2 bouquets de travaux et 23 000 euros pour 3 bouquets.
€
Hauteur de l’investissement des bouquets de travaux comprenant le chauffage
pour les maisons utilisant des combustibles (zone H1a)
35 000
30 000
25 000
Plafond éco-PTZ
20 000
pour 2 bouquets
15 000
10 000
5 000
riq
Toiture + chauffage
Toiture + chauffage + EnR
Toiture + vitrage + chauffage
Murs + vitrage + chauffage
14
19
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Pa
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Chauffage + EnR
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0
1.
ENSEIGNEMENTS DE L’ÉTUDE
Hauteur de l’investissement des bouquets de travaux comprenant le chauffage
pour les maisons utilisant l’électricité (zone H1a)
€
45 000
40 000
35 000
30 000
25 000
Plafond éco-PTZ
20 000
pour 2 bouquets
15 000
10 000
5 000
riq
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M
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Chauffage + EnR
Pa
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0
Toiture + chauffage
Toiture + chauffage + EnR
Toiture + vitrage + chauffage
Murs + vitrage + chauffage
LA BOUCLE À EAU CHAUDE MIEUX ADAPTÉE À LA RÉNOVATION
L’étude confirme que l’obtention des niveaux HPE ou BBC est nettement plus
aisée, techniquement et financièrement, pour les maisons dotées initialement
d’un système de chauffage de type « boucle à eau chaude ». Cette configuration
facilite également l’intégration des énergies renouvelables couvrant les besoins
en chauffage ou en eau chaude sanitaire. Par contre, la rénovation des systèmes
de chauffage électrique direct peut engendrer des surcoûts importants qui
dépassent le plafond de l’éco-PTZ. Ceci est dû à la mise en œuvre complète
d’une boucle à eau chaude, mais elle conduit en conséquence à de meilleurs
gains de performance et de meilleurs temps de retour, grâce à ce changement
de distribution de la chaleur.
15
➜
ACCÈS AUX LABELS HPE ET BBC
Pour atteindre le niveau HPE rénovation, les simulations montrent que, la plupart
du temps, les bouquets de 2 ou 3 travaux de l’éco-PTZ sont suffisants quelle que
soit la typologie de la maison individuelle, l’énergie utilisée ou la zone climatique.
En revanche, le niveau BBC rénovation suppose pour être atteint de développer
une approche globale et de traiter de manière exhaustive l’ensemble des postes
au moyen de solutions techniques performantes mais courantes sur le marché,
dont la ventilation, le plancher bas, la perméabilité à l’air qui ne sont pas pris en
compte dans les bouquets de travaux. Ces postes sont néanmoins finançables
par l’éco-PTZ. Si l’éco-PTZ permet souvent de financer la quasi-totalité des
travaux pour atteindre le niveau HPE rénovation, l’investissement nécessaire à la
rénovation au niveau BBC est de l’ordre de 30% plus élevé que le plafond de
l’Eco-PTZ, surtout lorsqu’il est nécessaire de mettre en œuvre un plancher
chauffant basse température.
€
Niveaux des coûts d’investissement pour atteindre les labels HPE et BBC (zone H1a)
45 000
40 000
35 000
Plafond éco-PTZ
30 000
pour approche globale
25 000
20 000
15 000
10 000
5 000
M
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16
HPE
BBC
1.
années
14
ENSEIGNEMENTS DE L’ÉTUDE
Temps de retour pour une rénovation HPE et BBC (zone H1a)
12
10
8
6
4
2
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HPE
BBC
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Même si les temps de retour brut sont plus longs avec les solutions globales BBC
rénovation, celles-ci offrent aux occupants de ces maisons individuelles un haut
niveau de confort, d’importantes économies d’énergie et, à terme, une forte
valorisation de leur patrimoine immobilier. En outre, l’efficacité ainsi obtenue
contribue à la protection de la planète, grâce à la limitation des émissions de CO².
Cep (kWhep/m2 SHON/an)
Consommation en énergie primaire après rénovation HPE et BBC (zone H1a)
180
150
120
90
60
30
bo
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17
HPE
BBC
2
Le pavillon traditionnel
Illustration
21 ➜ Rénovation par bouquets de travaux
21 ➜ Meilleure performance pour les bouquets
« toiture + chauffage »
23 ➜ Le cas du chauffage électrique direct
24 ➜ Rénovation HPE ou BBC
24
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• Les solutions pour atteindre le niveau HPE
• L’autofinancement des solutions HPE
• Rénovation globale BBC
• La nécessité d’une approche globale
pour atteindre le niveau BBC
19
➜
Afin de mieux illustrer les différentes options de travaux de
rénovation, sont proposées différentes simulations pour un
type de bâtiment : le pavillon traditionnel.
Il existe 1,2 million de pavillons traditionnels en France ce
qui représente 8% du parc des maisons individuelles.
Ces habitats ont majoritairement été construits entre 1968
et 1974, par conséquent, ils n’étaient pas encore soumis à
une réglementation thermique et disposent d’un grand
potentiel d’amélioration.
En moyenne, le pavillon traditionnel type présente 135 m² de surface hors
œuvre nette (SHON), une forme parallélépipédique sans être mitoyen.
Le pavillon traditionnel est chapeauté par un niveau de combles aménagés et
comporte 20% de taux d’ouverture. Ses murs sont en briques creuses de 20 cm
recouvertes d’une contre-cloison de 5 cm (R = 0,49 m².K/W), les planchers du
rez-de-chaussée et de l’étage, en bois, ne sont pas isolés. Les baies vitrées en
menuiserie bois sont dotées de simple vitrage (Uw = 4,95 W/m².K) et la maison
est ventilée naturellement via des grilles. Le chauffage et l’eau chaude sanitaire
sont assurés soit par une chaudière standard mixte à énergie traditionnelle, soit
par des convecteurs électriques non asservis à un thermostat programmable et
un ballon à accumulation.
Pavillons traditionnels
20
2.
ILLUSTRATION AVEC LE CAS DU PAVILLON TRADITIONNEL
RÉNOVATION PAR BOUQUETS DE TRAVAUX
La rénovation par bouquets de travaux inclut le changement du système de
chauffage existant par une chaudière à condensation et des radiateurs avec des
robinets thermostatiques. Ainsi, un chauffe-eau solaire avec 4 m² et un stockage
de 300 litres ont été installés. Les fenêtres ont été remplacées par des fenêtres
PVC double vitrage peu émissif 4/16/4 (Uw=1,8 W/m²). Les murs ont été isolés à
l’intérieur (10 cm de laine de verre – R=3,15 m² K/W) et à l’extérieur (20 cm de
polystyrène expansé – R=5,26 m² K/W). Pour finir, 20 cm d’isolants en laine de
verre (R=5,7 m² K /W) ont été installés dans les combles.
MEILLEURE PERFORMANCE POUR LES BOUQUETS
«
TOITURE
+
CHAUFFAGE
»
Le classement général des bouquets de travaux révèle que les solutions de
rénovation comprenant la toiture et le chauffage sont les plus performantes et
aussi les plus rentables. Elles permettent d’obtenir un gain de 60% sur la
performance énergétique alors que l’investissement est de l’ordre de 10 000
euros. Selon la zone climatique, l’investissement s’amortit entre 4 à 6 ans et peut
donc être facilement auto finançable par l’éco-PTZ.
De façon plus générale, tous les bouquets comprenant l’amélioration du système
de chauffage permettent d’accroître la performance énergétique d’au moins
40% et rentrent dans le plafond de l’éco-PTZ. A l’exception de la zone H3 et de
la zone H2c pour la maison alimentée par le gaz, le temps de retour de la totalité
des bouquets de travaux est inférieur à 15 ans, dû à une consommation plus
faible dans ces zones.
21
Combustibles - gains énergétiques
(zone H1a)
€
35 000
70 %
30 000
60 %
25 000
50 %
20 000
40 %
15 000
30 %
10 000
20 %
5 000
10 %
0
➜
➜
Combustibles - hauteur de l’investissement
(zone H1a)
➜
0%
2 bouquets
2 bouquets
3 bouquets
3 bouquets
Combustibles - temps de retour bruts
(zone H1a)
années
40
Chauffage + EnR
Toiture + Vitrage
35
Murs ITI + vitrage
30
Murs ITE + vitrage
➜
Toiture + chauffage
25
Murs ITI + toiture + vitrages
20
Murs ITE + toiture + vitrages
Toiture + chauffage + EnR
15
Toiture + vitrage + chauffage
10
Murs ITI + vitrage + chauffage
Murs ITE + vitrage + chauffage
0
2 bouquets
➜
5
3 bouquets
En conséquence, l’objectif d’atteindre les
niveaux HPE ou BBC est nettement plus
accessible, techniquement et financièrement,
pour les maisons dotées initialement d’une
installation basée sur la boucle à eau chaude
alimentée par une chaudière ou une pompe à
chaleur. En effet, cette configuration facilite
l’apport d’une énergie renouvelable pour
couvrir une partie des besoins en chauffage ou
eau chaude sanitaire.
22
2.
ILLUSTRATION AVEC LE CAS DU PAVILLON TRADITIONNEL
LE CAS DU CHAUFFAGE ÉLECTRIQUE DIRECT
Pour les pavillons équipés de systèmes électriques directs, une pompe à
chaleur air/eau sur radiateurs (COP=3,3) a été installée. Pour ce qui est de l’eau
chaude sanitaire, la maison a été équipée d’un chauffe-eau solaire d’une
surface de 4 m² et d’un ballon de 300 litres à appoint électrique. Les murs ont
été isolés avec 10 cm de laine de verre (R=3,15 m² K/W) à l’intérieur et avec
20 cm de polystyrène expansé à l’extérieur (5,26 m² K/W). Dans les combles,
20 cm de laine de verre (R=5,7 m² K/W) ont été posés.
On observe que les solutions portant seulement sur le bâti sont moins
performantes que les travaux qui impliquent un changement des systèmes de
chauffage. Selon les bouquets de travaux choisis, les gains énergétiques oscillent
entre 20% (mur et vitrage) et 70% (toiture + vitrage + chauffage). Dès que les
bouquets incluent le chauffage, le gain énergétique est supérieur à 60%. L’étude
démontre également que les bouquets comprenant les éléments « chauffage et
énergies renouvelables » ainsi que « toiture et chauffage » ont les meilleurs temps
de retour mais peuvent engendrer des surcoûts importants du fait de l’absence
d’une boucle à eau chaude et donc de la nécessité d’une mise en œuvre
complète de ce système de distribution de chaleur.
Surcoût d’une solution électrique par rapport
à une solution combustible (zone H1a)
50 %
20 %
40 %
15 %
30 %
10 %
20 %
5%
10 %
0%
0%
2 bouquets
C
IT
I
3 bouquets
BB
C
BB
H
PE
IT
I
PE
60% de gains
IT
E
25 %
IT
E
60 %
➜
➜
➜
➜
30 %
➜
70 %
➜
80 %
35 %
H
Electrique - gains énergétiques
(zone H1a)
➜
Chauffage + EnR
Murs ITI + toiture + vitrages
Toiture + Vitrage
Murs ITE + toiture + vitrages
Murs ITI + vitrage
Toiture + chauffage + EnR
Murs ITE + vitrage
Toiture + vitrage + chauffage
Toiture + chauffage
Murs ITI + vitrage + chauffage
Avec rénovation chauffage
Murs ITE + vitrage + chauffage
23
➜
RÉNOVATION HPE OU BBC
Dans une deuxième étape, nous avons simulé une rénovation globale du
pavillon afin d’atteindre les niveaux HPE (150 kWhep/m²/an) ou BBC
(80 kWhep/m²/an).
LES SOLUTIONS POUR ATTEINDRE LE NIVEAU HPE
Pour l’obtention du label HPE, la chaudière standard a été remplacée par une
chaudière à condensation et des radiateurs avec des robinets thermostatiques.
A la différence des bouquets, un ballon de 40 litres a été intégré à la chaudière
pour l’eau chaude sanitaire. Les fenêtres ont été échangées contre des fenêtres
PVC et double vitrage peu émissif 4/16/4 (Uw=1,8 W/m²). Les murs ainsi que
les locaux non chauffés (LNC) ont été isolés avec 7,5 cm de laine de verre
(R=2,35 m² K/W). Et 14 cm de laine de verre (R=4,4 m² K/W) ont été installés
dans les combles.
Combles aménagés
R=4.4 ; ITI 14 cm laine de verre
Chaudière à accumulation
intégrée 40 L
Fenêtre DV peu émissif
4/16/4 PVC
R=2.35 ; ITI 7.5 cm LDV sur extérieur et LNC
ou R= 2.1 ; ITE 8 cm PSE + bardage bois
Chaudière à condensation sur
radiateurs + robinets thermostatiques
24
2.
ILLUSTRATION AVEC LE CAS DU PAVILLON TRADITIONNEL
L’AUTOFINANCEMENT DES SOLUTIONS HPE
Cette rénovation permet d’économiser jusqu’à 70% de la consommation
énergétique avec un temps allant de 7 à 12 ans. Pour atteindre le niveau HPE
rénovation, l’étude montre que, la plupart du temps, les bouquets de 2 ou 3
travaux de l’éco-PTZ incluant les meilleures technologies disponibles sur le
marché, sont suffisants. Avec un temps de retour de 7 ans pour le pavillon
traditionnel, certaines solutions HPE pourraient être autofinancées par les
économies d’énergies engendrées. Néanmoins, la plus-value sur une période de
25 ans (somme des économies sur la facture de laquelle est soustrait
l’investissement initial) peut être plus faible que celle des solutions BBC si on
prend en compte l’augmentation des prix de l’énergie et d’éventuels dispositifs
fiscaux.
€
90 %
50 000
80 %
45 000
40 000
70 %
35 000
60 %
10
30 000
50 %
25 000
40 %
HPE ITI
années
15
20 000
30 %
15 000
20 %
10 000
10 %
5 000
5
HPE ITE
BBC ITI
BBC ITE
0
0%
Gains
énergétiques
0
Hauteur de
l’investissement
25
Temps de
retour bruts
➜
RÉNOVATION GLOBALE BBC
La rénovation BBC a substitué la chaudière standard mixte à une chaudière à
condensation sur plancher chauffant basse-température (RDC) et des
radiateurs avec des robinets thermostatiques. Un chauffe-eau solaire de 4 m²
avec un stockage de 300 litres a été installé. Comme pour la rénovation HPE,
les fenêtres ont été échangées contre des fenêtres PVC et double vitrage peu
émissif 4/16/4 (Uw=1,8 W/m²). Les murs à l’intérieur ont été isolés avec 10 cm
de laine de verre (R=3,15 m² K/W) et les combles ont été recouverts avec
20 cm de laine de verre (R=5,7 m² K/W). En outre, le plancher a été renforcé
par une isolation sous-chape polyuréthane (R=2,05 m² K/W) et pour la
ventilation, une VMC hygroréglable basse consommation de type B a été
installée. L’étanchéité à l’air se limitait à 0,8 m³/m² (4 Pa).
VMC hygro B basse consommation
Combles aménagés
R=5.7 ; ITI 20 cm laine de verre
Chaudière + CESI 4 m2 + ballon 300 l
Fenêtres DV peu émissif
4/16/4 PVC
Etanchéité à l’air 14=0.8
R=3.15 ; ITI 10 cm LDV sur extérieur et LNC
Ou : R=5.26 ; ITE 20 cm PSE + bardage bois
Chaudière à condensation sur plancher
chauffant basse température et sur
radiateurs + robinets thermostatiques
à l’étage
R=2.05 ; sous chape PUR 4.7 cm
26
2.
ILLUSTRATION AVEC LE CAS DU PAVILLON TRADITIONNEL
LA NÉCESSITÉ D’UNE APPROCHE GLOBALE POUR ATTEINDRE
LE NIVEAU BBC
Bien que les solutions HPE soient, en général, plus rapidement rentables que
les solutions BBC, elles incitent néanmoins le propriétaire à ne traiter que
quelques postes en en négligeant d’autres qui permettraient une approche
vers une très bonne performance énergétique de type BBC rénovation. L’étude
démontre qu’une rénovation BBC permet d’atteindre un gain énergétique de
80% (pour le fioul et le gaz) à 90% (pour l’électricité).
Néanmoins, atteindre ce niveau suppose de développer une approche
globale et de traiter de manière exhaustive l’ensemble des postes au moyen
de solutions techniques performantes disponibles sur le marché, dont les
technologies qui ne sont pas prises en compte dans les bouquets de travaux
(par exemple la ventilation, le plancher bas, la perméabilité à l’air). Par rapport
à une rénovation HPE, il n’existe pas de marge de manœuvre car tous les
postes doivent être traités à un très bon niveau.
En conséquence, l’investissement nécessaire à la rénovation au niveau BBC est
de l’ordre de 30% plus élevé que le plafond de l’éco-PTZ, une donnée
importante à prendre en compte. Même si les temps de retour bruts sont plus
longs avec les solutions globales BBC rénovation, celles-ci offrent aux
occupants de ces maisons individuelles un haut niveau de confort,
d’importantes économies d’énergie et, à terme, une forte valorisation de leur
patrimoine immobilier.
27
3
Les propositions
d’Energies et Avenir
30 ➜ Permettre une approche globale
en donnant une vision à long terme
30 ➜ Rééquilibrer la part des systèmes de chauffage
dans les bâtiments neufs
31 ➜ Mettre en place un Observatoire de CO²
par énergie et par utilisation
29
➜
PERMETTRE UNE APPROCHE GLOBALE
EN DONNANT UNE VISION À LONG TERME
L’étude met en évidence que l’éco-PTZ n’est qu’une étape de la rénovation
énergétique et que le véritable objectif doit plutôt être celui d’une rénovation
complète de la maison qui maximise les économies d’énergie. Pour cela il est
important que les travaux à réaliser à court terme n’obèrent pas ceux qui seront
à réaliser à moyen ou long terme.
Ayant pour but de viser le niveau BBC, les professionnels de la rénovation
énergétique devront présenter aux propriétaires les bouquets de travaux
comme une étape dans la rénovation globale, cohérente et séquencée dans le
temps. A cet effet, il sera souhaitable qu’ils leur proposent un calendrier de
travaux à partir de bouquets « compatibles BBC » qui leur donnent l’assurance
d’atteindre ce niveau de performance à terme, c’est-à-dire un premier bouquet
de travaux réalisé grâce à l’éco-PTZ, suivi de travaux complémentaires qui,
à leur tour, pourront bien souvent bénéficier d’autres aides. Ainsi, Energies et
Avenir souhaite-t-elle une vision à plus long terme des aides publiques et ce,
en fonction de la performance des systèmes de chauffage et avec une équité
des incitations fiscales entre les systèmes de même performance.
RÉÉQUILIBRER LA PART DES SYSTÈMES DE CHAUFFAGE
DANS LES BÂTIMENTS NEUFS
La part de marché du chauffage électrique dans les logements neufs atteint
plus de 70% des permis de construire accordés, dont 60% de chauffage
électrique direct. Il en résulte une accentuation des pics de consommation
électrique faisant appel aux centrales thermiques, fortement émettrices de
CO², et une importation d’électricité carbonée des pays voisins.
Ce déséquilibre dans la répartition des systèmes de chauffage risque
d’entraîner une augmentation globale des émissions de CO² produites par le
secteur du bâtiment. Ce déséquilibre va aussi à l’encontre des objectifs de
Grenelle de l’environnement. Aujourd’hui, le système de chauffage à boucle à
eau chaude est la solution la plus porteuse d’amélioration, comme le montre
cette étude, et d’utilisation des énergies renouvelables. Energies et Avenir
propose donc un rééquilibrage des systèmes de chauffages dans la
construction neuve qui permettra non seulement de limiter l’augmentation des
consommations d’électricité dans le parc immobilier mais aussi d’éviter une
hausse des émissions de CO².
30
3.
LES PROPOSITIONS D’ENERGIES ET AVENIR
METTRE EN PLACE UN OBSERVATOIRE DE CO²
PAR ÉNERGIE ET PAR UTILISATION
Dans le secteur du bâtiment, le chauffage est un émetteur conséquent de gaz
à effet de serre, dont le CO². A la vue du bilan annuel de la consommation
énergétique, il est important de réévaluer régulièrement l’émission CO² de
chaque système de chauffage et le contenu CO² de l’énergie utilisée à cette
fin. Issues d’un consensus technique et objectif, ces données établies
collégialement par les parties prenantes permettront d’identifier les sources
d’amélioration, de valoriser les systèmes vertueux et de bâtir une
réglementation au regard des performances des systèmes de chauffage et des
capacités à s’adapter aux enjeux de demain. Par conséquent, Energies et
Avenir propose de mettre en place un Observatoire officiel des émissions de
CO² et des performances énergétiques, par énergie et par usage (notamment
les systèmes de chauffage, les usages spécifiques de l’électricité…) pour
assurer le suivi des objectifs de réduction des gaz à effet de serre et orienter
les futures réglementations.
31
➜
Annexe
LA POLYVALENCE DU SYSTÈME DE CHAUFFAGE À EAU CHAUDE
Le système de chauffage à eau chaude facilite l’utilisation d’énergies
renouvelables : bois, biogaz, géothermie, solaire thermique, agro combustible.
En tant que système évolutif, il permet d’intégrer des solutions performantes
au fur et à mesure et d’améliorer la performance énergétique.
La boucle à eau chaude est un système performant avec des réductions
d’émissions de CO² directement proportionnelles aux économies d’énergie.
L’intégration d’un capteur solaire dans le système de la boucle à eau chaude
permet d’obtenir 30% d’économie de CO², alors que l’utilisation d’une pompe
à chaleur réduit de 50% les émissions de CO².
Les réseaux de chauffage urbain à eau chaude constituent un excellent vecteur
pour les énergies renouvelables. Ils utilisent déjà plus de 20% d’énergies
renouvelables pour chauffer 3 millions d’équivalents habitants et génèrent plus
de 32% de la chaleur distribuée à partir de la cogénération.
La polyvalence
de la boucle à eau chaude
Le système
à eau chaude,
support
du chauffage durable
Les matériels
innovants économes
Les énergies
renouvelables
et demain...
Gain
CO2/énergie
Géothermie
Micro-cogénération
Basse température
25 à 30%
Solaire
Pile à combustible
Condensation
30 à 40%
Bois - Biomasse
Hydrogène
Pompe à chaleur
> à 50%
Agrocombustibles
Cogénération
35 à 40%
Biocombustibles
32
ASSOCIATION DES PROFESSIONNELS POUR UN CHAUFFAGE DURABLE
L’association Energies et Avenir regroupe l'ensemble des professions de la
filière du chauffage à eau chaude. Elle réunit les fournisseurs d'énergies,
les organisations professionnelles du bâtiment, de l'exploitation maintenance
et entretien, ainsi que les fabricants et distributeurs d'équipement.
La mission de l’association est de proposer avec les acteurs concernés des
solutions permettant de relever les défis énergétiques et environnementaux
qui s’annoncent. Il s’agit aussi, avec tous les acteurs du monde de l’énergie et
du logement, de concourir à leur mise en œuvre et à leur suivi.
Energies et Avenir est reconnue pour son expertise technique dans le domaine
de la thermique des bâtiments et comme un interlocuteur de référence de
l'administration.
La filière chauffage à eau chaude représente aujourd'hui un chiffre d'affaires de
90 milliards d'Euros et emploie 300 000 personnes en France. Il s'agit d'un
gisement d'emplois de proximité et non délocalisables.
LES MEMBRES D’ENERGIES ET AVENIR
ACR : Syndicat des Automatismes du génie Climatique et de la Régulation
CAPEB : Confédération de l'Artisanat et des Petites Entreprises du Bâtiment
CFBP : Comité Français du Butane et du Propane
Chauffage Fioul : Association pour l'Utilisation Performante du Fioul Domestique
CTCC : Centre Technique du Cuivre pour les Canalisations
FF3C : Fédération Française des Combustibles, Carburants et Chauffages
Fedene : Fédération des services Energie Environnement
FNAS : Fédération nationale des Négociants en Appareils Sanitaires, chauffage,
climatisation et canalisation
GDF SUEZ
Profluid : Association Française des pompes, des compresseurs et de la robinetterie
UECF-FFB : Union des entreprises de génie Climatique et Energétique de France
UNCP-FFB : Union Nationale des Chambres Syndicales de Couverture et de Plomberie
UNICLIMA : Syndicat des industries thermiques, aérauliques et frigorifiques
33
Glossaire
SIGLES TECHNIQUES
BBC
bâtiment basse consommation
Cep
consommation d’énergie primaire
CESI
chauffe-eau solaire individuel
Chaudière CD
chaudière à condensation
Comb
combustible
COP
coefficient de performance
CESI
chauffe-eau solaire individuel
DV
double vitrage
ECS
eau chaude sanitaire
Elec
électrique
HPE
haute performance énergétique
ITE
isolation thermique par l’extérieur
ITI
isolation thermique par l’intérieur
kWhep/m2
unité de mesure de la consommation d'énergie primaire
par unité de surface
34
LDV
laine de verre
LNC
local non chauffé
MI
maison individuelle
PAC
pompe à chaleur
PCBT
plancher chauffant basse température
PR NF Performance
panneaux rayonnants NF Performance
PSE
polystyrène expansé
PTZ
prêt à taux zéro
Uw
coefficient de transmission thermique de la fenêtre
R m2 K/W
résistance thermique
RDC
rez-de-chaussée
SHON
surface hors œuvre nette
RTh
robinet thermostatique
TRB
temps de retour bruts
VMC
ventilation mécanique contrôlée
35
Energies et Avenir
8 terrasse Bellini
92807 Puteaux cedex
E-mail : [email protected]
www.energies-avenir.fr
Energies et Avenir
92807 Puteaux cedex
E-mail : [email protected]
www.energies-avenir.fr
cohn&wolfe, 2010
8 terrasse Bellini
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