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FACTEURS CLES DE SUCCES

LEVIERS INNOVATIONS BATIMENT

Hervé CHARRUE, CSTB

Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016

INTRODUCTION : BATIMENT - CONTEXTE ET ENJEUX

2

BATIMENT 45% ENERGIE – 25% CO²

Parc 33 Mio Logements 99% stock – 1% neuf

2402010 502050 kwh/m²/an

PRODUCTION 55 Mm²/an

20 – 25 % NON QUALITE

Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016

ECHELLES

Quartier - Ville

Réseaux

Systèmes

Equipements

Composants

Matériaux

VERROUS

Scientifiques -Technologiques

Socio-économiques

Outils

numériques

(modélisation/simulation)

capteurs

expérimentation

démonstrateurs

Dissémination

KM, formation

Réglementation

ENJEUX

SECURITE

SANTE

ENERGIEENVIRONNEMENT

ECONOMIESOCIAL

INTEGRABILITENUMERIQUE

NEUF RENOVATION

BATIMENTLogement

Tertiaire

GRENELLE

TRANSITION

ENERGETIQUE

INTRODUCTION : BATIMENT - CHAMP CONTRAINTES

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STOCK PROFILE

4

0

4

8

12

16

20

INDIVIDUAL COLLECTIVE

MAIN HOUSING

SECONDARY

VACANT

28,1 M

3,2 M

2,6 M

33,9 M

19 M

14,9 M

44%56%

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INTRODUCTION : BATIMENT - PROFIL PARC

50

50

100

200

300

30 Dwellings (Mio)

Consumption (kWh.m-2.year-1)

1975

21

1949350

1871 1914

2 6 10

1981

24

1990

27

2000

350 kWh.m-2.year-1

Kyoto Target in 2050 50 kWh.m²/y

33

150 kWh.m²/y

Average: 240

kWh/m²/year

Stock Renewal Rate ~ 1% per year

AVERAGE ENERGY conso

240 kWh/m²/y

2014

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STOCK PROFILE vs ENERGY

%

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INTRODUCTION : BATIMENT R&D - ENERGIE

7

80 kWh/m²/an5 USAGES RT

chauffageHVACéclairageECS

80 kWh/m²/anMOBILITE20 km moy/j/anbase fossile

80 kWh/m²/anENERGIE SPECIFIQUE

électroménagerélectronique…

80 kWh/m²/anENERGIE GRISECONSTUCTION( 4000 kWh/m²/50 ans)

9

CONSTAT

DEPUIS 10 ANS

BEAUCOUP DE THEORIQUE

BEAUCOUP D’INNOVATIONS TOUS AZIMUTS

DES SOLUTIONS POUR LE NEUF PEU EN RENOVATION

FINANCEMENT R&D SECTEUR EN BAISSE

PAS DE POLITIQUE INDUSTRIELLE SELECTIVE

LA PERSPECTIVE DE CHANGEMENT

ENVIRONNEMENT, CROISSANCE DEMOGRAPHIQUE, VIEILLISSEMENT, ECONOMIE…

MUTATION NUMERIQUE

10

CONSTAT

EFFORT R&D - OBJECTIVER POUR INCITER

ASSUMER LE STOCK - LE CONNAITRE

DEVELOPPER UNE FILIERE RENOVATION

PRODUITS – SOLUTIONS

CHAINE ACTEURS

CONCEPTION –REALISATION – GESTION

NUMERIQUE

CHANGEMENT PARADIGME FINANCIER

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OBJECTIVER EFFORT R&D ETUDE CVT ANVREPERCEPTION R&D BATIMENT

1

1

Coordonner la R&D Bâtiment

Pour maximiser l’impact Facteur 4

?

MesureObjective, fiable, reproductible

Absence d’indicateurs de mesureDIRDE, DIRDA comme dans les autres secteurs industriels

Oui…mais sur quelle base ?

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1

2

R&D Bâtiment

Activité inventive

Brevets

Production scientifique

Publications

Effort privé

€

Effort public Projets de R&D /

Financement

METHODOLOGIE

PérimètregéographiqueTechnologique

Enveloppe du bâtiment 5 usages Gestion de l’énergie Intégration EnR

Indicateurs de comparaison

Nombre brevets & publis >2005 Taux de croissance annuel

moyen brevets & publis Taux de brevets triadiques Taux de citations des

publications Taux de co-dépôts de brevets &

co-publications Taux de concentration de

l’activité inventive

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FOCUS : COMPARAISON INTERNATIONALEFrance/Allemagne/Japon

1

3

61% 45% 3%80% des brevets déposés par… …des acteurs

►► D’où viennent les différences observées ? Quelle approche de la R&D bâtiment dans ces pays ? Peut-on reproduire les bonnes pratiques, au regard des spécificités de la filière Bâtiment en France ?

80% des publications par… 0,8% 1,4% 2,5% …des acteurs

Déposants industriels 97% 99% 97%

Publiants académiques 44% 48%97%

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FOCUS : COMPARAISON INTERNATIONALE

1

4

12% 5% 2%co-dépôt de brevets

► Coopération technique : La France bien placée sur les co-dépôts…mais avec une spécificité : très peu de collaborations entre acteurs de la recherche publique et de l’industrie.

►► Quid de la collaboration académique – industriel en France ? Comment la renforcer ?

co-publications 58% 55%69%

3176* 11600

1171 5160

32600

5280

* Nombre total de brevets depuis 2005

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SPECIFICITES REGIONALES (1/2)

1

5

►► Une répartition régionalede l’activité inventive très liée à la présence des pôles de compétitivité…

►► Top déposants Alsace : Hager, Knauf, Saint Gobain, Soprema, Cooltech, Bubendorff . Total 58 acteurs

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RESULTATS

1

6

INNOVATIONbâtiment

Activité inventive

Brevets

Production scientifique

Publications

Effort privé

€ Projets de R&D

Effort public € Projets de R&D

► ~ 0,1 % R&D Industriels Bâtiment (energie) vs ~0,3% Total R&D Bâtiment

► Besoin de pérenniser l’indicateur scientifique de mesure R&D…comment ?

Certifications techniques

Formation

►Compenser les limitations de l’étude …quoi faire de plus ? ►► élargir le périmètre « innovation » ? selon un sondage CSTB 2015, les TPE/PME de

fabrication liées au bâtiment annoncent investir 7.2% de leur CA* en innovation…loin des 0.71% calculés avec la méthode « scientifique ».

… autres ?

*http://www.cstb.fr/fileadmin/documents/webzines/2015-tpe-pme-innovantes/barometre-ifop-cstb.pdf

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CONCLUSIONS

► Etude : démonstration d’un niveau d’innovation très faible dans le domaine

►► Besoin réel d’améliorer l’innovation. A quels niveaux agir :

Financements publics et privés

Meilleure connaissance du parc & des usages

Meilleure connaissance innovation secteurs connexes

Innovation organisationnelle systémique

Robustesse des technologies BIM - Industrialisation

Formation acteurs

1

7

Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016

CONCLUSIONS

18

► Quels leviers pour ANCRE et ses membres ?

Effort public € / Projets de R&D

►► Un levier pour le financement

Technologies déjà sur étagère Co-financement Montage de projets de collaboration académique-privé

ORGANISMES

Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016

CONCLUSIONS

19

► Quels leviers pour ANCRE et ses membres ?

►► Valoriser l’existant : compétences existantes et technologies déjà développéesINNOVATION

bâtiment

Activité inventive

Brevets

Production scientifique

Publications

Effort privé

€

Effort public € / Projets de R&D

Certifications techniques

Formation

… autres ? Services…

Améliorer la visibilité des compétences et technologies

développées par les instituts de R&D auprès des acteurs du bâtiment

Faciliter les partenariats et le transfert de compétences et technologies

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LES LEVIERS

20

• LES CHALLENGES BATIMENT

• LES OBJECTIFS 2020 – 2050

• LES LEVIERS D’ACTION

• TECHNOLOGIQUES, ECONOMIQUES,

SOCIOLOGIQUES, POLITIQUES

• LES CHEMINS CRITIQUES

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PRODUCTION (€) 124 Md€

Source : FFB 2014

HOUSING

TERTIARY

34 B€

20 B€ 29 B€

RENOVATIONMAINTENANCE

NEW

54 B€ 70 B€

FRANCE2014

PRODUCTION 124 B €

41B€

44% 56%

Dans le masque, renseigner ici le titre de la présentation – Lieu - Date

20502010

200

55

m²/an

X 4

ANNUAL

PRODUCTION

STOCK

50

kWh/m²/y

4 6 Bm²

PRODUCTION m²

LOWER INTENSITY (WORKFORCE, CAPEX)

OCCUPIED HOUSING (85 %)

100% RENOVATION PARC EN 2050

X 4

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ENERGY & BUILDING CHALLENGES 1

CONSOMMATION ENERGIE & BATIMENT

BASE PERFORMANCE EFFECTIVE RT 2005

80 kWh/m²/an

5 USAGES RT

chauffage

HVAC

éclairage

ECS

80 kWh/m²/an

MOBILITE

20 km moy/j/an

base fossile

80 kWh/m²/an

ENERGIE SPECIFIQUE

électroménager

électronique…

80 kWh/m²/an

ENERGIE GRISE

CONSTUCTION

( 4000 kWh/m²/50 ans)

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ENERGY & BUILDING CHALLENGES 2

CLIMATE

BUILDING

TRAFFIC

HYDROLOGY

GRASS & TREES

EMISSIONS

CITY

SAFETY HEALTH

ENERGYENVIRONMENT

ECONOMYSOCIAL

NUMERICAL INTEGRATION

PUBLIC POLICIES

+

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CONTEXTE HANGEMENT

2020 – 2050

ENERGY CONSUMPTION DECREASE CO² GENERATION DECREASE

PUBLIC POLICIES PRACTICES & QUALITY OF LIFE HEALTH & COMFORT SAFETY & SECURITY RENEWABLE ENERGY INTEGRATION URBAN MIX vs ENERGY – MOBILITY USERS INVOLVEMENT GLOBAL PERFORMANCE (MULTI SCALE)

COST IMPROVEMENT + FINANCING SKILLED WORK FORCE QUALITY- EFFICIENCY IMPROVEMENT

R&D - INNOVATION - TECHNOLOGIES INDUSTRIALIZATION NUMERICAL & DATA BASE

DRIVERS OF CHANGE

CONDITIONS FOR CHANGE

TOOLS FOR CHANGE

SCALES OF CHANGE

VALUES OF CHANGE

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TECHNOLOGIES

&

USAGES

WORK FORCE FINANCING

CHEMIN CRITIQUE

POLICIES

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TECHNOLOGIES

2020 – 2050

ACHIEVE 50 kWh/m²/year TO > 0 ENERGY FOR NEW BUILDING

INNOVATION HEATING/COOLING, VENTILATION, INSULATIONLIGHTING, HOT WATER, ELECTRICAL APPLIANCES & MOBILITY

FULL STOCK RENOVATION 50 kWh/m²/year 2050

NEED MAJOR INCREASE OF BUILDING PRODUCTION BUILDING INFORMATION MODEL + INDUSTRIALIZATION

PERFORMANCES ASSESSMENT BUILDING – DISTRICT SCALE

ENERGY & RENEWABLES ENVIRONMENT (CO², WATER, RESSOURCES…) AIR, WATER, NOISE, HEALTH QUALITY COMFORT INDEX…

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WORK FORCE

2020 – 2050

ACHIEVE x 2 SKILLED PEOPLE FOR CONSTRUCTION

BUILDING INFORMATION MODEL QUALITY – EFFICIENCY IMPROVEMENT PERFORMANCE ASSESSMENT BUILT OR RESTORE CONSTRUCTION NOBILITY

CONSTRUCTION SECTOR AS JOBs TANK

FOR CRAFTMEN AND INDUSTRIES ALTERNATIVE TO DECREASING INDUSTRY SECTORS WEAK RELOCATION CAPACITY

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FINANCING

2020 – 2050

FINANCING INNOVATION REQUESTED AS ROI IS POOR

INVESTMENT INCENTIVE (TAX REDUCTION, THIRD INVESTOR, PUBLIC PRIVATE PARTNERSHIP)

INNOVATION BASED ON LOAN + RENT + HERITAGE TAX REFONDATION)

INVESTMENT & INCENTIVE OPTIMISATION

DEPENDING PERFORMANCE LEVEL INCREASE DEPENDING LOCATION AND LARGE SCALE IMPACT ( DISTRICT) AVOID DEADWEIGHT EFFECTS

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POLICIES

2020 – 2050

GLOBAL PICTURE DESIGN (EX PARTICLES, HEALTH, SOCIAL)

DECIDE (OBSERVATORY FOR BUILDINGS, TECHNOS)

ACCOMPANY (R&D IN CONSTRUCTION, INNOVATION)

INVEST (EX MODES OF FINANCING, TAX REDUCTION)

CONTROL (EX REGULATIONS, EXTERNALITIES)

REWARD (EX SUCCESSFUL SOLUTIONS PROMOTION)

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R&D RECOMMANDATIONS GP7 BATIMENT

1 - OBSERVATION & USAGES

• OBSERVATION DU PARC

• SCENARII D’USAGES ET COMPORTEMENTS REPRÉSENTATIFS

2 - INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES & INDUSTRIALISATION

• SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES INTER OPÉRANTES

• INDUSTRIALISATION

3 - SIMULATION & AIDE À LA DÉCISION

• MODÈLES ET SYSTÈMES NUMÉRIQUES DE SIMULATION

• MODÈLES ET OUTILS D’AIDE À LA DÉCISION MULTICRITÈRES

4 - ANALYSE ÉCONOMIQUE

• DÉVELOPPEMENT DE L’ANALYSE ÉCONOMIQUE MULTICRITÈRES

• MODÈLES DE FINANCEMENT

5 - FORMATION

DÉVELOPPEMENT DE CORPUS & OUTILS DE FORMATION

6 - DONNÉES

DÉVELOPPEMENT BDD & OUTILS D’ANALYSE

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