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Matinée technique IFPEB - 28 novembre 2012

Mieux comprendre les notions de consommations

règlementaires, prévisionnelles et réelles

CSTB-IFPEB

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Mieux comprendre les notions de consommations

règlementaires, prévisionnelles et réelles

Eléments de contexte : La Règlementation thermique 2012

Une nouvelle exigence de consommation maximale : 50kWhep/(m2SHON.an) en moyenne

• Consommation conventionnelle pouvant s’écarter de la consommation effective

La Garantie de Performance Energétique (sujet non traité ici)

Le rapport C. Costa/M. Jouvent sur la Garantie de Performance Energétique (GPE) propose les

nouvelles terminologies de GPEI et GRE.

• Cadre Juridique et technique en construction

Des objectifs partagés par les acteurs de la construction :

Mieux concevoir et réaliser,

Mieux exploiter,

Mieux communiquer

•Intérêt à clarifier les notions de consommations conventionnelles,

prévisionnelles et réelles

,

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Mieux comprendre les notions de consommations

règlementaires, prévisionnelles et réelles

LA CONSOMMATION REGLEMENTAIRE

Les exigences globales RT2012 sur les consommations d’énergie

• Une exigence de résultat sur la performance globale :

Un maximum de 50 kWhep/(m²SHON.an) pondéré par des coefficients de modulation

dépendant pour les immeubles de bureau de la catégorie des locaux (C1 ou C2), de la

localisation géographique, de l’altitude et des émissions de gaz à effet de serre des énergies

utilisées.

• Une exigence de moyens qui prévoit une obligation de mesure ou d’estimation des

consommations d’énergie par usage.

Concernant les immeubles de bureaux, la règlementation impose en particulier l’équipement en systèmes

permettant de mesurer ou de calculer la consommation d’énergie pour le chauffage, le refroidissement, la

production d’eau chaude sanitaire, l’éclairage, le réseau des prises de courant et pour les centrales de

ventilation.

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règlementaires, prévisionnelles et réelles

La consommation calculée dans le cadre de la RT2012

• est obtenue par un calcul selon la méthode Th-BCE 2012 , méthode de Simulation

Energétique dynamique (SED) au pas de temps horaire

• évalue une consommation conventionnelle sur les 5 postes règlementaires : chauffage,

refroidissement, production d’ECS, éclairage et auxiliaires. Elle n’intègre donc pas les postes de

consommation liés aux autres usages tels que la bureautique, les ascenseurs etc.

• est exprimée en énergie primaire, différente de l’énergie finale « au compteur » facturée au

consommateur,

• correspond à une consommation calculée dans des conditions climatiques, d’occupation et

d’utilisation du bâtiment conventionnelles définies par la règlementation

=> La consommation calculée :

a pour vocation d’apprécier les performances énergétiques du bâtiment à climat et usage

constants. Elle permet ainsi de comparer des bâtiments entre eux du point de vue de leur

conception

n’a pas pour vocation à prédire finement les futures consommations d’un bâtiment donné :

du fait du périmètre des consommations,

et des hypothèses conventionnelles de climat et d’usage.

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règlementaires, prévisionnelles et réelles

LA CONSOMMATION PREVISIONNELLE

Le calcul prévisionnel a pour objectif de prévoir au mieux les consommations effectives d’un

bâtiment donné afin d’optimiser le projet à la fois d’un point de vue technique et économique.

Ce calcul ne relève d’aucune règlementation, il n’est donc pas obligatoire.

La consommation prévisionnelle :

• est obtenue par un calcul sur la base d’outils de SED dédiés (TRNSYS, VE, ENERGY+…),

• Est évaluée dans des conditions au plus près du futur environnement climatique du

bâtiment ainsi qu’à son mode d’occupation projeté.

• Par rapport à un calcul de consommation règlementaire, le calcul prévisionnel peut par

exemple :

- utiliser des données météo locales plus précises,

- intégrer des scenarii d’occupation (horaires d’ouverture, périodes de fermeture,

déplacement des collaborateurs, visiteurs etc.), la densité de postes de travail et les équipements de

bureautique projetés etc.,

- intégrer l’impact des futurs usagers (températures de consigne, etc.)

- intégrer la prévision des consommations des postes « non règlementaires » dont la part

relative est significative pour les immeubles de bureau basse consommation (et ont un impact sur les postes

règlementaires).

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règlementaires, prévisionnelles et réelles

LA CONSOMMATION PREVISIONNELLE

Les limites de la prévision sont liées principalement :

• aux modèles physiques embarqués dans l’outil de simulation énergétique. Ces derniers

offrent en effet par définition une représentation de la réalité toujours perfectible,

• à une connaissance imparfaite au stade de la conception de paramètres susceptibles

de modifier de manière importante la consommation de bâtiments de dernière

génération:

. - caractéristiques des composants effectivement utilisés en phase de

construction et à leur mise en œuvre,

- usage du futur bâtiment (scenarii de présence et comportement des

occupants) et de son mode de gestion (pilotage des installations techniques et

maintenance),

- méconnaissance au stade de la conception des équipements mobiliers.

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LA CONSOMMATION REELLE*

Les causes de différence entre consommations prévisionnelles et réelles:

• Les conditions climatiques pendant la période d'observation sont bien évidemment

différentes de celles utilisées pour les calculs,

• Les conditions d’occupation. Même si elles sont bien anticipées en phase de

conception, elles sont susceptibles d’évoluer fortement durant la vie du bâtiment,

• Le comportement des occupants tels que par exemple l’ouverture et la fermeture des

fenêtres et des protections mobiles, les dérogations imprimées aux systèmes de contrôle

mis en place, etc..

• Les défauts de mise en œuvre ou des non-conformités des composants utilisés.

Ce point peut faire l’objet d’investigations à la réception du bâtiment, c’est le cas

aujourd'hui par exemple pour l’étanchéité à l’air,

• La gestion des équipements peut différer de celle prévue, en particulier en relation

avec des conditions d'occupation différentes.

* Le terme de consommations « réelles » est ici utilisé pour désigner les consommations d’énergie finale mesurées aux compteurs. Stricto

sensu, il s’agit donc d’une consommation « réelle » associée à une précision de mesure.

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0 100 200 300 400 500 600 700

Consommations prévisionnelles

Consommations mesurées

Consommation en énergie primaire : kWhEP/m²/an

Postes RT

Autres postes

~24%~23,7%

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règlementaires, prévisionnelles et réelles

ILLUSTRATIONS

Immeuble de bureau récent

Lyon

8

Consommations mesurées

Consommations prévisionnelles

~23,7%

~24,9%

Ecart mesuré/prévu sur consommation totale EP

Somme des Ecarts mesuré/prévu par postes de

consommation

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Co

nso

mm

atio

ns

d'é

ne

rgie

pri

mai

re (

kWh

EP/m

²/an

)

Ecarts par postes (Mesurées -Prévues)

Consommations prévisionnelles

Consommations mesurées

Chauffage

Bureautique - VDI

Parking

Ascenseurs

Cuisine

Eclairage

VentilationRefroidissement Divers

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règlementaires, prévisionnelles et réelles

ILLUSTRATIONS

Immeuble de bureau récent

Région Parisienne

9

0 50 100 150 200

Consommations prévisionnelles

Consommations mesurées

Consommation en énergie primaire : kWhEP/m²/an

Postes RT

Autres postes

~0.5%

Consommations mesurées

Consommations prévisionnelles

~0,5%

~47%Somme des Ecarts mesuré/prévu par

postes de consommation

Ecart mesuré/prévu sur

consommation totale EP-40

-20

0

20

40

60

80

100

Co

nso

mm

atio

ns

d'é

ne

rgie

pri

mai

re (

kWh

EP/m

²/an

)

Ecarts par postes (Mesurées - Prévues)

Consommations prévisionnelles

Consommations mesurées

Chauffage et

Ventilation

Eclairage

ECS

Ascenseurs

Bureautique

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Proposition de cadre méthodologique

10

OBJECTIF:

- rapprocher les consommations calculées des consommations mesurées en

exploitation

METHODOLOGIE :

- affiner la connaissance du fonctionnement du bâtiment lors des différentes

phases en "rejouant" le calcul SED

Conception Construction Exploitation

Entr

ée e

n

serv

ice

Année 1parfait

achèvement

Année 2

Calcul SED prévisionnel

Livraison du bâtiment

Calcul SED recalé exploitation

Calcul SED recalé exécution

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Proposition de cadre méthodologique

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Les paramètres explicatifs des consommations et leur possibilité de mesure :

Conception Construction ReceptionExploitation :

Mise au point Exploitation

Climat

Environnement proche

(masques,…)

caractéristiques des

composants et leur mise

en œuvre

Bâti

Systèmes énergétiques

immobiliers

Conditions d'utilisation du

bâtiment

Scénari d’occupation

Usages des locaux

(zoning)

Equipements mobiliers

Comportement des

occupants

Gestions manuelles bâti

systèmes et équipements

mobiliers

Gestion-régulation et

maintenance du bâtiment

Pilotage des

équipements bâti et

systèmes

Vérification

des reglages

initiaux

Non Mesurable Mesurable

Caractérisation de la

performance en phase

exécution

Environnement climatique

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Proposition de cadre méthodologique

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Sur le cycle de vie du bâtiment, l'outil SED est utilisé lors des différentes phases :

Phase de conception

- Identification des données d'entrées les plus impactantes qui seront "mesurées" en phases de

construction (paramètres intrinsèques) et d'exploitation

- Première prévision des consommations futures

Phase de construction/réception

- "mesure" à la réception des paramètres impactant définis en phase de conception et correction

éventuelle

- Re-calcul des consommations sur la base des éléments mesurés sur le bâtiment construit

Phase d'exploitation

- Mesure des données hors performances intrinsèques

- Re-calcul des consommations sur la base des données mesurées en exploitation

- Comparaison avec les consommations observées

- Interprétation des résultats

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