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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
Dans le masque, renseigner ici le titre de la présentation – Lieu - Date
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
%
Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016
INTRODUCTION : BATIMENT R&D - ENERGIE
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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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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%
Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016
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
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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
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Colloque CVT ANCRE – INES CHAMBERY 22 09 2016
CONCLUSIONS
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► 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
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CONCLUSIONS
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► 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
Dans le masque, renseigner ici le titre de la présentation – Lieu - Date
LES LEVIERS
20
• LES CHALLENGES BATIMENT
• LES OBJECTIFS 2020 – 2050
• LES LEVIERS D’ACTION
• TECHNOLOGIQUES, ECONOMIQUES,
SOCIOLOGIQUES, POLITIQUES
• LES CHEMINS CRITIQUES
Dans le masque, renseigner ici le titre de la présentation – Lieu - Date 22
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
Dans le masque, renseigner ici le titre de la présentation – Lieu - Date 33