L’habitat, l’air de rien L’énergie dans le bâtiment ************************************************************************************************
Parlons énergie dans le bâtiment !
Quel bâtiment ? Pour faire simple, le résidentiel, soit le logement (27 millions de résidences principales), en sachant que la plupart des concepts s’adaptent aussi aux autres formes de bâtiment (par exemple le tertiaire : 890 millions de m2), mais avec des problématiques différentes de choix. Mais là où on vit est ce qui nous est le plus parlant, là où l’on trouve aussi le plus d’enjeux (l’énergie consommée dans le bureau où je bosse ? ouais mais plus tard, d’abord voyons voir mes propres factures !).
Et quelle énergie ? Y’en a plein, et qui répondent à plein de besoins, en vrac : se chauffer, s’éclairer, cuisiner, prendre des douches chaudes, faire marcher des trucs et des bidules… en gros de l’énergie pour de la chaleur et de l’électricité (pour les petits malins qui répondraient « mais aussi de l’énergie motrice » car ils ont déjà investi dans une machine à laver à pédales, je dirais « oui d’accord, passez directement au paragraphe 3 et envoyez nous vos témoignages pour le prochain n° ». Le cas de
l’énergie pour se rafraîchir sera abordé plus loin mais on peut déjà dire « oulala c’est mal, on peut s’en passer ». Pour la chaleur, on utilise beaucoup le gaz (naturel, propane, issu de la méthanisation pas encore, de schiste ça va viendre mais ça a pas l’air terrible…), le fioul, le bois (sous plein de formes : bûches, briquettes, granulés, plaquettes), le soleil (moitiémoitié directement par les vitrages et par l’intermédiaire de systèmes hautement technologiques oui monsieur !)
et l’électricité (du grille-pain aux pompes à chaleur). L’électricité justement, pour le chauffage et les usages dits spécifiques (pour lesquels on a pas – encore – d’alternatives), il faut savoir que c’est un vecteur énergétique, c’est à dire qu’il n’existe pas tel quel dans la nature. Il nous faut donc la produire. Le plus utilisé est le principe de la turbine, en gros un alternateur à base d’aimants qui transforme un mouvement en courant électrique. Ce mouvement est induit par de
L’oubli de la contrainte thermique « La situation énergétique de l’habitat à la veille du choc pétrolier des années e 1970 découle de l’évolution concomitante depuis le XIX siècle de plusieurs composantes technico-économiques : - le faible coût de l’énergie (charbon puis pétrole ou gaz) ; - l’essor et le développement des machines thermiques ; - le développement des procédés de construction industriels et la recherche prioritaire de la seule performance quantitative ou esthétique (production rapide d’habitats à bas prix, mode des bâtiments en verre et acier…). (…) Parallèlement, l’évolution des modes de vie a entraîné une dépense énergétique croissante due à l’augmentation : - du nombre des pièces chauffées ; - de la durée de la période de chauffe ; - du niveau de la température. (…) Cette croissance des besoins a coïncidé avec l’occultation progressive des moyens par lesquels s’obtient le confort thermique. Ce processus d’abstraction et d’éloignement concerne tout à la fois : - la participation physique (quasiment plus de transport de combustible) ; - la perception physiologique (température homogène dans l’espace) ; - la conscience des coûts réels (facturation fractionnée et décalée dans le temps, moyens de paiements rendus abstraits…). » Samuel Courgey & Jean-Pierre Oliva La conception bioclimatique
l’eau (barrages, marées, vagues), de l’air (éoliennes), ou de la vapeur (produite par combustion de gaz, fioul ou charbon, par fission d’uranium ou encore concentration de rayons solaires). Sinon il existe l’effet photovoltaïque ou la récupération d’énergie lors de freinages, de pistes de danse, de trottoirs (ces dernières étant pour l’instant anecdotiques). Interviennent ici les notions d’énergie « primaire » et « finale ». La première étant surtout utilisée dans le domaine réglementaire et est censée représenter « réellement » l’impact sur la planète. La seconde étant celle que l’on connaît le mieux, soit celle facturée au compteur. Elles ont pour but de prendre en compte l’intégralité de la chaîne énergétique qui permet l’approvisionnement des clients finaux. Cela est important pour l’électricité : par exemple, il faut d’abord extraire l’uranium du sol, le purifier et le transformer en combustible, le transporter jusqu’aux centrales, le fissionner pour produire de la vapeur qui fait alors tourner une turbine qui produit du courant électrique qui est acheminé par des câbles et change de tension plusieurs fois pour arriver au compteur de votre habitation… Chaque opération occasionne des pertes ce qui fait que pour 1 unité d’énergie initialement contenue dans l’uranium, on se retrouve avec bien moins au compteur final. Chaque filière a ses propres pertes, la valeur nationale étant la moyenne de tous les moyens de production (pondérée par la quantité produite). Pour l’électricité, on considère que pour 1kWh d’énergie finale au
compteur, on a pris 2,58 kWh d’énergie primaire. Pour le bois, le gaz, le fioul et le charbon, les pertes sont négligées et le coefficient est de 1 (on considère que le m3 de gaz brûlé dans la chaudière est le même que celui qui a été extrait du sol. Le solaire, le vent et l’eau sont crédités d’un coefficient de 0 puisqu’il n’y a pas de ponction dans un stock.
Problématiques Dans le cas du bâtiment qui nous intéresse, les problématiques sont à la fois d’ordres économiques (factures en augmentation, coûts d’investissement) et réglementaires (engagements internationaux de réduction des gaz à effet de serre [GES], limitation de la dépendance énergétique). En moyenne, le plus gros poste de consommation d’énergie dans le bâtiment est le chauffage (environ 65%), suivi de l’eau chaude sanitaire, et enfin de toutes les consommations électriques (éclairage, ventilation, pompes de chauffage, froid, audiovisuel, machines…). Cette répartition dépend surtout de l’année de construction des bâtiments, dont dépend le niveau d’isolation, donc du chauffage (mais nous y reviendrons plus tard…), et dans une moindre mesure des comportements sur les autres postes de consommation. Pour réduire les consommations, le chauffage va alors être notre premier centre d’attention. Mais pourquoi se chauffe-t-on au fait ? Pour le confort ! Et ce
Listons ici les inconvénients qui font que l’on parle de réductions de consommations : * Toutes les ressources « fossiles » (gaz, pétrole, uranium, charbon) sont dites « de stock », cad un jour y en aura plus (et on s’en rapproche). Du coup, augmentation des prix et problèmes géo-stratégicomilitaires autour des lieux des réserves… * Depuis l’extraction jusqu’à la consommation finale, toutes les étapes ont un impact sur l’environnement : forages, carrières, gazoducs ou pipeline, transport routier… Sans oublier l’impact social lorsqu’elles sont réalisées par de méchantes entreprises capitalistes dans des pays gouvernés par des méchants dictateurs. * Qui dit combustion dit dégagement de GES (gaz à effet de serre) qui s’accumulent dans l’atmosphère et participent au réchauffement climatique (avec une probabilité > 90% selon le GIEC). * Le nucléaire est un cas particulier ne dégageant pas de GES, mais produisant des déchets dangereux que l’on ne sait pas traiter, plus des risques de sécurité des centrales dans le temps et en présence de désordres (non, non, ne regardez pas de l’autre côté du pacifique, il n’y a (plus) rien à voir). * L’électricité ne se stocke pas (ou très mal et pas à grande échelle, du moins pas encore), il faut donc gérer le réseau à tout instant pour faire coïncider exactement l’offre et la demande, ce qui n’est pas toujours évident…
confort dépend en premier lieu certes de la température de l’air, mais aussi d’autres paramètres sur lesquels on va pouvoir jouer lors d’une rénovation ou d’une construction : température des parois, taux d’humidité, courants d’air, modes de diffusion de la chaleur (rayonnement infrarouge, convection par mouvement d’air, conduction par toucher), acoustique, lumière… La stratégie qu’il va nous falloir viser est celle qui a été développée par un groupe d’experts sur l’énergie, réunis au sein de l’association Negawatt, qui est à notre sens extrêmement logique, et applicable à la fois à grande échelle et à toutes sortes d’actions : On cherchera d’abord la sobriété, puis l’efficacité, pour enfin tenter de couvrir les besoins résiduels par une panoplie d’énergies renouvelables.
La démarche Negawatt « L’énergie la moins chère est celle qu’on ne consomme pas ». Priorité est donné à la réduction des consommations par rapport à la production, cela se traduit en 3 étapes : 1° La sobriété : elle consiste à supprimer les gaspillages à tous les niveaux d’organisation et de comportements par la responsabilisation de tous les acteurs, du producteur au citoyen. 2° L’efficacité : réduire les pertes par rapport à la ressource utilisée. Dans le bâtiment et les transports, il est possible de réduire d’un facteur 2 à 5 les consommations à l’aide des techniques disponibles. 3° Les énergies renouvelables : Le solde est fourni à partir des seules énergies permettant d’équilibrer durablement nos besoins avec les ressources de la planète. Appliquée au cas ‘France’, le scénario développé par l’association montre que 70% des consommations prévues à l’horizon 2050 peuvent être couvertes par des négawatts, soit de la non consommation.
www.negawatt.org
* la définition des besoins, notamment la taille du logement, * la conception bioclimatique (éviter la clim), * la valorisation des apports solaires passifs. Une fois optimisés ces éléments qui permettent de partir sur les meilleurs bases possibles, la traduction de l’efficacité énergétique passe par : * une enveloppe performante – isolation de la toiture, des murs et des ouvertures, * une très bonne étanchéité à l’air couplée à une ventilation performante, * un ensemble cohérent de production de chaleur à fort rendement, de diffusion de chaleur bien dimensionnée associés à une régulation précise, * et pour l’eau chaude, ballon au centre des points de puisage, dans le volume chauffé.
Principes Appliquée au bâtiment, sobriété se traduit par :
la
Et enfin dans la mesure du possible répondre aux besoins
résiduels par les renouvelables :
énergies
* bois énergie, * solaire thermique, * photovoltaïque, * éolienne. Bien sûr, si on cherche à se pencher de façon sérieuse sur la consommation domestique, il ne faudra pas oublier par la suite d’étudier le détail des consommations électriques… Mais nous verrons tout cela plus en détail dans un prochain épisode. Remy