L’immeuble de « Monsieur tout le monde »

On perçoit après cette prospective sur l’énergie et avant l’évocation de ce que pourrait être la quatrième révolution industrielle que notre première préoccupation doit être celle de préserver autant que faire se peut nos réserves naturelles. C’est dans cette optique que l’exemple de rénovation thermique d’un petit immeuble de 5 étages avec ascenseur construit en 1970 en région parisienne a été imaginé quelques jours après la conférence mondiale de Paris sur le climat (COP21). Le chemin à parcourir sera probablement semé d’embûche mais cet exemple nous fait pressentir par les chiffres que le passage à la quatrième révolution industrielle (4RI) n’est plus conditionné par la technique et est plus proche de nous qu’on ne l’imagine. On observe en effet à l’occasion de cet exemple, la nécessaire cohabitation entre l’économie et le social, un peu comme sera nécessaire la cohabitation des hommes et des fluides pour l’arrivée de la chaufferie hybride. Tout en hauteur, ce petit immeuble de 500 m² habitables dix fois inférieur au « cas pratique », est enchâssé entre des immeubles mitoyens avec 2 petits jardins privatifs sur l’arrière. Il comprend à chaque étage 2 deux pièces de 50 m² soit 10 deux pièces au total. Mal isolé comme la plupart des immeubles bâtis à cette époque son coefficient de déperdition est de 240 kWh/m². Sa vieille chaufferie au fioul de 80 kW consomme bon an mal an 12 m3 de fioul depuis un demi-siècle. Nous sommes maintenant en 2020 soit cinq ans après la conférence mondiale de Paris sur le climat. Date limite à partir de laquelle l’homme a pris conscience qu’il fallait mettre véritablement l’économie à son service en passant aux actes. C’est poussé par cette conviction que la région IDF dans laquelle se trouve cet immeuble a souhaité prendre les devants par rapport aux autres régions françaises. Doublant le réseau gaz, elle a décidé pour des raisons sociales de prendre à sa charge un réseau d’alimentation constitué de grosses tuyauteries en polyéthylène afin d’alimenter un groupe d’immeubles en eau non potable. Elle peut ainsi satisfaire localement les besoins en chauffage thermodynamique aquathermique de notre immeuble. Courageuse, elle vient aussi de lui accorder l’octroi d’un PTZ assurant le financement de l’isolation de ses parties communes et privatives ainsi que le remplacement de sa chaufferie fioul par une chaufferie hybride gaz-électricité moderne. Elle a en effet acquit la conviction que le remboursement de ce PTZ sera assuré en une dizaine d’années par les économies sur les combustibles et elle se refuse, vu les conditions particulièrement favorables accordés à la copropriété au travers du réseau d’eau non potable de s’impliquer dans une procédure d’aide du type fond chaleur renouvelable. L’immeuble à rénover n’ayant pas de balcon, le traitement des ponts thermiques est envisageable et l’étude de l'isolation ci-après prouve qu’il est possible de diviser par 6 les déperditions dans le bâti en améliorant la valeur de 50 kWh/m² fixée par la RT 2012 dans le neuf. Elle prouve aussi que la température des radiateurs qui pouvait atteindre 80°C en hiver pour assurer le confort thermique avant isolation est maintenant limitée à 30°C grâce à la diminution des déperditions thermiques dans le bâti. Ceci par le fait que la différence entre la température du radiateur et la pièce après isolation est également six fois plus faible et passe de 60 à 10°C (Pour comprendre cela voir les émetteurs thermiques et les radiateurs basse température)  Avec une température à la source chaude limitée à environ 35°C, un COP de 6, deux fois inférieur au COP théorique devient envisageable. Le besoin en énergie primaire de cet immeuble qui était avant isolation de 120 000 kWh thermique répartie sensiblement à raison de 72 000 kWh pour le chauffage et 48 000 kWh pour l’ECS se trouve être divisée pratiquement par 3,4 pour le chauffage en raison de l'isolation (Voir ci-dessous le nouveau besoin chauffage après isolation de 20 932 kWh). Ceci compte tenu des qualités de l’isolant mince multicouche et des ouvertures triple vitrage, ce chiffre incluant une sécurité de 25%. Elle prouve aussi que la température des radiateurs qui pouvait atteindre 80°C en hiver pour assurer le confort thermique avant isolation est maintenant limitée à 37,5°C grâce à la diminution des déperditions thermiques dans le bâti. Ceci par le fait que la différence entre la température du radiateur et la pièce après isolation est également 3,4 fois plus faible et passe de 60 à 17,5°C (Pour comprendre cela voir les émetteurs thermiques et les radiateurs basse température)  Avec une température à la source chaude limitée à environ 37,5  °C, un COP de 5,5 deux fois inférieur au COP théorique devient envisageable. Quant au nouveau besoin pour l’ECS, il passe à 38 000 kWh, l’équivalent de 10 000 kWh n’étant plus dissipé en pure perte dans les gaz brûlés avec la nouvelle chaufferie hybride équipée d’une chaudière à condensation basse température. Il est important de comprendre que du fait des actions conjuguées de l'isolation et de la génération conduisant pour chacune d'elle à une diminution voisine de 3, la consommation en énergie primaire est au global 9 fois moins importante que la consommation d'énergie primaire avant modification. Le tableau ci-après permet ainsi de comprendre comment une chaufferie hybride ne délivrant que 10 kW en pointe en mode combustion peut satisfaire le nouveau besoin thermique grâce à l'apport en énergie thermique  renouvelable procuré par la chaufferie hybride en mode thermodynamique.

 

ISOLATION

Parois opaques

 

Surface m²

ITE/ITI

Matériaux

Prix/m² posé €

Prix total €

Murs mitoyens

7 x 12,5 x 2= 175

ITI

 

Isolant mince multicouche

moins sensible à l’humidité

Isoline   R=5

0,2 watt/m² et °C

40

7000

Murs côtés rue et cour

2 (8+8) 2,8 x 5 = 448

ITE

80

35 840

Terrasse

2 x 60 = 120

ITE

50

6 000

Plafond cave

2 x 50 = 100

ITE

30

3 000

Surface totale  843 m²

 

 

Prix total

51 840

Déperditions

Puissance moyenne :  843 x 0,2 x 10 = 1 686 watts     Energie : 1,68 x 5800 = 9 778 kWh

Surfaces vitrées  Sha/6

Triples vitrages

480/6 = 80 m²

-

1 watt/m² et °C (prix RFA)

600

48 000

Déperditions (avec dormant)

Puissance moyenne : 1,5 x 80 x 1 x 10 = 1 200 watts   Déperditions 1,2 x 5800 = 7 000 kWh

Déperditions totales après isolation 9778+7000 + sécurité 25% = 20 932 kWh

Prix total isolation

Estimé à 100 000

Coeff D  (9778+7000)/480 = 35 kWh/m² un peu mieux que la RT2012

Volume habitation  Sh x Hp= 480 x 2,6 = 1250 m3

GENERATION

Chaufferie hybride

La formule GD / (0,024 x DJU x Hp) de la page 180 permet d’écrire pour cet immeuble situé en région parisienne avec une hauteur de plafond Hp=2,6m

G = 35/ (0,024 x 2200 x 2,6) = 0,25 watt/m3 et °C  soit une puissance utile pour le chauffage avec -10°C extérieur 

P = 0,25 x 1250 x 30 = 9 375 watt    environ 10 kW

(Le calcul effectué selon la méthode page 369 donne un résultat comparable)

ECS 

-  Besoin annuel en eau chaude  le besoin en eau chaude est en moyenne de 50 litres par jour et par personne.

   Pour 5 deux pièces occupés à 2 personnes  NB=10

   Pour 5 deux pièces occupés à 3 personnes  NB=15   soit un total de 25 personnes

  Soit un besoin journalier en eau chaude de 25 x 50 = 1250 litres   1,25 m3

-  Besoin annuel en énergie  Etant donné qu’il faut 52 kWh pour produire 1 m3 d’eau chaude à 55°C le besoin est de 1,25 x 52 x 365 = 28 725 kWh.

Soit un besoin globale annuel en énergie pour l’ECS estimé à 50 000 kWh compte tenu des pertes thermiques dû à la boucle d’eau chaude qui double pratiquement le besoin en énergie.

-   Besoin en puissance  En optant pour une production d’eau chaude en semi-instantané avec un ballon tampon de 750 litres (60% du besoin journalier) il faut fournir 0,75 x 52 = 39 kWh

Avec une montée en température en 3h le besoin en puissance est de 13 kW.

Compte tenu de l’inertie thermique des immeubles en béton on sait qu’il est possible de couper le chauffage pendant la nuit pendant 2 à 3 heures pour charger le ballon d’eau chaude sans affecter notablement la température dans les pièces de vie.

Coût chaufferie hybride

Partie gaz (chaufferie gaz de 15 kW)                                                       8000                                  

Complément EnR   PAC à deux compresseurs de 1,5 + 3 kW       22 000  

Prix total

30 000 €

Panneaux solaires voltaïques

inclinaison à 10 ° vers le sud, inclinaison moins favorable retenue pour solutionner les problèmes d’étanchéité en toiture et mieux résister au vent  200 m² à 100 kW/m²  =   20 000 kWh   . pour un coût de  140 000

Voir plan ci-dessous avec extensions côté rue et jardin permettant d’augmenter la surface des panneaux à près de 200 m² en protégeant de la pluie

On observe, que compte tenu du COP de 6 la production électrique annuelle de 10 000 kWh des 100 m² de panneaux pouvant être disposés sur la terrasse de l’immeuble fournissent pratiquement le besoin cet immeuble se trouvant après rénovation énergétique en autosuffisance énergétique.

 

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Image regroupant l’essentiel de ce qu’il faut savoir pour comprendre : La courbe monotone avec la commutation combustion-EnR sur la gauche, la puissance des deux moteurs électriques constituant les compresseurs de la pompe à chaleur en bas à droite, la disposition architecturale simplifiée en haut à droite. L’ancienne cuve à fioul reconditionnée reçoit maintenant l’eau non potable chargée de sédiments provenant de l’ENP délivrée par la municipalité. Ceci en servant de bac de décantation afin d’éviter l’encrassement de l’échangeur à plaques constituant l’évaporateur de la PAC.

 

Note technique justificative


*
Besoins électrique journalier moyen en kWh pour 2 personnes:

- Constant pour la voiture électrique 10 kWh
  Puissance requise si recharge batterie en 7h environ 1,4 kW (une capacité de 10 kWh assure une autonomie de quelque 50 km en ville)

- Constant pour l'ECS  sur la base de 2x50 litres:  5 kWh
mais attention en pratique environ 15 kWh avec la boucle  d'eau chaude soit avec l'ECS produite par une PAC ayant un COP de 3 : 5 kWh
Puissance requise si recharge ballon d'eau chaude en 5h :  1 kW

- Variable pour le chauffage
sur la base de 25 m² habitable par personne et des déperditions de 50 kWh par m² habitable le besoin annuel pour un 2 pièces de 50 m² est de 2 500 kWh

soit pour une période de chauffe de 250 jours un besoin journalier moyen en énergie de 10 kWh variant en fait de  0 à 30 kWh au plus froid de l'hiver.
Ceci avec une puissance moyenne de 2500/(250 × 24)= 0,41 kW et  un besoin en puissance maximum de 1,25 kW au plus froid de l’hiver comparable à celle de l'ECS


Il est attiré l'attention du lecteur qu'il s'agit ici de valeurs moyennes. Chacun d'entre nous voyant midi à sa porte, il y aura toujours des extrêmes ou des cas particuliers:
  - d'un côté un célibataire vivant dans 100 m2 habitable avec baignoire ayant encore une grosse voiture à essence ainsi qu'une petite voiture électrique dédiée à la ville  
  - de l'autre un couple avec deux enfants vivant à l'étroit dans un deux pièces avec douche et ayant une seule voiture hybride pour la ville et la campagne
Le premier cas équilibrant le second en quelque sorte.

 

Nota
La Prius voiture hybride Toyota de dernière génération  sera équipée d'un moteur à essence de plus de 75 kW et d'une batterie proche de 10 kWh offrant une autonomie électrique réelle de près de 50 km.

 

 

La partie architecturale

 

Il est important de comprendre que l'immeuble de "Mr tout le monde" se doit d’être un petit immeuble à taille humaine qui se rapproche autant que faire peut de l'autonomie énergétique".
Madame Royal avait presque raison de dire « si on le fait ici pourquoi pas partout »

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Elevation

 

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                     Sous-sol

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Parking en sous-sol à gauche                       RC à droite

Terrain 585 m²

MTLM-ISO-nord

 

Vue côté rue

 

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                                            Vue côté jardin

Les quelque 150 m3 d’eau douce qui sont récupérés par le toit voltaïque de 200 m² allège la note et  sont utilisés pour arroser le jardin.

 

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Un espace commun de 30 m² côté sud a été aménagé en terrasse supérieure.

Ceci afin d’éviter une bagarre bien inutile en perspective dans les charges de copropriété du fait de la convergence privatif-collectif .

 

 

Aspect financier

 

Préalable

Une pompe à chaleur constituée de deux compresseurs tel qu’indiqué sur la figure ci-dessus est bien adapté.

-       Le plus petit de 1,5 kW équipé de sa régulation de débit du type Copeland permet de satisfaire les besoins en puissance du chauffage, besoin qui varie pendant l’année comme indiqué sur la courbe chauffage de la figure.

-       Le plus gros de 3 kW fonctionnant en tout ou rien pour l’ECS, permet de satisfaire sans problème la montée en température dans le ballon en 3h.

La puissance thermique disponible sur l’ECS  est de 5 x 3 = 15 kW avec son COP moyen voisin de 5

Le nouveau besoin de 61 000 kWh étant maintenant satisfait par une consommation en énergie finale proche de 15 000 kWh se répartissant ainsi:

-       Sensiblement 5000 kWh avec la combustion de gaz et un COP de 1. Ce chiffre correspondant à la partie rouge de la figure (sensiblement 9 kW pendant les 530 h les plus froides de l’hiver pour limiter la pointe de courant sur le réseau RTE) 

-       Et 9300 kWh d’électricité avec un COP de 6)

 

 

Besoin électrique

Avec un COP ramené à 5 la température requise dans le ballon ECS devenant supérieur à 35°C dans le ballon ECS en fin de montée en température, le besoin électrique de 40 000/5 = 8 000 kWh se trouve être sensiblement supérieur à la production des panneaux voltaïques en toiture

Taux de reprise par EDF des 7 200 kWh produites 30 cts/kWh ressource sur 15 ans 32 400 €

Même avec ce taux de reprise et un RSI étendu à 15 ans le PTZ ne couvre pas totalement la dépense.

Taux de facturation par EDF des 7 000 kWh consommés 5 cts/kWh dépense sur 15 ans 6 040 €

 

Montant des investissements

1 L’isolation 51 840 + 48 000 =    100 000 €

2 La chaufferie hybride                  30 000 €

3 Les panneaux voltaïques          140 000 €

                                          Total  270 000 €

Financement

Situation de référence antérieure

20 m3 de fioul annuellement pendant 10 ans avec un prix du fioul en 2020 à 0,8 € le litre augmentant en moyenne de 5% par an c’est un prix du fioul 1,6 plus élevé en 2030 (1,0510 ) et un investissement en fioul sur la même période sensiblement égal à 20 000 x 10 x 0,8 x 1,3 = 208 000 € sur 10 ans soit en moyenne une dépense de 20 800 €/an

 

Nouvelle consommation

- Electricité 9 300 kWh  à 6,5 cts d’€ le kWh (même augmentation que le fioul)

Dépense globale sur 10 ans  9300 x 10 x 0,065 =  6045 €

Dépense gaz 5300 kWh à 6,5 cts d’€ le kWh (même augmentation que le fioul) soit

5300 x 10 x 0,065 =  3445 €

Soit une nouvelle dépense globale en combustible sur 10 ans 9 490 €    ou 949 € annuelle

 

-    Rentrée voltaïque

Production annuelle voisine de 20 000 kWh à 30 cts d’€ le kWh pendant 10 ans :60 000 €

Rentrées annuelles 6 000 € et mensuelle 500 €*

 

-      Economies annuelles moyenne par rapport à situation de référence antérieure (y compris l’économie de 600€ sur l’eau d’arrosage

20 800 – 9490 + 6 000 + 600 = 17 910 €

 

PTZ

L’observation des chiffres ci-dessus permet de dire que devoir investir 270 000 €  en contractant un PTZ du même montant pour réduire la dépense en achat d’énergie finale de 14 310 € conduit  à un RSI de 19 ans (270 000/14 310) si l’on tient compte de l’apport que constitue les rentrées voltaïques. Le pouvoir d’achat de chacun des 20 foyers fiscaux que constitue cet immeuble ne s’améliorera qu’à la fin du remboursement du PTZ.

Faux frais : en pratique, il faut tenir compte des frais d’assurances heureusement mineurs qui vont majorer légèrement les remboursements mensuels constants du PTZ de 166,6 € par foyer fiscal.

La région se trouve être autant que les occupants bénéficiaires des mesures prises.

 

Remarques générales

Les  chiffres qui précèdent ne peuvent se substituer à une étude technique poussée d’un bureau d’étude spécialisé.

Même imprécis à 10 voire 15% ils reflètent le bien-fondé de ces décisions d’investissements lourds et les bénéfices que la société peut en retirer à tous niveaux :

 

-  La région par le fait que 20 m3 de fioul en moins annuellement c’est après 50 ans, 1000 m3 de fioul où l’équivalent de quelque 6300 barils de Brent à 50 dollars le baril à commander en moins aux pays producteurs. C’est aussi pour le département l’économie de la taxe carbone qu’il devrait payer tous les ans pour les quelque 100 tonnes de gaz carbonique rejetés chaque année dans l’atmosphère. Ceci sachant qu’au train où vont les choses c’est au bas mot 100 € par tonne de gaz carbonique rejeté dans l’atmosphère de nos villes qu’il lui faudra débourser. Tout compte fait la région s’est rendu compte avec le temps qui passe que ne rien faire lui coutait plus cher que de faire quelque chose d’utile pour ses élus. Ceci d’autant que le débit utile maximum en eau non potable voisin de 3 m3/h pour assurer le bon fonctionnement de la pompe à chaleur aquathermique dans les conditions les plus défavorable s’est avéré très raisonnable et la liaison en tube polyéthylène assurant l’alimentation de l’évaporateur de la pompe à chaleur d’un diamètre raisonnable.

 

-  Les occupants quant à eux sont assurés, du fait du montage financier, de ne pas voir leur pouvoir d’achat diminuer pendant la première période de 19 ans correspondant au remboursement du PTZ avec l’assurance pour les années qui suivent de voir leur pouvoir d’achat s’améliorer. Mise à part l’isolation qu’il a fallu faire par l’intérieur avec des isolants minces multicouches sur les murs borgnes adossés aux copropriétés mitoyennes et le remplacement des ouvertures vitrées, les travaux d’isolation ont été réalisés par l’extérieur et la modernisation de la chaufferie, réalisée en été dans le sous-sol de l’immeuble, n’a pas affectée leur vie quotidienne. Pour diminuer la gêne, les copropriétaires auraient pu décider de remplacer les radiateurs existants par des radiateurs basse température ce qui aurait encore amélioré les performances de la pompe à chaleur. Ils ont décidé pour réduire la gêne de conserver les radiateurs existants. Les Lutins thermiques regrettent cette décision qui aurait permis de diminuer encore la quantité d’énergie finale pour assurer le confort thermique des occupants. Ils estiment que la décision de passer aux radiateurs basse température pourrait résulter d’un compromis entre le souhait d’améliorer encore le pouvoir d’achat des occupants, de réduire autant que faire se peut la consommation en énergie finale et la volonté des pouvoir publics de minimiser voire d’interdire le mode combustion de la chaufferie hybride en hiver[1]. Il faudra bien en effet dans ce cas financer les STEP assurant le besoin en électricité au plus froid de l’hiver même si l’on sait maintenant que l’on peut en raison de l’inertie thermique d’un immeuble en béton couper le chauffage pendant la nuit deux à trois heures sans affecter notablement la température dans les logements. Quoiqu’il en soit cela prouve si besoin en était l’énorme gâchis dans lequel nous nous sommes petits à petit enfoncé.

 

-  La France quant à elle commence à comprendre comment elle va pouvoir rentrer dans le clan privilégié de ceux qui préservent avec efficacité leur environnement en ponctionnant moins les réserves naturelles et en limitant le réchauffement climatique. Si chacune des 13 métropoles françaises modernisait ne serait-ce que 10 immeubles de taille comparable c’est après 50 ans environ 1000 x 10 x 13 = 130 000 m3 de fioul correspondant à 1300 MWh d’énergie thermique qui ne serait plus dissipés en pure perte dans l’atmosphère en affectant le climat et en polluant l’air de nos cités.

 

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Un nouveau livre de Balendard Lutin thermique ?

 

Comme le disait notre ancien ministre Jean Louis Borloo « notre maison brûle » et » pour reprendre une phrase célèbre de Jacques Chirac. « Nous ne pourrons plus dire que nous ne le savions pas 

Comment revenir aux fondamentaux. Comprendre et expliquer pour faire, 

Un rapprochement entre les caractéristiques de "l'immeuble de Mr tout le monde" et la volonté de mettre en place une véritable transition énergétique pourrait faire l'objet d'une annexe au livre "La chaleur renouvelable et la rivière".

Cette annexe serait orientée vers la rénovation thermique de l'habitat urbain existant. Son but serait d'expliquer le travail qui devra serait être réalisé pour mettre en place cette transition dans la pratique.

Elle pourrait être alimentée par les débats contradictoires exprimés entre le citoyen lambda et Goodplanet
et aurait pour structure le texte de la "Loi sur la Transition Energétique et la Croissance Verte " LTECV

1) INTRODUCTION
- Ce que dit la loi (L)
- la loi bafouée
- il y a COP et COP
---------------------------
2) LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE   (TE)

- l'abandon de la combustion
- l'abandon de l'effet joule


Ce qui les remplace :

A court terme
Les systèmes hybrides chaufferie et voiture
À moyen terme
- la "Solar Economy"
- avec l'aide de l'eau pour le chauffage de l'habitat
- sans l'aide de l'eau pour la voiture électrique et le transport urbain

Nos ressources naturelles:

Le soleil disponible ou non
- Le jour et la nuit
- L'été et l'hiver
- La surface disponible
- Le nord et le sud

L'eau disponible ou non
- Le cycle de l'eau
- La rivière
- Sa nappe libre
- Les nappes captives profondes
- La récupération des eaux de pluies


L'air en secours


Nos ressources artificielles
- Notre modèle économique
- La fiscalité

---------------------------
3) LA CROISSANCE VERTE (CV)
c'est  consommer moins   et non produire plus
  
   1 Prélever l'énergie renouvelable
   2 L'isolation

-C’est aussi revoir notre modèle économique
   L'absurdité de la croissance

---------------
4) Conclusion

Il faut donc FAIRE mais comment?

CONSEILS

- A  Assimiler la correspondance entre les unités de puissance et d'énergie en prenant comme base de réflexion :


Le kWh pour unité d'énergie
L'heure pour unité de temps
Le kW pour unité de puissance


- B  Bien définir les besoins journalier moyens en énergie de l'homme en kWh* et ceci :


   Pour la voiture électrique
   Pour l'ECS
   Pour le chauffage


- C  La nécessaire cohabitation


  Entre les fluides
  Entre les hommes
  Entre les techniques

   Et ceci :

- en se méfiant
    Des décisions hâtives (source de déceptions amères)
    Des "fausses bonnes idées"
    Des boîtes noires et de l'obscurantisme

- En sachant reconnaître ses erreurs


- D  Savoir collaborer

Le dialogue contradictoire
Le partenariat
Le partage du gâteau


- E  Ne pas promettre ce que l'on ne peut pas tenir

(Les valeurs théoriques, pratiques et le contrat de performance)

- F  Favoriser sans la mesure du possible l’autoconsommation


Enfin en faisant ce travail sans chercher la  responsabilité du blocage actuel. Ceci pour ne pas perdre son temps en dialogues stériles. En fait tout le monde est responsable vu que le manque de bon sens et la bêtise humaine s'insère sournoisement et prospère ensuite naturellement à l'intérieur du mille feuilles et des normes

Le jugement des Lutins thermiques est sans appel à ce sujet:
- Les chimpanzés sont peut-être moins intelligents que nous mais ils savent mieux collaborer entr'eux que l'homme
- Nous n'avons pas encore compris que l'énergie électrique était une énergie noble qu'il ne fallait pas dégrader
- Nous ne savons pas observer et comprendre la nature.
- Nous n'avons pas assimilé toutes les chaînes énergétiques mises à notre disposition pour satisfaire nos besoins (exemple : Nous n'avons pas encore bien  réalisé que pour se chauffer il suffisait de refroidir notre environnement)

Remarque concernant l’autoconsommation de l’énergie électrique pour la fourniture de l’eau chaude sanitaire

Pour réchauffer 2 m3 d’eau froide de 10 à 60°C en augmentant sa température de 50°C,  il faut 100 kWh thermique. Pour comprendre comment cela est envisageable en consommant seulement 20 kWh voire moins d’énergie primaire sous sa forme électrique, il suffit de comprendre comment fonctionne une pompe à chaleur eau-eau à compresseur ayant un COP de 5. Elle peut le faire en refroidissant de 5°C un volume d’eau contenue dans la rivière la plus proche ou son sous-sol aquifère 10 fois plus important soit 20 m3.

Avec un besoin journalier en ECS de 1,25 m3 , l’immeuble de Mr tout le monde se suffit de 12,5 kWh en énergie électrique. Avec une puissance électrique installée de 3 kW et 100 m² de panneaux solaire le besoin journalier peut probablement être assurée le jour en autoconsommation de l’énergie électrique produite par les panneaux voltaïque. Ceci en moins de 5h et pendant une bonne partie de l’année. Compte tenu des avantages en ce qui concerne le réseau l’EDF devrait être partie prenante d’un tel dispositif. Ceci sachant que les avantages qui pourraient résulter de cette orientation pour la France seraient encore plus intéressants.

Nota important

L’alimentation en eau non potable des immeubles est assurément LE facteur important. Sous réserve que la région maintienne cette alimentation on peut imaginer un deuxième scénario conduisant également à une économie non négligeable en énergie finale : Celui qui consiste à n’investir que dans une isolation à minima en n’isolant par exemple que les parties des murs opaques incluses dans la partie collective (ITE) et en laissant tout ce qui concerne le privatif à savoir l’ITI côté murs mitoyen et les vitrages à la bonne volonté de chaque foyer fiscal. Le Maître d’ouvrage intéressé par ce scénario peut assez facilement tenir le même raisonnement et extrapoler. Il lui faudra toutefois travailler pour procéder à l’étude financière de cette deuxième orientation. Même avec un COP moins favorable en raison d’une température à la source chaude plus importante[2] , il n’est pas impossible que le montage financier soit plus favorable à la copropriété et le RSI plus court. Toutefois concernant l’ordre des investissements, la copropriété peut considérer que le RSI ne doit pas être le seul facteur d’appréciation compte tenu du confort que procurent des doubles vitrages en termes de température ressenti. Il semble toutefois qu’il soit de l’intérêt des copropriétaires de laisser dans un premier temps le poste isolation de côté pour n’agir que sur la génération dans le cas où toutes les façades comprennent des balconnets ou des terrasses non closes. En effet bien que très agréables, ces balcons sont dans l’ancien de véritables portes ouvertes vers l’extérieur à l’énergie. Les ponts thermiques au niveau des planchers ne pouvant dans ce cas être traités ni par ITI ni par ITE, la copropriété a tout intérêt à considérer qu’il est préférable de concentrer l’action vers la modernisation de la génération afin de diminuer la consommation en énergie finale et d’éviter que la valeur patrimoniale de leur bien ne diminue année après année. La consommation à prévoir pour l’ECS restera quant à elle sensiblement constante et indépendante du scénario choisi.

Le lecteur aura compris que les solutions envisagées pour ce petit immeuble de cinq étages composé de dix 2 pièces juxtaposés est transposable à un immeuble de taille plus importante.

 

Quant aux immeubles avec balcons, à défaut de limiter valablement les déperditions leur intérêt est de réduire le prix de l’énergie thermique rendue dans les pièces de vie. Pour ceux équipés de radiateurs électriques à effet joule ils leur faut considérer en contrepartie la gêne provoquée par le percement des planchers pour faire passer le réseau de tuyauteries chauffage. On observe à cette occasion tous les avantages que peuvent retirer l’usager et la collectivité d’une bonne compréhension de l’énergie.

 

Dès le début du Grenelle de l’environnement et bien avant les pays néerlandais Jean Louis Borloo avait perçu que les investissements de départ se payaient sur les économies réalisées sur les combustibles. Ceci du fait de l’amélioration des performances.

Les banquiers et toutes les sociétés telles que Bouygues, Alsthom, EDF, ERDF, Microsoft, Schneider, Total, gravitant autour de Greenflex ont mis beaucoup de temps à comprendre l’intérêt financier qu’elles pouvaient retirer de ces opérations de rénovation. En avance sur Paris,  Marseille fait actuellement figure de leader en France avec sa réalisation Thassalia. Ceci en prélevant avec un COP de 3,3 environ 70% d’énergie thermique renouvelable à la source froide dans la grande bleu afin d’assurer le chauffage de 500 000 m² de logement. Marseille en investissant 35 millions d’€ avec le concours d’Engie et de l’Ademe dans cette réalisation prend de l’avance par rapport à Paris.

 

 

Tous les logements existants ne peuvent malheureusement pas bénéficier de ces avantages (Par exemple immeubles avec planchers chauffants et façades avec balcons). La situation de départ et l’évolution en ce qui concerne le prix des combustibles sont essentielles dans le calcul du retour sur investissement. A ce sujet on peut craindre en comparant le temps mis pour faire les travaux qui serait voisin d’une semaine avec un remboursement de l’emprunt les finançant sur 30 ans que cela ne se fasse au détriment de l’utilisateur final : Le citoyen lambda occupant du logement.

Quoiqu’il en soit  la figure ci-dessous extraite d’un article du Monde prouve, s’il en était besoin que la rénovation thermique à grande échelle de l’existant est non seulement envisageable et rentable mais qu’elle peut conduire à la rénovation massive de logement à énergie zéro.

 

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Et ceci comme décrit ci-dessus avec des pompes à chaleur gérées par la copropriété avec un réseau d’alimentation en eau froide non potable municipal.

Ceci dit cette rénovation thermique du bâtiment existant dans les villes pourrait bien se faire sous une autre forme. Ceci toujours avec la chaufferie hybride logée dans le sous-sol des immeubles mais avec des pompes à chaleur plus puissantes délivrant cette fois non plus de l’eau froide mais de l’eau chaude à 85°C sous une forme comparable aux réseaux de chaleur actuels. Ces pompes à chaleur alimenteraient cette fois non plus un immeuble mais un groupe d’immeuble. On peut penser que la société CARRIER avec sa gamme Aquaforce Puretec à tout intérêt à prendre conscience que son intérêt est de proposer aux municipalités ces solutions en ne les réservant pas à l’industrie et au tertiaire. Ces techniques nouvelles basées sur la compression et l’énergie électrique sont certes moins puissantes que les PAC à absorption utilisant que le gaz comme énergie primaire mais elles ont des performances supérieures. Vu la volonté de réduire les émissions de gaz à effet de serre sur le plan mondial et les problèmes sociaux provoqués par la précarité énergétique les régions ont intérêt à s’orienter vers ces techniques d’autant que les fluides frigorigènes utilisés Honeywell R1234ze du type HFO sont de bonne qualité en ce qui concerne notre environnement avec des pressions au condenseur acceptables.

 


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Courtesy CFP  No 799

 

 

Balendard le 20/07/2016

 



[1] Ce souhait étant freiné par la volonté de réduire la pointe de courant au plus fort de l’hiver sur le réseau RTE. À noter que la région devra tout de même payer une petite participation pour les quantités de gaz carbonique résultant de la production d’s 7200 kWh d’énergie électrique produite par les panneaux voltaïques pendant 50 ans. (180/COP) x 7200 x 50 grammes de CO2.

[2] COP = Tc /(Tc –Tf)