Les besoins actuels en énergie

de notre immeuble

Avant d'aborder l'étude complète englobant l'isolation et l'étude de la chaufferie mixte gaz-ENR, l'approche décrite ci-après aide à faire le bilan thermique préliminaire de notre immeuble.

Pour avancer dans la bonne direction, il ne suffit pas en effet de savoir où l'on va, il faut aussi savoir où l'on est.

Une étude thermique prévisionnelle sérieuse effectuée par le conseil syndical d'une copropriété en liaison avec son syndic est une base indispensable qui peut inciter celle-ci à s'orienter vers un projet de rénovation global plutôt que vers une somme d'actions ponctuelles. Moyennant quelques prises d'information chez le syndic, cette étude préliminaire servira de base à un BE extérieur qui pourra alors s'engager sur un résultat. et établir un "audit" thermique officiel.

Il n'est pas facile de définir la répartition des énergies utiles entre le sanitaire et le chauffage d'une chaufferie assurant ces deux fonctions.

Quelques hypothèses peuvent aider à établir cette répartition :

1. L'équivalent thermique de un litre de FOD de 10 kW,

2. La consommation journalière de FOD en dehors de la période de chauffe,

3. La connaissance du coefficient de déperdition thermiques dans les tuyauteries non isolées en watt/m² et °C,

4. La consommation annuelle d'eau chaude en m³ ainsi que la consommation annuelle globale de la vieille chaudière en fin de vie ainsi que son rendement que l'on supposera, par exemple, égale à 75%. (on peut s’informer chez Chappée en communiquant la date d’achat et le référence des chaudières. )

Sur la base de ces informations et d'une consommation annuelle de fioul de 115 m³ c'est donc une énergie de 1 150 000 x 0,75 = 862 500 kWh que la chaudière envoie annuellement sur le réseau.

Le circuit sanitaire participe pour une part non négligeable au chauffage d'un immeuble pendant la période de chauffe de 232 jours. Ceci à concurrence de 20 x 232 x 24 = 111 360 kWh. (voir livre « la rivière et l’énergie page 118).

Le circuit sanitaire est aussi la cause d'une dépense d'énergie effectuée en pure perte de 20 x 133 x 24 = 63 800 kWh en hors de la période de chauffe. Pour un immeuble de 66 appartements ayant un coefficient d'occupation moyen de 1,5 personne(s) par appartement et d'une consommation journalière de 150 litres par personne, valeur moyenne pour une grande ville en milieu urbain, cela correspond à une consommation annuelle d'eau froide pour l'immeuble voisine de 5400 m³ hors le besoin pour l’arrosage de notre jardin que l'on a estimé à 1600 m³. (nous consommons actuellement environ 7000 m³ d’eau froide par an). On estime que la consommation d'eau chaude représente sensiblement le tiers soit 1800 m3. Compte tenu de la chaleur spécifique de l'eau de 4,18 kJ/kg l'énergie nécessaire pour réchauffer cette eau de 10 à 55°C est de : 1 800 000 x 4,18 x (55-10) = 338 x 10⁶ kJ = 94 000 kWh.

On y voit donc un peu plus clair sur la part d'énergie annuelle consacrée à l'eau chaude sanitaire  :

94 000 kWh pour échauffer l'eau de 10 à 55°C

63 800 kWh perdus hors période de chauffe dans les tuyauteries ECS.par suite d'un mauvais calorifugeage.

111 360 kWh de participation au chauffage venant de l’ECS (tuyaux verticaux) pendant la période de chauffe

soit un total de 269 160 kWh

La différence 862 500 – 269 160 = 593 340 kWh correspondant à l'énergie dissipée annuellement par les radiateurs au titre du chauffage 

La débauche d'énergie actuelle dans les immeubles anciens n'est pas forcément le manque de sérieux dans l'entretien de leur dispositif de chauffage.

Elle peut être le fait qu'une partie relativement importante de l'énergie thermique produite au départ de la chaufferie est perdue dans les réseaux de tuyauteries horizontales hors bâti.

Ces tuyauteries sont pendant l'hiver dans un environnement plus froid que les tuyauteries verticales et sont d'un diamètre nettement supérieur pour le chauffage.

Si l'on considère pour simplifier et pour les raisons évoquées ci-dessus que l'énergie perdue dans les tuyauteries horizontales est équivalente à celle dissipée dans les verticales c'est : 593 340 – (63 800 + 111 360) = 418 180 kWh qui sont à affecter au chauffage. La répartition finale étant la suivante :

94 000 kWh pour échauffer l'eau de 10 à 55°C

175 160 kWh dissipée dans les tuyauteries verticales (perdus hors période de
chauffe mais récupérée pendant la période de chauffe)

175 160 kWh perdue dans les tuyauteries horizontales

418 180 kWh de besoin chauffage

Le total des énergies ci-dessus de 862 500 kWh représentant l'énergie annuelle en départ chaudière. On remarquera que les tuyauteries verticales du réseau chauffage étant à l'intérieur du bâti participe au chauffage de l'immeuble pour une part incluse dans le total de 418 180 kWh.

Le rendement global est très modeste

(94 000 + 111 360 + 418 180) / 1 150 000 = 623  540/ 1 150 000 = 54%

Pour affiner la répartition thermique, nous avons intérêt à nous rapprocher de notre fournisseur de chaudière et de faire valider les pertes dans les tuyauteries par un BE spécialisé. La solution consistant à estimer la nouvelle chaufferie sans améliorer l'isolation permet de simplifier le raisonnement mais n'est pas très logique dans la mesure où l'énergie la moins chère est celle que l'on ne consomme pas. Elle présente aussi un inconvénient majeur pour les copropriétés ayant de graves problèmes financiers comme la nôtre: Les aides fiscales ne sont accordées que dans le cas ou l'on associe l'isolation avec la modernisation de la chaufferie (bouquet de travaux). De plus, l'amélioration du rendement chaudière, même s'il passe à 95% avec une chaudière à condensation ne n'améliore pas beaucoup le rendement global. L'estimation des consommations moyennes n'est qu'une étape préliminaire. Ce sont les notions de degrés-jour-unifié (DJU) associées probablement au volume habitable plutôt qu'à la surface habitable qui permettront de déterminer la puissance instantanée maximum que devra délivrer la chaufferie mixte qui devra être légèrement surdimensionnée par rapport au besoin,

Constatations :

En raison des pertes par défaut d’isolation le rendement global reste très modeste 54%.

En raison de la difficulté à isoler les tuyauteries ECS dans les gaines verticales et des pertes probables actuelles dans les tuyauteries la répartition entre l’ECS et le chauffage est la suivante :

ECS 31% , chauffage 69%

L’étude technique et financière peut se faire sur la base de ces consommations actuelles

Le remplacement des chaudières en place sans procéder à des travaux d’isolation en prévoyant deux chaudières à condensation ayant un rendement de 95% entraine pour un même besoin de 862 500 kWh une consommation globale de 907 900 kWh au lieu de 1 150 000 kWh et un rendement global légèrement amélioré de 623  540 / 907 900 = 68,6 %

Remarques concernant l’isolation préalable (l’énergie la moins chère est celle que l’on ne consomme pas)

Len dehors de l’effort qui va être consenti sur le calorifugeage des tuyauteries, l'amélioration de l’isolation peut concerner l'isolation du bâti (l'enveloppe de l'immeuble) mais aussi la ventilation ainsi que les ouvertures en parties hautes.

1. Isolation des ouvertures (parties vitrées fenêtre, portes fenêtre etc..

2. Isolation de la toiture et des terrasses (à finaliser)

3. Isolation des murs opaques.(voir projet pour casser en partie les ponts thermiques au niveau des planchers et améliorer l’esthétique de la façade ouest)

4. Le difficile problème de l'isolation de l'immeuble en partie basse.

5. La déperdition haute dans les cages d'ascenseurs.

6. Un manque de discipline personnelle.(fermeture des volets la nuit qui pourrait être automatisée)

7. Les pertes par ventilation

8. Les pertes provoquées par une humidité anormale du sous-sol de l'immeuble en améliorant les écoulements

Les ponts thermiques au niveau des planchers en béton

Une bonne appréciation des pertes thermique dans un immeuble passe par la connaissance des surfaces du bâti (L'enveloppe extérieure de l'immeuble).

Avec 50 grandes portes fenêtres de 3x2,15m; 126 grandes portes fenêtres de 1,6x2,15m plus - 79 fenêtres de 1x1,45m,

la surface totale des vitres de l'immeuble est de 660 m²

La surface murs en retrait dans les parties avec balcons voisine de 800 m²

La surface murs en face avant sans balcon d'environ 1400 m²

Soit une surface totale des murs opaque proche de 2200 m²

La surface des terrasses non privatives d'accès interdit de 800 m² (la moitié seulement a été rénové par 8 cm de polyuréthane)

Cette évaluation des pertes thermiques passe aussi par une évaluation des volumes.

Cette nouvelle notion introduite dès 2003, dans un rapport du BRGM traitant de la mise en œuvre des PAC sur nappe libre en IDF est importante.

Elle met en évidence un coefficient de déperdition volumique G exprimé en Watt/m³/°C mieux représentatif du besoin thermique d’un immeuble que ne le fait le coefficient habituel, exprimé en Watt/m²/°C basé sur les surfaces.

Bien évaluer le comportement thermique d’un immeuble et son besoin thermique réel est important lors du dimensionnement d’une pompe à chaleur.

A l‘évidence ce coefficient représente avec plus de précision que ne le fait l'ancien coefficient le besoin thermique et la puissance qui devra être développée par la pompe à chaleur pour assurer le besoin. Cette notion de volume qu’il s’agisse des volumes de béton ou d’air est aussi plus pratique pour définir le comportement thermique d’une habitation en régime transitoire lorsque l’on met en marche ou lorsque l’on arrête la chaufferie.

Les parties communes telles que les cages d'escalier, les halls d'entrées, se trouvent utilement incluses dans ce coefficient ce qui est logique par le fait que les dépenses afférents à leur chauffage sont payées par la copropriété.