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La méthode d’audit
Myriam Humbert – CETE Ouest
Les enjeux de la méthode d’audit
B âti et s ys tèmes Occupation S ite et c limat
ModèleC hauffage E C S É c lairage Aux iliaires
C ons ommations recueillies
C omparais on
Recueil
S ais ie
Recalage
• du modèle et de ses hypothèses de calcul
• de l’incertitude des caractéristiques recueillies
La pertinence du choix des travaux et la précision du calcul de consommation après travaux dépend :
Garantie de performance énergétique
Difficulté de caractériser l’état initial ü Difficulté de connaître les matériaux mis en œuvre : DOE , s’il existent, pas toujours exacts
ü Impossibilité de quantifier la qualité de la mise en œuvre initiale et de sa dégradation
ü le temps imparti pour le recueil des données élimine ou simplifie tout relevé fastidieux : relevé des métrés, relevé de la puissance d’éclairage installée, enquête d’occupation, …
ü Complexité de certaines mesures : débits de ventilation naturelle
ü Difficulté de réaliser des mesures sur le long terme : données météo, débits de ventilation hygroréglable, …
ü Simplifications pratiquées : température de consigne à 19°C par défaut ou assimilée à la température mesurée, prise en compte d’un rendement moyen pour le système de chauffage, pas de mesure d’étanchéité à l’air, …
Garantie de performance énergétique
Méthodes de recueil observées
Données d’entrée
Méthode de recueil observée
Géométrie du bâtiments
Plans existants pas toujours exacts, rarement corrigés
Conductance thermique des parois, des fenêtres, des ponts thermiques
Visite, DOE, catalogue de matériaux, pas de prise en compte de la mise en œuvre initiale et du vieillissement
Étanchéité à l’air du bâti
Rarement mesurée, souvent variable d’ajustement
Climat – température
DJU ne correspondent pas toujours aux années de relevé
Climat - ensoleillement
Apports solaires pas toujours pris en compte; base de données climatiques Renouvellement d’air naturel (par conduit
et/ou ouverture des fenêtres)
Estimation, souvent variable d’ajustement
Rendement système de chauffage
Pas toujours pris en compte, rendement moyen pour l’ensemble du système (générateur, distribution, émission) apports internes
Estimation à partir du taux d’occupation et d’équipement, quand pris en compte Horaire d’occupation
estimés
Température de consigne
19°C ou mesure de la température de l’air
Garantie de performance énergétique
Un impact sur le calcul avant travaux non négligeable
Garantie de performance énergétique
• Erreur sur le calcul de consommation de chauffage due à l'incertitude sur les données d'entrée : de 0,1 à 20% selon le mode de recueil de la donnée (relevé visuel, mesure, etc.)
• A comparer à l’écart observé entre deux modèles Th-CE exo et Pléaides-comfie sur la consommation de chauffage : 5%
Exemple : École primaire (22) de 1966, extension de 1982, chauffée à électricité avec une consommation de chauffage annuelle calculée de 56 668 kWh (projet CEBO)
Garantie de performance énergétique
Paramètres
min
max
Incertitude (%)
Facteurs solaires
0,56
0,42
3,5
Débits (m3/h)
0
débit hygiénique
14,4
Perméabilité à l’air QP4 m3/(m².h)
3,78
5,82
6,6
Régulation : variables temporelles des émetteurs
0,9°C
2,5°C
12,7
Météo conventionnelle Température extérieure Vitesse de vent Rayonnement
���+1,5°C; V -10%;
+10%
���-1,5°C; +10%; -10%
���20,0
Ratio de fermetures des protections solaires
0
1
-2,0
Apports internes : relevés de consommation d'électricité spécifique
+écart type
-écart type
0,1
Ubât
0,73
0,89
3,6
Température de consigne en occupation (°C) 17
19
9,2
Calcul d'incertitude avec Th-CE ex pour une consommation totale de chauffage calculée de 56 668 kWh - école primaire dans les Côtes d'Armor (Projet CEBO 2010)
Garantie de performance énergétique
ü Après travaux :
(*) Résultats des calculs d'économies d'énergie (Th-Cex) après réhabilitation pour une école primaire et un logement collectif - programme CEBO
École primaire Logement collectif
Audit de base
Audit détaillé
Audit de base
Audit détaillé
Gain énergétique prévisionnel après travaux (*)
66% 9% 28% 4%
Un impact sur le calcul après travaux non négligeable
Enjeux de la caractérisation de l’état initial
Garantie de performance énergétique
B âti et s ys tèmes Occupation S ite et c limat
ModèleC hauffage E C S É c lairage Aux iliaires
C ons ommations recueillies
C omparais on
Recueil
S ais ie
• sur les caractéristiques inchangées avant/ après travaux
• sur le calage du modèle thermique
Les incertitudes pesant sur les caractéristiques initiales du bâtiment ont donc un impact défavorable :
Incertitude importante sur la consommation garantie
Garantie de performance énergétique
Démarche générale
Ø Comment concentrer ses effort de recueil sur les caractéristiques les plus influentes ?
ü Récolte des caractéristiques initiales avec un relevé de base
ü Construction du modèle de calcul du bâtiment
ü Analyse d’incertitude sur la consommation initiale
ü Identification des caractéristiques les plus influente sur la consommation initiale
ü Relevé détaillé de celles-ci
Démarche simplifiée
Identification à un cas type
Méthode proposée
Garantie de performance énergétique
§ Guide : définir les méthodes de recueil permettant un recueil des caractéristiques intiales compatible avec une GPE ü Liste des caractéristiques à recueillir
ü Définition de trois niveaux de recueil associés
§ De base : valeurs par défaut
§ Intermédiaire : DOE, plans vérifiés, DJ, …
§ Détaillée : type mesure
ü Recensement et description des méthodes de relevé détaillé
ü Incertitudes associées sur bibliographie et application aux études de cas
Méthode proposée
Les méthodes de relevé détaillées
Garantie de performance énergétique
§ Les méthodes actuelles utilisées (1/2) ü Méthode de relevé des masques par photo fisheye
ü Mesure climat par station météo
ü Identification des défauts d’isolation par thermographie
ü Mesure d’étanchéité à l’air du bâtiment par porte souflante
ü Méthode de relevé des épaisseurs de vitrage et de lame d’air
ü Méthodes de relevé des caractéristiques optiques des matériaux opaques et transparents (facteur de réflexion)
Les méthodes de relevé détaillées
Garantie de performance énergétique
§ Les méthodes actuelles utilisées (2/2) ü Méthode de calcul de rendement de combustion
ü Méthode d’estimation de l’efficacité des doubles flux
ü Méthode d’instrumentation électrique pour relevé des puiissnace d’éclairage et autre
ü Méthode de mesure de débits d’air
ü Mesure calorimétrique
ü Méthode de relevé de températures de l’air
Les méthodes de relevé détaillées
Garantie de performance énergétique
Les méthodes innovantes et/ou en cours de développement ü La méthode de relevé géométrique dans l'existant
ü Relevé topographique
ü Lasergrammétrie et photogrammétrie
ü Mesure d'identification des matériaux et de leurs caractéristiques par mesure indirecte couplée à la modélisation inverse
ü Besoins Caractérisation du comportement et mode de vie avant travaux
ü spécifiques liées aux occupants à prendre en compte dans la conception des travaux
ü Description des techniques de caractérisation de l’état initial couramment employées et difficultés rencontrées
ü Impact de la précision du recueil sur la précision du calcul de consommation initiale et après travaux : illustration
ü Incertitude des caractéristiques selon la méthode de recueil § Étude bibliographique
§ Outils d’analyse d’incertitude à mettre en oeuvre dans le cadre d’un audit
ü Comment réduire l’incertitude liée au recueil ? § Généralités concernant les « bonnes pratiques »
§ Méthodes de relevé détaillées
ü Proposition méthodologique § Démarche simplifiée : identification à un cas type
§ Démarche générale
Guide d’identification des caractéristiques énergétiques initiales d’un bâtiment dans le cadre de la GPE