réalisation d'un guide de solutions pour l'aménagement urbain durable

TX - Réalisation d’un guide de solutions pour l’aménagement urbain durable

Printemps 2009 JACOB, LAHOUAICHRI, BUHE

Réalisation d’un guide de solutions pour l’aménagement urbain durable

Enora JACOB

Hayat LAHOUAICHRI

Responsable : Catherine BUHE



Table des matières

PARTIE A: ................................................................................................................................................. 7

Problématique................................................................................................................................................. 8

1. Méthodologie .................................................................................................................................... 10

1.1. Deux documents fondamentaux .................................................................................................. 10

1.1.1. Etude sur les ZAE ................................................................................................................................................... 10

1.1.1. Démarche HQE²R (voir annexe) .................................................................................................................... 11

1.2. Organisation et fonctionnement .................................................................................................. 11

1.3. Cheminement suivi .......................................................................................................................... 12

2. Matrice d’interaction ...................................................................................................................... 13

2.1. Justification de nos choix ............................................................................................................... 13

2.1.1. Choix et classement des thèmes .................................................................................................................... 13

2.1.2. Choix et classement des objets ....................................................................................................................... 15

2.2. Définition des thèmes ..................................................................................................................... 17

2.3. Définition des objets en fonction des différentes familles et sous-familles .................... 27

2.4. Matrices d’interactions .................................................................................................................. 30

2.4.1. Mode d’emploi ........................................................................................................................................................ 30

2.4.2. Matrices d’interactions thèmes/objets ...................................................................................................... 31

2.4.3. Matrice d’interaction thèmes/thématiques ............................................................................................ 35

3. Guide de solutions pour l’aménagement urbain durable : fiches récapitulatives ......... 36

3.1. Justification du choix des thèmes que nous avons approfondis ......................................... 36

3.2. Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie. ...................... 37

3.3. Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité ............................................... 38

3.4. Assainissement et qualité des eaux rejetées ............................................................................ 39

3.5. Confort acoustique .......................................................................................................................... 40



PARTIE B : Fiches ........................................................................................................................... 42

1. Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie ....................... 43

1.1 Quartier ...................................................................................................................................... 46

1.1.1. Energie ........................................................................................................................................................................ 46

1.1.1.1. Les énergies renouvelables ...................................................................................................................... 46

1.2 Bâtiment ..................................................................................................................................... 47

1.2.1. Enveloppe .................................................................................................................................................................. 47

1.2.2. Fermeture .................................................................................................................................................................. 47

1.2.3. Equipements ............................................................................................................................................................ 49

1.2.3.1. Le confort Thermique ................................................................................................................................. 49

1.2.3.2. Chauffage par rayonnement :................................................................................................................. 49

1.2.3.3. Emetteurs de chauffage ............................................................................................................................ 55

1.2.3.4. Chauffage thermodynamique ................................................................................................................. 60

1.2.3.5. Comparaison des différents systèmes de chauffage ..................................................................... 71

1.2.3.6. Le contrôle des équipements techniques (la GTB) ........................................................................ 76

1.2.3.7. Le point de vue de professionnels ......................................................................................................... 79

1.2.4. Ouverture .................................................................................................................................................................. 81

1.3 Organisation.............................................................................................................................. 83

1.3.1. Architecte conseil .................................................................................................................................................. 83

2. Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité ............................................... 92

2.1. Quartier .............................................................................................................................................. 95

2.1.1. Eau pluviale .............................................................................................................................................................. 95

2.1.1.1. Cuve basique ................................................................................................................................................... 95

2.1.1.2. Cuve de redistribution ................................................................................................................................ 96

2.1.2. Eau potable ............................................................................................................................................................... 98

2.1.2.1. Economiseur d’eau ...................................................................................................................................... 98

2.1.3. Eau industrielle ...................................................................................................................................................... 98

2.1.3.1. Bassins ou cuves de récupération d’eau de pluie ........................................................................... 98

2.1.3.2. Réutilisation de l’eau .................................................................................................................................. 98



2.1.4. Eau verte .................................................................................................................................................................... 98

2.1.4.1. Micro-irrigation ............................................................................................................................................ 98

2.1.4.2. Irrigation par gravité ................................................................................................................................. 99

2.1.5. Espaces verts ........................................................................................................................................................ 100

2.1.6. Mutualisation-Infrastructure ....................................................................................................................... 100

2.2. Bâtiment .......................................................................................................................................... 101

2.2.1. Espaces verts ........................................................................................................................................................ 101

2.2.2. Eaux pluviales ...................................................................................................................................................... 101

2.2.3. Eaux industrielles ............................................................................................................................................... 101

2.2.4. Enveloppe ............................................................................................................................................................... 101

2.2.5. Equipement ........................................................................................................................................................... 101

2.2.6. Matériaux ................................................................................................................................................................ 102

2.3. Organisation ................................................................................................................................... 102

2.3.1. Architecte conseil ............................................................................................................................................... 102

2.3.2. Choix des activités.............................................................................................................................................. 102

2.3.3. Gestion et entretient ......................................................................................................................................... 102

2.4. Tableau récapitulatif ................................................................................................................... 103

3. Assainissement et qualité des eaux rejetées ......................................................................... 107

3.1. Quelques notions à connaître .................................................................................................... 107

3.2. Quartier ........................................................................................................................................... 108

3.2.1. Voiries ...................................................................................................................................................................... 108

3.2.2. Eau usée .................................................................................................................................................................. 108

3.2.2.1. Station d’épuration .................................................................................................................................. 108

3.2.2.2. Le lagunage .................................................................................................................................................. 110

3.2.2.3. Système d’assainissement non collectif ........................................................................................... 114

3.2.3. Eau industrielle ................................................................................................................................................... 115

3.2.4. Eau pluviale ........................................................................................................................................................... 117

3.2.5. Eau stagnante ....................................................................................................................................................... 117

3.2.6. Espaces verts ........................................................................................................................................................ 117

3.2.7. Mutualisation- Infrastructure ...................................................................................................................... 118



3.3. Bâtiment .......................................................................................................................................... 118

3.3.1. Eau pluviale ........................................................................................................................................................... 118

3.3.2. Eau usée .................................................................................................................................................................. 118

3.3.3. Eau industrielle ................................................................................................................................................... 118

3.3.4. Voirie......................................................................................................................................................................... 118

3.4. Organisation ................................................................................................................................... 119

3.4.1. Architecte conseil ............................................................................................................................................... 119

3.4.2. Choix des activités.............................................................................................................................................. 119

3.4.3. Implantation services ....................................................................................................................................... 119

3.4.4. Gestion et entretient ......................................................................................................................................... 119

3.5. Tableau récapitulatif ................................................................................................................... 119

4. Confort acoustique ....................................................................................................................... 121

4.1. Quartier ................................................................................................................................... 121

4.1.1. Voirie .............................................................................................................................................................. 121

4.1.2. Espace vert .................................................................................................................................................. 122

4.2. Bâtiment .................................................................................................................................. 125

4.2.1. Enveloppe .................................................................................................................................................... 125

4.2.2. Equipements ............................................................................................................................................... 126

4.2.3. Matériaux ..................................................................................................................................................... 126

4.2.4. Ouvertures ................................................................................................................................................... 126

4.3. Organisation........................................................................................................................... 127

4.3.1. Architecte conseil ..................................................................................................................................... 127

4.3.2. Transport collectif ................................................................................................................................... 129

4.3.3. Plan masse ................................................................................................................................................... 129

4.3.4. Voirie .............................................................................................................................................................. 129

4.3.5. Résumé sommaire ................................................................................................................................... 130

Conclusion ................................................................................................................................................... 131

Bibliographie .............................................................................................................................................. 132



PARTIE A:



Problématique

Notre premier travail a été de se réapproprier le sujet en le redéfinissant, d’une part les termes

employés et d’autre part, le sujet en lui-même. Ceci nous a permis de vérifier que le commanditaire,

Mme Buhé et les exécutants, nous, avions bien compris le sujet. En effet, il était impératif de vérifier que

nous avions la même vision du sujet et du délivrable.

Au cours de cette étude, nous allons utiliser les notions suivantes :

• Aménagement urbain durable : Penser l’aménagement urbain en intégrant les facteurs de

développement durable (à savoir économique, écologique, social et culturel) de manière durable

dans le temps.

• Guide de solutions : Guide de propositions à l’échelle du quartier faisant interagir les différents

thèmes et objets opérationnels.

• Thème : Problématique du développement durable à l’échelle du quartier

• Objet : Elément sur lequel l’acteur peut agir (en phase conception, construction, maintenance et

gestion)

• Quartier : On inclut dans le quartier les industries, les logements, les commerces, les bureaux, les

réseaux et les espaces publics.

Nous pouvons raisonner selon deux approches différentes :

• Approche descendante : thème vers objets

Avantages : Cela nous semble plus concret et plus logique. Nous partons de l’objectif (le thème du

développement durable) vers la solution (les objets). Donc avantage au niveau de la recherche

Inconvénients : les thèmes du développement durable ne parle pas forcément aux acteurs de

l’aménagement alors que les actions sur chacun des objets si.

• Approche montante : objet vers thèmes

Avantages : Du point de vue du lecteur (les acteurs de l’aménagement), il est plus intéressant pour eux

d’avoir une guide classé par objets. Ils pourraient partir directement de ce qu’ils peuvent faire sur un

objet donné et ensuite voir ce que cela apporterait dans le développement durable. C’est plus concret

pour eux, actions vers thème. Donc avantage au niveau de l’utilisation.

Inconvénients : En partant de l’objet, il est plus difficile de remonter vers les thèmes car on voit moins

bien le lien.

Nous avons choisi de raisonner de façon descendante, des thèmes vers les objets car cela nous semble

plus naturel et plus efficace au niveau de la recherche.



La commande consiste donc à réaliser un guide organisé par fiches.

Ces fiches seront organisées par thèmes puisque nous avons choisi l’approche descendante. Chaque

fiche correspondra donc à un thème avec : la définition et l’explication précise du thème (technique,

philosophique ou autre), les enjeux et les solutions donc, comment et à quelles phases intervenir sur les

objets.

Nous avons choisi pour notre étude l’échelle du quartier car cela réduit la quantité des données

nécessaires et représente un ensemble de vie cohérent où peut s’appliquer le développement durable.

Dans un premier temps, il s’agira de définir les thèmes du développement durable à l’échelle du

quartier. Nous nous appliquerons à établir une liste exhaustive : expliquer le phénomène, ses enjeux et

ses limites.

Nous ferons ensuite la liste des objets qui correspondent à chaque thème. Et pour synthétiser nous

ferons une matrice regroupant les interactions thèmes-objets.

Dans un troisième temps, nous traiterons plus en détails certains thèmes. Nous choisirons et ferons

valider ces thèmes en fonction de nos connaissances personnelles, de nos préférences et de la

disponibilité ou accessibilité des informations. Nous ne pourrons pas traiter tous les thèmes par manque

de temps.

Ce guide est destiné aux acteurs d’un projet d’aménagement urbain des phases de conception,

construction, maintenance et gestion. Le guide doit être simple à parcourir et à comprendre car les

acteurs n’auront pas forcément de compétences dans le développement durable.

Notre guide pourrait ne pas convenir à certains acteurs de l’aménagement. Ils pourraient souhaiter agir

directement sur un objet pour ensuite voir les conséquences sur le développement durable. Cependant

nous avons fait un choix, expliqué précédemment. De plus nous avons facilité l’utilisation de ce guide en

réalisant des fiches récapitulatives. Elles contiennent principalement les solutions classées que nous

proposons.



1. Méthodologie

1.1. Deux documents fondamentaux

Pour débuter notre étude nous avons pu nous appuyer sur deux documents : une étude précédente

réalisée par le CSTB et Mme BUHE ainsi que le cercle HQE²R.

Ces deux études ont un point commun : le développement durable.

1.1.1. Etude sur les ZAE

L’étude sur les ZAE (Zone d’activités économiques) a été réalisée par le CSTB (Centre Scientifique et

Technique du Bâtiment). Elle est divisée en deux parties.

La première présente les divers objets opérationnels utilisés, leurs définitions, leurs structures. On peut

y trouver les différents intervenants lors d’un projet d’une ZAE. Ces intervenants sont appelés les

acteurs du projet. Les acteurs interviennent sur certains objets à des moments précis du projet.

Ces objets opérationnels ont été classés en famille physique et organisationnelle. Ce qui a ensuite

permis une classification sous forme de tableau avec la définition des objets, les acteurs mis en jeu et les

phases concernées (programmation, conception, etc.).

La deuxième partie du rapport expose des matrices appelées d’interaction. Ces matrices sont des

tableaux à deux entrées : les objets opérationnels et les thèmes du développement durable. Elles sont

organisées par familles, les mêmes que précédemment.

Grâce à un système de croix, on peut voir clairement sur quels thèmes agissent les objets.

Ce document a été une bonne base de départ pour nous aider à organiser notre travail par rapport aux

thèmes et aux objets. Nous avons pu reprendre le concept de matrice d’interaction ainsi que la plupart

des objets. Objets fonctionnels auxquels nous avons rajouté d’autres qui nous semblaient pertinents.

Cependant, il ne correspondait pas tout à fait à la problématique du quartier que nous voulions mettre

en avant. Certains thèmes ou objets abordés dans ce document n’étaient pas appropriés à l’échelle d’un

quartier.



1.1.1. Démarche HQE²R (voir annexe)

La démarche HQE²R aborde les cibles et questions incontournables lorsque l’on traite de la

transformation durable un quartier. Elle est issue d’un projet européen réalisé par le CSTB, cofinancé par

la Commission européenne. Elle date de fin Mars 2004.

Elle porte sur l’intégration du développement durable dans les projets d’aménagement et de

renouvellement urbain à l’échelle des quartiers et des bâtiments les constituants.

Le cercle HQE²R est une transcription sous forme d’un tableau, un cercle qui présente les objectifs du

développement urbain durable ainsi que des indicateurs pour chaque thème. Il est organisé sur 6

principes d’actions, 5 objectifs et 21 cibles déclinées en 61 indicateurs. Les outils peuvent être utilisés

indépendamment les uns des autres et à d’autres échelles territoriales.

Cette démarche a été instructive. Nous avons pu nous inspirer des thèmes proposés afin de les remanier

et de créer nos propres thèmes. Cette démarche est plus adaptée à l’étude d’un quartier que l’étude sur

les ZAE. Ce document n’aborde pas la question des objets opérationnels sur lesquels il faudrait agir. Il

nous donne une série d’indicateurs. Aucun objet n’est donc mis en relation avec les thèmes dans ce

document. Il nous a fallu créer nos propres interactions entre nos objets et nos thèmes choisis.

1.2. Organisation et fonctionnement

Au début, nous étions quatre étudiantes très intéressées pour réaliser cette étude expérimentale. Pour

cela, l’étude a été divisée en deux. Cela nous a permis de participer toutes au projet.

Bien que nous soyons sur deux TX différentes, nous avons réalisé le plus gros du travail en collaboration,

en quatuor. Nous nous regroupons à quatre pour procéder à des réunions et nous réalisons des

comptes-rendus de ces séances.

Nous avons défini une séance toutes les deux semaines, le lundi.

Par la suite, nous nous sommes séparées en binômes pour traiter les thèmes que nous avons décidé

d’approfondir : Enora et Hayat, Célia et Céline. Nous continuons cependant à nous voir régulièrement

afin de rédiger le rapport et d’homogénéiser le guide.

Nous nous étions fixées un planning prévisionnel nous donnant les grandes échéances pour terminer les

étapes importantes.

Nous avons, par la suite, essayé de l’affiner en attribuant un responsable pour chaque rendu et ajouté

des descriptions sur le contenu et le support.



1.3. Cheminement suivi

Notre réflexion a suivi les étapes que nous allons décrire ci-dessous.

Nous avons commencé par redéfinir le sujet de notre TX. « Réalisation d’un guide de solutions pour

l’aménagement urbain durable ». Nous avons dû nous approprier le thème en le reformulant avec nos

propres mots. Ainsi nous avons pu vérifier que le commanditaire, Mme Buhé et les exécutants, nous,

avions bien le même point de vue quant au sujet et à son délivrable final.

Ensuite, nous avons recensé les différents thèmes du développement durable : ceux de la démarche

HQE²R et ceux de l’étude sur les ZAE. Nous avons croisé les thèmes qui se recoupaient pour créer notre

propre liste de thèmes sur le développement durable à l’échelle du quartier. Après analyse des deux

démarches, nous avons estimé qu’elles se complétaient, bien que la démarche HQE2R soit plus adaptée

à notre domaine d’étude, le quartier. Nous avons donc obtenu une liste de thèmes avec des intitulés

particuliers, le plus évocateur possible, que nous avons définis par la suite.

Nous avons également harmonisé les objets opérationnels et ajouté certains qui nous semblaient

pertinents et qui n’étaient pas présents dans les deux documents. Puis, nous nous sommes réparties les

thèmes de la liste que nous avions créée et nous les avons définis plus précisément. Le rendu de cette

étape a été la création d’une liste de thème avec une définition de chacun de ces thèmes. Cette liste de

définition était essentielle pour mieux comprendre les thèmes et faire un choix.

Parmi la liste, nous avons choisi, par binôme, quatre thèmes. Ce nombre nous semblait le plus abordable

pour réaliser un travail correct de recherche et de réflexion.

De plus, nous avons vu que le rapport ZAE comprenait des matrices d’interactions thèmes - objets. Ce

support facilite la lecture et la compréhension des enjeux quelque soit l’acteur. Nous avons transposé ce

raisonnement à cette étude tout en restant en adéquation avec notre étude. Cette matrice peut servir

de base aux études ultérieures. Il faut savoir qu’elle n’est pas figée et peut bien sûr évoluer en fonction

des enjeux. Les matrices créées font l’objet d’une partie ultérieure, d’un compte-rendu.

Nous avons aussi réalisé un tableau reprenant les trois thématiques du développement durable :

écologie, économie et social ; et les thèmes inventoriés. Ceci dans le but de représenter les trois enjeux

du développement durable. En effet, du fait de notre formation, nous nous approprions plus facilement

le volet environnemental du développement durable, d’où la nécessité de se replacer au centre des trois

préoccupations.

Une fois ces différents travaux réalisés, nous avons pu commencer nos recherches personnelles

d’approfondissement afin de bien comprendre le contenu des thèmes et discerner les enjeux. Ces

recherches détaillées ont permis de réfléchir à des solutions adaptées pour l’aménagement urbain

durable.

Pour finir, nous avons terminé la rédaction du rapport : des fiches synthétiques résumées et des fiches

plus détaillées.



2. Matrice d’interaction

2.1. Justification de nos choix

2.1.1. Choix et classement des thèmes

Afin de lister les thèmes et objets que nous avons abordé, nous avons commencé par recouper les

données récupérées dans le document que Mme BUHE nous a fourni ainsi que dans le rapport HQE2R.

Dans un premier temps nous nous sommes intéressées aux thèmes qu’ils contenaient. Nous les avons

listés et critiqués. C'est-à-dire que nous en avons exprimé la pertinence et surtout les objectifs et les

Nous avons gardé le classement des thèmes suivant les objectifs à remplir, qu’on retrouve dans la

démarche HQE²R, à savoir:

• Préserver et valoriser l'héritage et conserver les ressources

• Améliorer la qualité de l'environnement local

• Améliorer la diversité

• Améliorer l'intégration

• Renforcer le lien social et la participation et acteurs du développement durable

Visualisation et confrontation des thèmes :

Améliorer la qualité de l'environnement local

HQE²R CSTB Cadre de notre projet

Préserver et valoriser le paysage

et la qualité visuelle Paysage et confort visuel Paysage et confort visuel

Améliorer la qualité des

logements et des bâtiments Confort acoustique

Qualité des logements et des

bâtiments

Améliorer la propreté, l'hygiène

et la santé Qualité de l'air et confort olfactif Propreté, hygiène, santé

Améliorer la sécurité et la gestion

des risques

Assainissement et qualité des eaux

rejetées

Améliorer la sécurité et la gestion

des risques

Améliorer la qualité de l'air Déchets Qualité de l’air et confort olfactif

Réduire les nuisances sonores Nuisances électromagnétiques Confort acoustique

Minimiser les déchets et

améliorer leur gestion Risques Déchets

Hygiène et propreté Assainissement et qualité des eaux

rejetées

Sécurité Nuisances électromagnétiques

Remarque : Dans ce cadre ci, les deux démarches, HQE²R et CSTB, se complète bien et nous permet d’élargir le

champ d’action.



Préserver et valoriser l'héritage et conserver les ressources


Réduire les consommations

d'énergie et améliorer la

gestion de l'énergie

Ressources énergétiques

Réduire les consommations

d'énergie et améliorer la

gestion de l'énergie

Amélioration et gestion des

ressources en eau et sa qualité Ressources en eau

Amélioration et gestion des

ressources en eau et sa qualité

Eviter l'étalement urbain et

améliorer la gestion de

l'espace

Ressource sols, sous-sol et

espace

Ressource sol, sous-sol,

espace

Optimiser la consommation

des matériaux et leur gestion Ressource Matériaux Ressource matériaux

Préserver et valoriser le

patrimoine bâti et naturel Biodiversité

Préserver et valoriser le

patrimoine bâti et naturel

Améliorer la diversité


Diversité de la population Accueil et accompagnement Diversité de la population

Diversité des fonctions Gestion et suivi de zone Diversité des fonctions

Diversité de l'offre de

logements Synergie inter-entreprise

Diversité de l'offre de

logements

Remarque : Pour l’objectif « améliorer la diversité », nous avons opté pour la démarche HQE²R. En effet, celle est

beaucoup plus adaptée au cadre de notre projet.

Améliorer l'intégration


Augmenter les niveaux

d'éducation et la qualification

professionnelle

Equipement et services de

proximité

Education et qualification

professionnelle

Favoriser l'accès de la

population à l’emploi, aux

services et équipements de la

ville

Mobilité, transport et réseaux

de télécom

Favoriser l'accès de la

population à l’emploi, aux

services et équipements de la

ville

Améliorer l'attractivité du

quartier Economie du territoire Attractivité du quartier

Eviter les déplacements

contraints et améliorer les

déplacements à faible impact

environnemental

Evolutivité et mixité Mobilité et transport

Patrimoine (1)

Remarque : Pour cet objectif, nous avons de même opté pour la démarche HQE²R. En effet, celle est beaucoup

plus adaptée au cadre de notre projet.

(1) : le thème « patrimoine » entre dans le cadre de « Préserver et valoriser le patrimoine bâti et naturel »



Renforcer le lien social et la participation et acteurs du DD


Renforcer la cohésion sociale

et la participation Citoyenneté

Cohésion sociale et

participation

Améliorer les réseaux de

solidarité et la capital social Engagement de la collectivité

Améliorer les réseaux de

solidarité et le capital social

Engagement des porteurs du

projet global

Engagement des porteurs du

projet global

Engament des entreprises Engagement des entreprises

Remarque : Pour cet objectif, Les deux démarche se complète assez bien dans le cadre de notre projet.

Nous avons classé les différents thèmes suivants les trois volets du développement durable (Social,

économique, environnementale). Ceci nous permettra de former une autre matrice qui recoupe les trois

volets du développement durable et les thèmes définis. La matrice contenant les trois thématiques du

développement durable permet de bien situé la mesure dans laquelle interviennent nos thèmes.

Ces matrices réalisées, nous avons put travailler efficacement sur des thèmes en particuliers. Nous

avons chacune choisie deux thèmes afin de les aborder en profondeur.

2.1.2. Choix et classement des objets

Après avoir listé et classé les thèmes, nous avons listé tous les objets des deux rapports. Nous n’avons

pas supprimé d’objets car ils sont tous pertinents pour notre étude. Par contre nous en avons rajouté

quelques uns, qui nous semblaient importants :

• Eaux stagnantes. Ces eaux peuvent être présentent dans les espaces verts ou dans les systèmes

de circulation ou d’évacuations d’eau.

• Rejets gazeux. Ils peuvent nuire, de façon non négligeable, à la population. Il est donc nécessaire

de traiter cette pollution olfactive entre autres.

Nous avons classé les objets que nous avons listé dans différentes familles : {Quartier; Bâtiment;

Organisation}. Pour ce classement, nous nous sommes inspirés de l’étude réalisée par le CSTB sur les

ZAC, tout en l’adaptant au cadre de notre projet, de même pour les sous-familles :

Constant Extérieur Service

Quartier Entrées Bâtiment Intérieur Organisation Quartier

Sortie Service Bâtiment



Classement des objets opérationnels suivant les différentes familles et sous-famille

Quartier C

on

sta

nt

Stationnement

Signalétique

Voirie

Espaces verts

Clôture

Eclairage

Mutualisation - infrastructure

Mobilier urbain

En

tré

es

Energie

Eau potable

Eau indus

Eau verte

Réseau communication

So

rtie

s

Déchets

Eau pluviale

Eau usée

Trafic

Organisation

Ser

vice

s

Choix des services

Architecte conseil

Déchets

Eclairage

Entretien

Transport collectif

Mutualisation

Qua

rtie

r

Choix des activités

Plan masse

Découpage

Implantation services

Implantation public/privé

Voiries

Bât

imen

t Plan masse

Gestion et entretien

Organisation locaux



Bâtiment

Ex

téri

eu

r

Espaces verts

Stationnement

Eclairage

Eaux pluviales

Eaux usées

Eaux indus

Clôture

Voirie

Enseigne In

téri

eu

r Enveloppe

Fermeture

Equipement

Matériaux

Circulation

Ouvertures

Infrastructure, structure

Se

rvic

es

Mutualisation

Déchets

Energie produite

Eaux pluviales

Eaux usées

Eaux indus

Eaux vertes

2.2. Définition des thèmes

1 - Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie(HL)

La réduction des consommations d’énergie ainsi que la gestion des énergies est au cœur des

préoccupations actuelles en matière de développement durable. En effet, les ressources d’énergies

primaires tendent à disparaître, de ce fait le prix de l’énergie finale ne fait qu’augmenter. Le secteur du

bâtiment en Europe consomme aujourd’hui plus du tiers de l’énergie globale. Il est en outre responsable

de plus de 40% des émissions totales de CO2.

Les objectifs sont donc :

� D’améliorer les performances énergétiques des bâtiments, entre autre pour les systèmes de

chauffage et de ventilation, en allant au-delà de la réglementation actuelle. On se rend compte,

en effet, que les consommations liés au chauffage représentent plus de la moitié des

consommations d’énergie dans le résidentiel. Les systèmes intégrés aux bâtiments nous



permettent désormais d’obtenir de bons résultats en matière de chauffage et de climatisation,

et ainsi de disposer de bâtiment avec des bonnes performances énergétiques, à fortiori avec des

charges réduites pour les usagers.

� Diminuer la consommation en électricité, entre autre pour le secteur résidentiel et tertiaire. En

effet, la consommation de l’énergie électrique en France à presque était multipliée par 3 en

30ans. De plus, les secteurs les plus consommateur d’énergie en France sont le résidentiel et le

tertiaire, avec 64,38% de la consommation électrique total Française en 2006.

� Augmenter au maximum l’utilisation d’énergies renouvelables dans les différents secteurs. En

effet, bien que l’énergie électrique soit celle qui soit le plus consommée, la part d’énergie

renouvelable reste malgré tout très faible et très inférieur aux autres types d’énergie.

� Diminuer les émissions des gaz à effet de serre

2 - Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité (EJ)

Les ressources en eaux nous sont vitales et de plus en plus amoindries. Il est donc important d’améliorer

la gestion de ces ressources donc de mettre en place des systèmes permettant d’économiser l’eau.

Les objectifs sont :

� Diminuer la consommation en eau potable provenant des réseaux communs.

� Utiliser les eaux pluviales et donc développer les systèmes d’utilisation et la qualité des eaux

pluviales, ceci afin d’en faire un usage ménagé ou industriel.

� Créer des bassins de stockage dans les espaces verts pour la municipalité et dans les espaces

résidentiels pour les citoyens. Cette eau serait ensuite utilisée pour l’arrosage ou des usages

ménagés ne nécessitant pas d’eau potable (sanitaire, machine à laver…).

� Il serait aussi nécessaire de revoir les réseaux d’assainissements, type station d’épuration. En effet

des eaux qui n’ont pas besoin d’être traitées (type eaux pluviales) sont entrainées avec les

autres vers les systèmes d’assainissement, se qui aboutie souvent à une saturation des bassins

de traitement.

� Développer des réseaux d’assainissement propre à chaque industrie où au quartier.

Ce thème se limite aux systèmes d’économie d’eau en milieu résidentiel, industriel ou dans le milieu

agricole. Ainsi que les moyens d’assainissement des eaux pluviales mais il ne comprend pas les réseaux

d’assainissement des eaux rejetées.



3 – Ressource sol, sous-sol, espace (CC)

Problème :

L’étalement spatial et la croissance démographique des dernières décennies ont souvent produit des

villes incompatibles avec les principes du développement durable : engorgement routier, taux élevés de

pollution atmosphérique, manque d’espaces verts, lieux délaissés…

Objectif :

Il faudrait donc éviter l’étalement urbain inutile et améliorer la gestion de l’espace en optimisant la

consommation de l’espace à l’extérieur et en améliorant l’organisation de l’espace déjà construit.

Il est nécessaire d’optimiser la consommation de l’espace et de gérer la densité urbaine.

Deux exemples de solution :

• L’optimisation de l’usage des ressources souterraines peut aussi être une solution car le sous-sol

urbain possède un important potentiel s’il est utilisé et géré de manière appropriée. L’emploi

des quatre principales ressources souterraines - espace, eau, énergie géothermique et géo-

matériaux - peut être optimisé. L’espace souterrain peut être utilisé pour concentrer des

infrastructures et des services urbains, l’énergie géothermique et la capacité de stockage de

chaleur du sous-sol peuvent servir au chauffage et à la climatisation des bâtiments, l’eau

souterraine peut être affectée à l’usage domestique et certains matériaux des excavations

peuvent être valorisés comme matériaux de construction, ce qui minimise les transports et le

stockage.

• On peut aussi traiter ce thème en abordant la requalification de ce que l’on appelle les friches

urbaines, ainsi que des terrains pollués.

C’est dans cette problématique que l’on pourra penser aux préoccupations environnementales dans les

documents d’urbanisme tel que le PLU.

4 – Ressource matériaux (CB)

Objectif :

On va traiter, dans ce thème, de l’optimisation de la consommation des matériaux et l’optimisation de

leur gestion. En effet, la consommation efficace de matières premières est un enjeu actuel important.

Il faut prendre en compte les matériaux et les produits recyclables ou réutilisables lors de processus de

constructions, de réhabilitations et de démolitions.

Pour cela, il est important de regarder les bâtiments construits, réhabilités ou démolis qui prennent en

compte l’utilisation des matériaux recyclés, les labels environnementaux, les certifications ou les normes

environnementales, le cycle de vie des matériaux ainsi que la facilité d’entretien et de maintenance.



Il faut noter certains critères importants tels que l’analyse du cycle de vie et les sources d’information

sur les produits. On peut penser à la gestion des déchets de chantier, et l’optimisation du tri qui va en

découler. On peut s’interroger aussi sur le coût dans le choix des matériaux, la fiabilité des labels, la

provenance des produits…

5 - Préserver et valoriser le patrimoine bâti et naturel (HL)

Préserver et valoriser le patrimoine bâti et naturel représente un enjeu non négligeable, s’inscrivant

directement dans la démarche de développement durable. Cette démarche s’articule autour de

plusieurs objectifs :

� Restaurer et mettre en valeur les sites naturels et les sites bâtis dégradés.

� Mettre en place une politique territorialisée de gestion, d’organisation et de mise en valeur

coordonnée des sites naturels.

� Assister et conseiller les acteurs publics et privés dans leurs opérations de réhabilitation de leur

patrimoine bâti non protégé

� Sensibiliser la population locale et de passage à la protection des sites

6 - Paysage et confort visuel (EJ)

Ce thème consiste à mettre en place des systèmes qui préservent et valorisent le paysage et la qualité

visuelle. Il ne prend en compte que le côté esthétique des objets cités, leur harmonisation dans le

quartier, le fait qu’ils n’encombrent ou ne bloquent pas la vue. Cette optimisation doit de plus être

durable, il faut donc mettre en place des systèmes permanents, qui puisse être optimisés et faire l’objet

d’une maintenance régulière.

7 – Qualité des logements et des bâtiments (CB)

Objectif :

Il s’agit d’améliorer la qualité des logements et des bâtiments.

L’amélioration en ce qui concerne la structure doit se faire au niveau de la qualité du bâti, autrement dit

au niveau de l’état des façades, des menuiseries, des halls d’entrée, des caves, des parkings.

En ce qui concerne l’usage, l’amélioration doit se faire sur deux fronts : la qualité des logements avec la

prise en compte du niveau de confort (qualité des matériaux, bruit, chauffage, éclairage) et le niveau de

satisfaction des usagers (nuisances sonores, niveau de confort, etc.).

Les indicateurs pour cet objectif sont le nombre de bâtiments ayant une façade de mauvaise qualité, le

nombre de projets ou de bâtiments construits ou réhabilités avec en ligne de mire la démarche HQE, le

nombre de résidences principales inoccupées et le nombre de logements répondant aux besoins réels

des personnes âgées et des personnes à mobilité réduite.



8 – Propreté, hygiène, santé (CC)

Problème :

Dans chaque ville nous trouvons des lieux publics comme des trottoirs ou des parcs mal entretenus, des

endroits où l’on ne se sent pas à l’aise puisqu’on ressent le manque d’hygiène du lieu.

Chaque ville possède aussi son quota de logements insalubres ou non conformes, pourtant habités à

chaque fois par des particuliers ou des familles qui ne peuvent s’offrir autre chose. Aujourd’hui nous

avons dans chaque ville des logements non conforme et insalubres. L’insalubrité peut mener à des

problèmes de santé.

La santé est aussi un thème récurrent du monde d’aujourd’hui puisque tout le monde n’a pas toujours

accès aux meilleurs soins.

La propreté, l’hygiène et la santé peuvent donc avoir des conséquences sur le plan environnemental et

sur le plan social. On peut agir sur celui-ci afin d’améliorer la qualité de vie des habitants d’un quartier.

Objectif :

Il faudrait abolir l’insalubrité dans les logements proposés principalement à la location.

Il s’agit d’améliorer la propreté du quartier dans son intégralité.

C’est un droit commun d’accéder aux soins et aux organismes de santé, il faut donc le faire respecter.

Nous ne traiterons pas dans ce thèmes les déchets ni la gestion des eaux, puisqu’ils font partis d’une

autre thématique bien à part. Cependant, il passe par l’amélioration de la propreté dans le quartier et

les parties communes, par l’éradication de l’insalubrité des logements et par la garantie du droit et de

l’accès aux soins et à la santé.

9 - Améliorer la sécurité et la gestion des risques (HL)

On entend par risque « un danger éventuel, plus ou moins prévisible, inhérent à une situation ou à une

activité ». Le risque zéro n’existe pas, mais des mesures peuvent être entreprises de manière à prévenir,

éviter ou éliminer un danger ou une menace. Les problématiques portant sur la sécurité et la gestion

des risques sont fondamentales peu importe les objets sur lesquels cela porte, que ce soit à l’échelle

d’un pays, d’une ville, d’un quartier, d’une infrastructure ou d’une habitation. La réflexion est

essentielle, elle doit débuter en amont du projet et cela tout au long du projet. Les objectifs sont les

suivants :

� Améliorer la sécurité des personnes et des biens en prenant des mesures pour éviter et limiter le

risque de vols, de délit et de crimes.

� Améliorer la sécurité routière.

� Gérer localement les risques naturels tels que les inondations par exemple.



10 - Qualité de l’air et confort olfactif (EJ)

Les acteurs doivent, dans ce thème, agir à l’intérieur des bâtiments, comme à l’extérieur. En effet, le

confort olfactif doit être respecté dans les bâtiments en installant par exemple des aérations

réglementées, il existe des spécificités pour la qualité de l’air intérieur, mais aussi à l’extérieur. Ceci afin

de respecter les normes de pollution en vigueurs mais aussi le confort des habitants. En effet, certains

rejets peuvent avoir une forte odeur mais respecter la réglementation. C’est pourquoi il faut prendre en

compte la position de ces usines mais aussi des routes. Ainsi que mettre en place des murs, esthétiques,

tels qu’utiliser la verdure afin de protéger les zones d’habitations de ces désagréments.

Un autre impératif rentre aussi dans ce thème, c’est d’agir sur les eaux usées et les déchets, éviter la

proximité des stations d’épurations, des décharges et des lieux de vies. Il est aussi nécessaire d’éviter les

eaux stagnantes, notamment dans les plans d’eau des espaces verts.

11 – Confort acoustique (CB)

Objectif :

Il faut réduire les nuisances sonores produites dans le cadre urbain.

Solution globale :

Pour cela, on peut agir sur plusieurs éléments.

On peut essayer de réduire les nuisances liées au voisinage.

On peut s’attacher à réduire la pollution sonore liée au trafic ou à l’activité dans les quartiers. La

nuisance sonore doit être inférieure à une certaine valeur. Ce critère est utilisé pour caractériser la gêne

occasionnée par du bruit et définir les valeurs limites d’exposition.

On pourra s’intéresser à la réduction des nuisances sonores dans les chantiers de construction,

démolition ou réhabilitation en prenant en compte le problème du bruit pour les riverains et les

ouvriers.

12 – Déchets (CC)

Problème :

849 millions de tonnes de déchets sont produits en France chaque année (2004). Si l'on comptabilise les

déchets industriels et ménagers, un européen produit environ 3 500 kg de déchets par an (2005). Et ces

quantités augmentent…

La quantité et la toxicité des déchets industriels et agricoles sont également en hausse constante tout

comme la quantité de déchets nucléaires. Le traitement des déchets dangereux et des déchets

radioactifs pose un problème de sécurité environnementale et de santé publique majeur. Le

Commissariat général au Plan estime que 75 départements français ne seront plus capables de traiter

tous leurs déchets d’ici 2010.



Voici l’état des lieux. Même si nous trions nos déchets, il y a toujours des déchets qu’il faut

incinérer ou stocker et les coûts de collecte, incinération et stockage restent lourds.

Objectif :

Cette thématique est donc un point important du développement durable et un enjeu quotidien pour

les habitants d’un quartier, d’une ville ou d’un pays étant donné le coût environnemental et financier

qu’il implique de nos jours.

Il va donc falloir minimiser les déchets et améliorer leur gestion en diminuant le poids et le volume des

déchets à la source, en développant le traitement, le recyclage et la valorisation, en maitrisant les

impacts environnementaux et sanitaires, en améliorant la gestion et le traitement des déchets

dangereux et en obtenant des mesures satisfaisantes pour la gestion des déchets nucléaires.

Les principaux déchets pris en compte au niveau du quartier sont les déchets ménagers et les déchets de

chantiers.

13 - Diversité de la population (HL)

La diversité de la population est un élément essentiel pour la prospérité d’un pays, d’une ville, et même

d’un quartier. Cet enjeu s’articule autour de deux préoccupations : l’amélioration de la diversité

économique et sociale, puis l’amélioration de la diversité intergénérationnelle. Si la diversité de la

population est aujourd’hui un objectif affiché par les partis politiques, les chaînes de télévision, les

grandes entreprises ou les établissements d’enseignement supérieur, elle reste malgré tout un concept

assez flou. Il faudrait pouvoir évaluer de manière pertinente et précise les parts de population

actives/inactive selon les catégories socioprofessionnelles, et selon les tranches d’âge.

14 - Diversité des fonctions (EJ)

Ce thème aborde le développement des secteurs économique et social du quartier. Il est question d’agir

sur des objets opérationnels pour favoriser l’activité économique du quartier, le développement des

commerces et des services en générales.

Ce thème est fortement lié à l’économie du quartier, il est nécessaire de baisser les taxes ou

d’augmenter les subventions afin d’offrir plus d’opportunités aux citoyens de développer ces services.



15 – Diversité de l’offre des logements (CB)

Objectif :

Il faut améliorer la diversité des logements.

Ne l’oublions, le logement est un droit. Il faut améliorer les réponses aux demandes de toutes les

populations différenciées par l’âge, la taille de la famille, les revenus, etc.

Solution globale :

L’amélioration de l’accès à la diversité des logements doit se réaliser à travers les logements sociaux et

le nombre de foyers propriétaires de leur logement. Il faut diversifier au niveau du statut d’occupation

mais aussi du point de vue de la typologie.

Diversifier les offres de logements permettra des possibilités d’évolution à des populations variées.

16 – Education et qualification professionnelle (CC)

L’éducation et la qualification professionnelle sont une cause sociale importante du développement

durable.

La Formation des jeunes, des salariés et des demandeurs d'emploi contribue à la lutte contre le

chômage, à l’insertion de personnes en difficultés, à développer l'employabilité et est privilégiée dans

une approche de développement durable le tout avec un souci supplémentaire d’égalité.

Objectif :

L’objectif est donc d’augmenter les taux d’éducation et de qualification d’un quartier ou d’une ville, de

lutter contre l’échec scolaire et de renforcer le rôle de l’école dans le quartier.

17 - Favoriser l'accès de la population à l’emploi, aux services et équipements de la ville (HL)

Cet objectif centré sur l’accès de la population à l’emploi, aux services et aux équipements de la ville

doit permettre de placer l’habitant au centre de la dynamique du quartier. N’importe quel habitant

devrait pouvoir accéder aisément à un équipement ou service public, ou d’un arrêt de transport en

commun, et aussi à l’emploi.

18 - Attractivité du quartier (EJ)

Ce thème consiste à améliorer l’attractivité du quartier par le biais d’espaces de vie et de rencontres

entre les citoyens et donc le côté social du développement durable. Il faudrait donc agir sur les espaces

communs, améliorer et créer de nouveau lieux, bibliothèque, salle de conférence, de débats. Mais agir

aussi sur les divers évènements qui ont lieux tout au long de l’année, tels que les foires, les expositions,

les fêtes foraines…



19 – Mobilité et transport (CB)

Objectif :

Ce thème s’abordera à travers l’amélioration de déplacements plus écologiques tels que les transports

en commun, deux roues, marche.

Solution globale :

Développer les circuits piétons et cyclistes sécurisés dans le quartier : transports en commun, voies

piétonnes, pistes cyclables. Il faut s’intéresser au pourcentage de la marche à pied et du vélo dans les

déplacements des habitants ainsi qu’à la longueur de voirie sans trottoirs ou avec des trottoirs de

mauvaise qualité.

Mettre en place des systèmes de déplacements peu polluants, efficaces, diversifiés et cohérents avec

des systèmes municipaux ou privés qui favoriseraient les modes de circulations douces (non agressif

envers l’environnement) et les transports en commun.

20 - Cohésion sociale et participation (CC)

Problème :

Dans la plupart des projets ou des actions de développement durable dans un quartier, si le donneur

d’ordre agit seul, il y a de grande chance que ça soit un échec ou, du moins, moins une réussite moins

importante que si tout le monde dans le quartier, les habitants, les usagers et les entreprises s’étaient

investis.

Solution globale :

Engager les habitants et les usagers des lieux dans le processus du développement durable est donc très

important pour le bon fonctionnement des solutions proposées. Favoriser leur participation dans les

décisions et projets du quartier, leur demander leur avis et leur investissement, leur faire comprendre

les enjeux, est donc un point primordial dans la réussite des opérations menées dans le cadre du

développement durable.

21 - Améliorer les réseaux de solidarité et le capital social (HL)

Sous ce thème se cache trois enjeux.

L’amélioration des réseaux de solidarité et le capital social doivent permettre, dans premier temps, de

renforcer la vie politique. En effet, il s’agit là de placer au mieux le citoyen, l’habitant au cœur même du

quartier, il faut l’habitant soit plus acteur que spectateur de son quartier. Une seconde ambition est

favoriser la participation des habitants au développement d'une économie locale avec, pour cela,

l’importance de la présence d’activités dans le domaine de l’économie sociale et solidaire. La dernière

ambition est d’ouvrir le quartier à l’échelle planétaire en développant des liens, ou des réseaux de

solidarité « Nord-Sud ».



22 - Assainissement et qualité des eaux rejetées (EJ)

Ce thème consiste à améliorer et préservé les systèmes d’assainissement des eaux rejetées du quartier.

Qu’elles proviennent des logements résidentiels ou des industries. Il s’agit donc de mettre en place

différents procédés d’assainissement en fonction des sites, du volume et de la qualité des rejets. Les

systèmes mis en place permettront principalement de diminuer la pollution des nappes phréatiques.


� Mettre en place et appliquer des normes de pollution des rejets, en particulier pour les industries.

Mais aussi pour le quartier dans sa globalité.

� Adapter le réseau d’égout du quartier, de façon à ne pas envoyer des eaux propres dans la station

d’épuration.

� Utiliser des systèmes d’assainissement adapté à la pollution des eaux, station d’épuration ou

système non collectif.

Ce thème est donc lié au thème amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité. Mais il

s’apparente plus aux taux de pollution.

23 – Nuisances électromagnétiques (CB)

Il s’agit de s’intéresser aux impacts des champs électromagnétiques pour la santé de la population mais

aussi de la pollution visuelle entraînée par les lignes à haute tension, les lignes du téléphone, les

antennes satellites, les antennes relais, les émissions radar, etc.

24 – Engagement des porteurs du projet global (CC)

Problème :

Il ne suffit pas d’avoir une idée ou de lancer un projet pour que celui-ci soit mené à bien. En effet, un

projet demande un suivi régulier et constant tout au long de son déroulement.

Solution globale :

Il vaut mieux avoir peu de projets mais bien menés, utiles et efficaces plutôt que beaucoup de projets

différents donc aucun n’aboutit. Les porteurs du projet global, au niveau de la création, de la

construction ou de l’entretien, devront donc avoir un engagement dans le long terme pour chacun des

projets qu’ils entreprennent, du début, à la fin.



25 – Engagement des entreprises (CC)

Les entreprises sont des acteurs clés dans la vie d’un quartier et dans le développement durable. Elles

ont des conséquences et des enjeux d’une échelle supérieure à celle des habitations particulières.

Solution globale :

Elles doivent donc être d’autant plus attentives aux impacts qu’elles peuvent avoir sur l’environnement,

l’économie ou le social et agir en conséquence.

2.3. Définition des objets en fonction des différentes familles et sous-familles

Objet opérationnel Définition

Qu

art

ier

con

sta

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Stationnement Système de stationnement et de déplacement dans le quartier

Signalétique Système de signalétique et de repérage mis en œuvre dans le quartier

Voirie Infrastructure routière et équipements pour le déplacement collectif et

individuel, tous modes confondus

Espaces verts Espaces non construits et non privatifs du quartier

Clôture Système de fermeture

Eaux stagnantes Système de traitement et de gestion des eaux usées

Eclairage Système d'éclairage du quartier

Mutualisation –

infrastructure Infrastructure liée à la mutualisation

Mobilier urbain Mobilier mis à disposition dans le quartier

en

tré

es

Energie Système de raccordement ou de production, de distribution et de gestion

de l'énergie

Eau potable Système de raccordement ou de traitement, de distribution et de gestion

de l’eau potable

Eau indus Système de raccordement ou de traitement, de distribution, de stockage et

de gestion de l'eau industrielle

Eau verte Système de raccordement ou de traitement, de distribution, de stockage et

de gestion de l'eau verte

Réseaux communication Systèmes de communication

sort

ies

Déchets Infrastructure liée à la gestion des déchets

Eau pluviale Système de raccordement ou de traitement, de stockage et de gestion de

l'eau pluviale

Eau usée Système de raccordement ou de traitement, de stockage et de gestion des

eaux usées

Rejets gazeux Système de traitement, de stockage et de gestion des rejets gazeux

Trafic Trafic généré



Objet operational Définition

Bâ

tim

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Espace vert Espaces extérieurs non construits

Stationnement Zones de stationnement (en surface ou enterré, imperméable ou non)

Eclairage Eclairage extérieure du bâtiment

Eau pluviale Dispositif de traitement, stockage, collecte des eaux pluviales du bâtiment

Eau use Infrastructure technique des eaux usées au niveau du bâtiment (collecte,

traitement, stockage)

Eau Indus Infrastructure technique des eaux industrielles au niveau du bâtiment

(production, collecte, traitement, stockage, distribution)

Eau verte Dispositif technique des eaux vertes au niveau du bâtiment (production,

collecte, traitement, stockage, distribution)

Eau stagnante Infrastructure technique des eaux stagnantes au niveau du bâtiment

(collecte, traitement)

Rejets gazeux Infrastructure technique des rejets gazeux au niveau du bâtiment

(production, collecte, traitement, stockage)

Clôture Clôture

Voirie Dimensionnement, nature des circulations (piéton, voiture...)

Enseigne Enseigne

Inté

rie

ur

Enveloppe Façade et toiture du bâtiment

Fermeture Portes, volets, systèmes d’occultation

Equipements Dispositifs permettant le raccordement ou la production, la distribution et

la gestion de l’énergie, du système hygrothermique, des eaux, de

l’éclairage ainsi que le système de production lié à l’activité

Matériaux Matériaux utilisés lors de la construction et dispositifs constructifs

Circulation Distribution horizontale et verticale intérieure…

Ouvertures Ouvertures

Infrastructure, structure Fondation et structure du bâtiment

Séparateur Système de cloisonnement

serv

ice

s

Mutualisation Eléments mis à disposition ou réutilisés provenant des autres entreprises

Déchets Système de collecte dans le bâtiment (point, nature, type)

Energie produite Mise en commun d’énergie produite

Rejets gazeux Gestion des rejets gazeux au niveau du bâtiment (collecte, traitement,

stockage)

Eau pluviale Gestion des eaux pluviales au niveau du bâtiment (collecte, traitement,

stockage)

Eau usée Gestion des eaux usées au niveau du bâtiment (collecte, traitement,

stockage)

Eau Indus Gestion des eaux industrielles au niveau du bâtiment (collecte, traitement,

stockage, distribution, production)



Objet opérationel Définition

Org

an

isa

tio

n

Se

rvic

es

Choix des services Désignation des services mise en œuvre à destination des entreprises et

des usagers

Architecte conseil Désignation d’un architecte pour accompagner les entreprises dans leur

installation et mieux comprendre techniquement et conceptuellement le

Cahier des charges

Déchets Système organisationnel de collecte de déchets mis en œuvre dans le

quartier (gestion, nature, fréquence, localisation)

Eclairage Gestion de l’éclairage des espaces publics : positionnement, intensité et

durée de fonctionnement

Entretien Opération d’entretien des espaces publics dans le quartier

Transport collectif Mise en place de systèmes de transport collectif (point d’arrêt, fréquence,

liaison)

Mutualisation Gestion des mutualisations inter-entreprises (utilisation des déchets en

ressources)

Qu

art

ier

Choix des activités Choix des activités acceptées dans la quartier

Plan masse Organisation spatiale de la zone : parcelles infrastructures

Découpage Découpage en lots (taille, trame et positionnement)

Implantation services Désignation des parcelles accueillant des services dans le quartier

Implantation public/privé Différenciation des espaces publics et privés

Voirie Implantation des voiries, zone de retournement, stationnement du

quartier, choix de régulation

Bâ

tim

en

t Plan masse Organisation spatiale du quartier

Gestion et entretien Système de contrôle, régulation et entretien des équipements du quartier

Organisation locaux Organisation des locaux du quartier



2.4. Matrices d’interactions

2.4.1. Mode d’emploi

Dans les points précédents, nous avons classé les thèmes et les objets opérationnels. Ensuite nous avons

définit les différents thèmes. La définition des thèmes nous à permis de réaliser le travail qui suit. En

effet pour réaliser les matrices d’interactions, il a fallut savoir sur quel objet opérationnel faut-il agir de

manière à remplir l’objectif associer à un thème. Le fait de bien définir chaque thème nous a permis de

mieux comprendre les enjeux de chacun d’entre eux, ainsi que les moyens d’action que nous pouvons

avoir de manière à répondre à chaque objectif.

Une matrice d’interaction se présente donc comme suit :

Objectif 1

Objectif 1

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Fa

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objet a X

objet b X X objet b X

objet c X objet f X

objet d objet g X X

objet e X objet h X

Les croix représentent, pour chaque thème définis, l’objet opérationnel sur lequel on peut agir pour

répondre à l’objectif associé. Mais comme on peut le remarquer, suivant la famille (et sous famille) à

laquelle appartient l’objet, les moyens d’action seront différent.

Si l’on considère la famille 1, par exemple le quartier, pour les thèmes 1 et 2, on pourra agir sur l’objet b.

Mais si l’on considère la famille 2, par exemple le bâtiment, on retrouvera l’objet b, mais seul le thème 2

sera concerné par celui-ci.

La matrice d’interaction nous permet donc de visualiser les liens existants entre les différents objets

opérationnels que nous avons définis et classés en familles et sous-famille, avec les thèmes que nous

avons définis et classés en fonction des objectifs d’un projets d’aménagement urbain durable.

Remarque : La matrice d’interaction peut être amenée à évoluer, en fonction des études menées, et

des opportunités ou des difficultés qui pourront être rencontrés.



2.4.2. Matrices d’interactions thèmes/objets

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Réduire les consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie

Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité

Ressource sol, sous-sol, espace

Ressource matériaux

Préserver et valoriser le patrimoine bâti et naturel

Paysage et confort visuel

Qualité des logements et des bâtiments

Propreté, hygiène, santé

Améliorer la sécurité et la gestion des risques

Qualité de l’air et confort olfactif

Confort acoustique

Déchets

Assainissement et qualité des eaux rejetées

Nuisances électromagnétiques

Diversité de la population

Diversité des fonctions

Diversité de l’offre des logements

Education et qualification professionnelle

Favoriser l'accès de la populaWon à l’emploi, aux services et équipements de la ville

Attractivité du quartier

Mobilité et transport

Cohésion sociale et participation

Améliorer les réseaux de solidarité et le capital social

Engagement des porteurs du projet global

Engagement des entreprises

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Confort acoustique

Déchets







Favoriser l'accès de la population à l’emploi,

aux services et équipements de la ville







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Confort acoustique

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Confort acoustique

Déchets















Environnement

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Economique

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3. Guide de solutions pour l’aménagement urbain durable : fiches récapitulatives

3.1. Justification du choix des thèmes que nous avons approfondis

Dans le cadre de ce projet, nous avons mis en valeur un grand nombre de thèmes. Etant donné que

nous sommes limitées dans le temps, nous ne pouvons pas approfondir en détails tous les thèmes.

Nous avons donc choisi quatre thèmes à approfondir. Nous avons décidé de nous limiter à ce

nombre afin de les développer de manière efficace et de ne pas simplement en survoler le plus

grand nombre.

Nous avons choisie d’aborder les thèmes suivants :

• Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie

• Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité

• Assainissement et qualité des eaux rejetées

• Confort acoustique

Ce choix est dû aux cours et à nos divers projets que nous avons suivis au cours de notre cursus

scolaire, nous voulions mettre à profit ces connaissances acquises.

D’autre part, nous voulions découvrir et comprendre certaines réglementations liées à ces thèmes.

Par exemple, pour ‘confort acoustique’, nous voulions comprendre pourquoi des problèmes

persistent alors que ce domaine est particulièrement réglementé. Nous voulions ensuite essayer de

trouver des solutions pour résoudre ces problèmes de nuisances.



3.2. Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie.

Quartier

Energie

Les énergies renouvelables

Bâtiment

Enveloppe

Confère fiche « matériaux ».

Fermeture

Utilisation de protections solaires.

Equipements

Chauffage pas rayonnement

Emetteurs de chauffage

Chauffage thermodynamique

Eclairage intérieur

Ouvertures

Choix des châssis.

Organisation

Architecte conseil

L’architecture du bâtiment guidée par le bioclimatisme



3.3. Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité

Quartier

Eau pluviale

Cuve basique, enterrée

Cuve de redistribution

Eau potable

Economiseur d’eau

Eau industrielle

Cuve, bassin de récupération d’eau de pluie

Réutilisation de l’eau

Eau verte

Micro-irrigation

Irrigation par gravité

Espaces verts

Bassin, cuve de récupération d’eau de pluie

Infrastructure – Mutualisation

Réutilisation de l’eau

Bâtiment

Espaces verts

Bassin de récupération d’eau de pluie

Eau pluviale

Cuve de récupération, basique, enterrée, de redistribution

Eau industrielle

Recirculation des eaux

Enveloppe

Type de toiture

Equipement

Canalisations, gouttières

Matériaux

Toiture

Cuve

Canalisations



Organisation

Architecte conseil

Permis de construire, position des cuves.


Choix des sociétés en fonction de leur régularité en consommation d’eau et des

précipitations de la région.

Société spécialisée dans le fonctionnement, la pose et le nettoyage de cuves de récupération

d’eau de pluie.


Cuves, toits.

3.4. Assainissement et qualité des eaux rejetées

Quartier

Voiries

Canalisations, bouches d’égout

Eau usée

Station d’épuration

Lagunage

Système d’assainissement non collectif

Eau industrielle

Voir eau usée

Eau pluviale

Filtration

Eau stagnante

Plantes aquatiques

Système d’aération mécanique

Espaces verts

Lagunage

Mutualisation – Infrastructure

Canalisations entre réseau d’assainissement et bâtiments



Bâtiment

Eau pluviale

Filtration

Eau usée

Voir quartier, eau usée

Eau industrielle

Voir quartier, eau usée

Voirie

Canalisations eau pluviale/eau industrielle, eau usée

Organisation

Architecte conseil

Permis de construire, position des systèmes d’assainissement


Industries regroupant le même type de pollution

Implantation services

Station d’épuration

Lagunage


Système d’assainissement

3.5. Confort acoustique

Quartier

Voirie

Réglementation selon les cas.

Espace vert

Les murs végétalisables



Bâtiment

Enveloppe

Renforcer l'isolation acoustique

Assurer une correction acoustique

Equipements

Atténuer les bruits émis par les équipements

Désolidarisation des équipements.

Matériaux

Confère fiches de solution « matériaux »

Ouvertures

Des fenêtres acoustiques.

Organisation

Architecte conseil

Rôle du maître d’ouvrage et du maître d’oeuvre

Transport collectif

Confère objet opérationnel « trafic »

Plan masse

Rôle de l’acousticien.

Voirie

Confère objet opérationnel « trafic »



PARTIE B : Fiches

TX - Réalisation d’un guide

Printemps 2009

1. Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie



primaires tendent à disparaître, de ce fait le prix de l’énergie finale ne fait qu’augmenter. Le secteur

du bâtiment en Europe consomme aujourd’hui plus du tiers de l’énergie globale. Il est en outre

responsable de plus de 40% des émissions totales de CO2.

Limite : Cette étude est principalement basée sur les équipements techniques du bâtiment.

objectifs sont donc :

• D’améliorer les performances énergétiques des bâtiments, entre autre pour les systèmes de

chauffage et de ventilation, en allant au

compte, en effet, que les consommations liés au chauffage représentent plus de la moitié

des consommations d’énergie dans le résidentiel (quasiment ¾ en 2004). Les systèmes

intégrés aux bâtiments nous permettent désormais d’obtenir de bon

de chauffage et de climatisation, et ainsi de disposer de bâtiment avec des bonnes

performances énergétiques, à fortiori avec des charges réduites pour les usagers. (cf.

graphique n°1).

• Diminuer la consommation en électricité, entre

En effet, la consommation de l’énergie électrique en France à presque était multipliée par 3

en 30ans. (cf. graphique n°2). De plus, les secteurs les plus consommateur d’énergie en

France sont le résidentiel

Française en 2006. (cf. graphique n°3).

• Augmenter au maximum l’utilisation d’énergies renouvelables dans les différents secteurs. En

effet, bien que l’énergie électrique soit celle qui soit

renouvelable reste malgré tout très faible et très inférieur aux autres types d’énergie. (cf.

graphique n°4).

• Diminuer les émissions des gaz à effet de serre (cf. Graphique n°5)

Répartition des usa

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spécifique

11%

d’un guide de solutions pour l’aménagement urbain durable

JACOB, LAHOUAICHRI, BUHE

Réduire la consommation ergie et améliorer la gestion

de l'énergie



araître, de ce fait le prix de l’énergie finale ne fait qu’augmenter. Le secteur


responsable de plus de 40% des émissions totales de CO2.

est principalement basée sur les équipements techniques du bâtiment.

D’améliorer les performances énergétiques des bâtiments, entre autre pour les systèmes de

chauffage et de ventilation, en allant au-delà de la réglementation act



intégrés aux bâtiments nous permettent désormais d’obtenir de bons résultats en matière



Diminuer la consommation en électricité, entre autre pour le secteur résidentiel et tertiaire.



France sont le résidentiel et le tertiaire, avec 64,38% de la consommation électrique total

Française en 2006. (cf. graphique n°3).

Augmenter au maximum l’utilisation d’énergies renouvelables dans les différents secteurs. En

effet, bien que l’énergie électrique soit celle qui soit le plus consommée, la part d’énergie


Diminuer les émissions des gaz à effet de serre (cf. Graphique n°5)

- Graphique n°1 –

Répartition des usages de l'énergie dans l'habitat en 2004

Chauffage

72%Eau

chaude

sanitaire

11%

Cuisson

6%

Electricité

spécifique

11%

pour l’aménagement urbain durable


Réduire la consommation ergie et améliorer la gestion



araître, de ce fait le prix de l’énergie finale ne fait qu’augmenter. Le secteur


est principalement basée sur les équipements techniques du bâtiment. Les

D’améliorer les performances énergétiques des bâtiments, entre autre pour les systèmes de

delà de la réglementation actuelle. On se rend



s résultats en matière



autre pour le secteur résidentiel et tertiaire.



et le tertiaire, avec 64,38% de la consommation électrique total

Augmenter au maximum l’utilisation d’énergies renouvelables dans les différents secteurs. En

le plus consommée, la part d’énergie



Printemps 2009

En % de la consommation totale d'énergie (

Evolution de la consommation d’électricité

Les consommateurs (par secteu



En % de la consommation totale d'énergie (Source: Ademe, d'après Ceren, 2006.)


Evolution de la consommation d’électricité

(Source: RTE, 2006.)


Les consommateurs (par secteur en France)

(Source: RTE, 2006.)



Ademe, d'après Ceren, 2006.)


Printemps 2009

Part de l’électricité dans la consommation totale d’énergie.

(Source: Direction Générale de l’Énergie et des Matières Premières

Répartition des émissions de quelques polluants atmosphériques en France (en %) par secteur



- Graphique n°4 -

Part de l’électricité dans la consommation totale d’énergie.

Direction Générale de l’Énergie et des Matières Premières - Observatoire de l’Énergie.)


sions de quelques polluants atmosphériques en France (en %) par secteur

(Source: Citepa 2005.)



Observatoire de l’Énergie.)

sions de quelques polluants atmosphériques en France (en %) par secteur



1.1 Quartier

1.1.1. Energie

1.1.1.1. Les énergies renouvelables

Fournies par le soleil, le vent, la chaleur de la terre, les chutes d’eau, les marées ou encore la

croissance des végétaux, leur exploitation n’engendre pas ou peu de déchets et d’émissions

polluantes, ce sont des sources d’énergie inépuisable. En utilisant les énergies renouvelables, on

lutte contre l’effet de serre, en réduisant notamment les rejets de gaz à effet de serre dans

l’atmosphère. En développant dans le monde entier, les énergies renouvelables permettent de gérer

de façon intelligente les ressources locales et de créer des emplois.

Les cinq grandes familles d’énergie renouvelables sont classées d’après la source primaire d’énergies

utilisée : soleil, vent, eau, vivant et terre.

� Energies solaire photovoltaïque: Des cellules photovoltaïques produisent de l’électricité à

partir de la lumière du soleil. Ils alimentent des sites isolés en électricité directe ou stockée

en batteries, ou ils injectent l’électricité produite dans le réseau de distribution générale.

Avec une bonne intégration architecturale, cette énergie représente l’avenir dans beaucoup

de pays industrialisés.

� Energies solaire thermique : les capteurs solaires produisent l’eau chaude. Ils peuvent être

aussi utilisés pour le chauffage, idéalement par le sol avec un plancher chauffant, et l’eau

sanitaire. Plusieurs dizaines de millions de mètres carrés de capteurs sont installés dans le

monde. Les capteurs solaires dits "haute température" produisent de l’électricité par vapeur

interposée : quelques grandes centrales de ce type existent dans le monde.

� Energie éolienne : les aérogénérateurs, mis en mouvements par le vent, produisent des

dizaines de millons de mégawatheures. Utile dans les sites isolés en tant qu’électricité

directe ou stockée en batteries, cette électricité alimente aussi, par injection, les grands

réseaux de distribution. Les éoliennes au fil de vent servent à pomper l’eau dans de

nombreux pays en cours de développement.

� Energie hydrauliques : La petite hydroélectricité désigne les centrales ne dépassant pas 10

MW de puissance. Des turbines installées sur les cours d'eau utilisent la force motrice des

chutes pour générer de l'électricité. Celle-ci est injectée dans le réseau ou alimente des sites

qui n'y sont pas raccordés. Les petites centrales avec les grands barrages et les usines

marémotrices forment la filière hydraulique, deuxième source d'énergie renouvelable dans

le monde.

� Biomasse : C’est la masse des végétaux le bois, la paille, les rafles de maïs, le biogaz et les

biocarburants. Le bois énergie représente 14% de la consommation énergétique mondiale.

Issu des déchets de la forêt ou des industries du bois, il est brûlé pour produire de la chaleur.

Le biogaz est issu de la fermentation des déchets organiques. Sa combustion produit de la

chaleur, mais également de l'électricité par cogénération. Les biocarburants proviennent de

plantes cultivées (tournesol, betterave, colza...). Le biodiesel (ou ester méthylique d'huile

végétale, EMHV), l'éthanol, et son dérivé, l'éthyl-tertio-butyl-ether, l'ETBE, sont les plus

courants. Ils sont mélangés à de l’essence ou à du gazole.

� Géothermie. Cette énergie utilise la chaleur du sous-sol. Avec une température moyenne ou

faible, on peut chauffer des locaux, et avec une température élevée la géothermie permet

de produire de l'électricité par vapeur interposée.



1.2 Bâtiment

1.2.1. Enveloppe Se référer au thème « matériaux ».

1.2.2. Fermeture

La protection solaire des baies doit être conçue en fonction de leur orientation et peut être du type

fixe ou mobile, extérieur ou intérieur. La combinaison de ces différents types doit être recherchée

pour une efficacité maximum.

Les protections intérieures

Les protections intérieures type stores ou rideaux même opaques sont assez peu efficaces sur le plan

thermique. En effet, lorsque le rayonnement solaire a traversé le vitrage, il se trouve partiellement

piégé et échauffe l’air entre la vitre et la protection (effet de serre). Ces protections intérieures sont

surtout utiles pour lutter contre l’éblouissement. Elles doivent être associées à des protections

extérieures. La couleur des protections intérieures opaques doit être claire pour gagner en efficacité.

Les volets intérieurs en bois, traditionnels en Provence, relativement isolants, présentent une assez

bonne efficacité vis à vis des apports solaires.

Les protections extérieures

Les protections extérieures sont de loin les plus efficaces en confort d’été parce qu’elles évitent

l’effet de serre derrière le vitrage. Fixes ou mobiles, elles doivent être bien ventilées pour éviter un

effet de radiateur nuisible au confort intérieur.

Les protections fixes posent souvent des problèmes

d’emplacement et de dimensionnement quand elles ne

sont pas associées à un autre type de protection : en effet,

un brise-soleil fixe donne la même ombre le 21 septembre,

alors qu’il fait encore chaud et le 21 mars alors qu’il fait

souvent froid et que les apports solaires pourraient être

utiles.



En outre, les masques et protections fixes sont généralement moins efficaces que les mobiles. Ils ont

un effet moindre sur les rayonnements diffus et réfléchis, qui, pendant l’été, représentent jusqu’à

50% de l’irradiation solaire d’une façade.

L’efficacité des protections mobiles de type stores est fonction à la fois de leur opacité et des

possibilités de ventilation de l’espace entre la fenêtre et la protection.

La maîtrise du flux entrant s’apprécie par le facteur solaire (FS) de la baie munie de sa protection

solaire. Le facteur solaire est un coefficient définissant le rapport entre l’énergie solaire qui pénètre

à l’intérieur d’un local par une fenêtre ou une paroi opaque et l’énergie solaire incidente sur cette

même surface. Le facteur solaire (FS) est un coefficient compris entre 0 et 1. Une protection solaire

pour être efficace doit avoir un facteur solaire (FS) ≤ 0,20.

Dans la N.R.T. (Nouvelle Réglementation Thermique), toute baie ou ensemble de baies accolées de

plus de 0,5 m² doit être protégée des apports solaires par une protection mobile extérieure.

Ainsi, le facteur de transmission solaire de la baie sera déterminé à partir des caractéristiques

certifiées des protections mobiles placées à l’extérieur. Le facteur solaire pris en compte est celui de

l’ensemble constitué de la protection extérieure et de sa partie vitrée (les protections intérieures ne

sont pas prises en compte).Voici les valeurs indicatives de facteur de transmission solaire

mentionnées dans le tableau ci-contre.

Pare-soleil extérieurs mobiles

Type de protection extérieure mobile Facteur de

transmission solaire

Store vénitien extérieur à lames orientables 0.10

Volets et persiennes 0.10

Store à enroulement vertical toile opaque 0.10

Store à enroulement vertical toile moyennement translucide 0.20

Store à enroulement vertical toile très translucide 0.35

Store entre deux parois vitrées 0.35

Store banne, à l’italienne, corbeille 0.40

Baie sans protection extérieure 0.72



1.2.3. Equipements

1.2.3.1. Le confort Thermique Chauffer l’occupant est une image. En effet, nos températures superficielles de peau sont à environ

32°C, alors, le chauffage ne chauffe donc pas l’occupant, mais contrôle ses déperditions. Ce

chauffage peut s’exprimer par les termes d’un bilan thermique, de façon à apporter le confort

thermique. Le profil UCRES recense les conditions de confort possibles :

• Uniformité des températures ambiantes à une hauteur de h=1,5m,

• Absence de courant d’air,

• Asymétrie de rayonnement : ne doit pas être négative, mais appréciée lorsque légèrement

positive,

• Ecart tête/pieds : doit être inférieur à 3°C,

• Température du sol : pour des raisons physiologiques, celle-ci ne doit pas dépasser 29°C

(limite réglementaire à 28°C). En ce qui concerne la température minimale, on apprécie une

température de sol égale ou supérieure à la température ambiante.

En résumé, les comparaisons entre émetteurs se feront à la même température résultante et la

différenciation sera analysée à partir du profil UCRES qui traduit les essais en laboratoire.

1.2.3.2. Chauffage par rayonnement :

i) Plafond rayonnant Le plafond chauffant est le plus rayonnant des émetteurs de chauffage. Ce moyen de chauffage est

considéré comme non-traditionnel et relève par conséquent d’Avis Techniques. Il convient

d’appliquer strictement les modes opératoires contenus dans ces Avis Techniques, même si le

principe d’utilisation des films chauffants est presque toujours le même : isolant/film/plaque de

plâtre. Le plafond rayonnant, longtemps réservé au secteur tertiaire, fait peu à peu son apparition

aussi dans les logements. Procédé de chauffage direct, il restitue presque instantanément, par

rayonnement infrarouge, l’énergie produite par effet Joule. Le rayonnement est à basse

température.

� Principe de fonctionnement.

Un plafond rayonnant est constitué d’une résistance incorporée dans un ensemble comprenant un

isolant (côté plafond) et un parement de finition. La chaleur est diffusée par conduction dans cet

ensemble, puis distribuée, en surface de plafond, par un rayonnement doux, direct et diffus, réparti

par réflexion uniformément sur le sol, les murs, les objets, d’où il est transmis à l’air du local.

L’isolant, disposé au-dessus du film, oriente la chaleur vers le bas ; il permet de limiter le flux de

chaleur perdu vers l’extérieur du local. L’utilisation de laine minérale est recommandée, une

épaisseur de 5cm procure une bonne orientation thermique.

Deux types de pose sont couramment utilisés :


Printemps 2009

• Films souples posés en plafond entre un isolant (pour éviter les pertes de chaleur) et un parement.

Ils relèvent uniquement d’une procédure d’

de base :

– films métallisés : ruban métallique entre 2 films composites entrecollés. Puissances surfaciques

nominales : 100, 125, 150 et 175 W/m2 (largeurs : 30 à 120cm).

– films graphités : film de polyester, ou tissu de fibres de verre, rendu conducteur entre 2 films

composites entrecollés. Puissance linéique : 50 à 120 W/m (largeurs : 25 à 60cm).

Leur pose est réalisée ainsi :

– film rayonnant posé sur gîtage bois : laine de verre entre les poutres

des films par agrafage sur le gîtage, plafond rapporté,

– film rayonnant posé sur contrelattage : laine de verre entre les poutres en bois irrégulières, contre

- lattage bois, fixation des films par agrafage sur le contrel

– film rayonnant sur plafond suspendu : plaque plafond suspendu, film rayonnant déroulé sur le

plafond, pare-vapeur, isolant.

• Panneaux modulaires constitués de façon solidaire par

une résistance électrique, un film et un isolant

thermique. Les panneaux modulaires se déclinent en :

- Plafond rayonnant modulaire PRM

- Plafond rayonnant plâtre PRP.

� Dimensionnement.

Les déperditions conditionnent le dimensionnement de l’installation. La puissance appliquée doit

compenser au minimum les déperditions (D) de base calculées pour les jours les plus froids avec un

taux de renouvellement d’air normal. A la suite de ces calculs, l’installateur préconise une puissance

de chauffage P minimum correspondant à

conseillé de renoncer à la technique.

� Mise en oeuvre.

Un plafond rayonnant doit respecter 4 règles essentielles :

- sécurité électrique : UTE C 15-720 et UTE C 15

- sécurité incendie : recommandations en fonction de type de bâtimen

- prescriptions thermiques pour assurer la durabilité des plafonds en plâtre, limitation à 45°C des

températures maximales : la puissance surfacique est généralement limitée à 135 W/m2 sur 75%

maximum de la surface de plafond chauffant

- mise en oeuvre de l’installation.



posés en plafond entre un isolant (pour éviter les pertes de chaleur) et un parement.

Ils relèvent uniquement d’une procédure d’Avis Technique. Ils se classent selon deux technologies

films métallisés : ruban métallique entre 2 films composites entrecollés. Puissances surfaciques

nominales : 100, 125, 150 et 175 W/m2 (largeurs : 30 à 120cm).

polyester, ou tissu de fibres de verre, rendu conducteur entre 2 films


film rayonnant posé sur gîtage bois : laine de verre entre les poutres en bois, pare

des films par agrafage sur le gîtage, plafond rapporté,

film rayonnant posé sur contrelattage : laine de verre entre les poutres en bois irrégulières, contre

lattage bois, fixation des films par agrafage sur le contrelattage, plafond rapporté,

film rayonnant sur plafond suspendu : plaque plafond suspendu, film rayonnant déroulé sur le

constitués de façon solidaire par

une résistance électrique, un film et un isolant

thermique. Les panneaux modulaires se déclinent en :

Plafond rayonnant modulaire PRM

Plafond rayonnant plâtre PRP.


s déperditions (D) de base calculées pour les jours les plus froids avec un


de chauffage P minimum correspondant à P -> 1,2D. Si P conduit à un suréquipe

conseillé de renoncer à la technique.

Un plafond rayonnant doit respecter 4 règles essentielles :

720 et UTE C 15-100,

sécurité incendie : recommandations en fonction de type de bâtiment,

prescriptions thermiques pour assurer la durabilité des plafonds en plâtre, limitation à 45°C des


maximum de la surface de plafond chauffant

de l’installation.



posés en plafond entre un isolant (pour éviter les pertes de chaleur) et un parement.

Avis Technique. Ils se classent selon deux technologies

films métallisés : ruban métallique entre 2 films composites entrecollés. Puissances surfaciques

polyester, ou tissu de fibres de verre, rendu conducteur entre 2 films


en bois, pare - vapeur, fixation

film rayonnant posé sur contrelattage : laine de verre entre les poutres en bois irrégulières, contre

attage, plafond rapporté,

film rayonnant sur plafond suspendu : plaque plafond suspendu, film rayonnant déroulé sur le


s déperditions (D) de base calculées pour les jours les plus froids avec un


. Si P conduit à un suréquipement, alors il est

prescriptions thermiques pour assurer la durabilité des plafonds en plâtre, limitation à 45°C des



Printemps 2009

Pour un plafond rayonnant installé dans un plafond donnant sur l’extérieur ou sur un local non

chauffé, alors, on doit s’assurer d’une isolation thermique complémentaire. Dans tous les cas :

panneaux chauffants ne doivent jamais êt

bloquer l’émission de chaleur (cloisons, poutres, …).

doit pas provoquer l’existence de lame d’air entre ceux

chauffants doivent être implantés de telle sorte qu’aucun élément chauffant ne soit jamais installé à

moins de 10 cm des cloisons et du nu intérieur des murs extérieurs.

� Calepinage

On appelle calepinage la disposition des bandes chauffantes intercalées par des

Cette disposition doit tenir compte de l’affectation de la pièce, de son mode d’occupation, de

l’emplacement des surfaces vitrées, du mode d’éclairage. Une bonne solution en matière de confort,

d’homogénéité de température, de consommation

plafond chauffant semi-réparti. Il s’agit de rythmer la surface du plafond en alternant bandes

chauffantes et non chauffantes en proportion de 50/50 à 75/25. Ces bandes sont, le plus souvent,

perpendiculaires à la paroi la plus déperditive.

� Les différents types de plafonds rayonnant présents sur le marché actuel

Actuellement, deux types du plafond rayonnant se sont imposés sur le marché : le plafond

rayonnant modulaire (PRM) et le plafond rayonnant plâtre

• Les PRM ont un parement de finition du plafond tel que

souhaité, directement sur le module, alors que le PRP

donne une finition en plâtre. Quelques caractéristiques

pour le PRM :

- dimensions standardisées de 600mmx600mm

- puissance unitaire P < 75W, sauf pour les parements

métalliques où P< 160W

- vaste palette de textures et décors

- résistance électrique en feuille mince équipée de son raccordement électrique normalisé

- isolant réflecteur de flux d'une résistance thermique minimum de 1 K.m²/W

- boîtier de connexion normalisé pouvant alimenter 4 modules rayonnants.

• Les PRP sont caractérisés par des plaques de parement en plâtre spécial rayonnement, dont les

principales caractéristiques sont :

- puissance unitaire des panneaux de 85W à 88W

- dimension standard d’un panneau de 1200mm x 600mmsurface couverte par panneaux chauffants

supérieure à 40% de la surface du plafond.




chauffé, alors, on doit s’assurer d’une isolation thermique complémentaire. Dans tous les cas :

panneaux chauffants ne doivent jamais être positionnés au-dessus d’obstacles susceptibles de

bloquer l’émission de chaleur (cloisons, poutres, …). La mise en œuvre des panneaux chauffants ne

doit pas provoquer l’existence de lame d’air entre ceux-ci et les plaques de plâtre. Les panneaux

nts doivent être implantés de telle sorte qu’aucun élément chauffant ne soit jamais installé à

moins de 10 cm des cloisons et du nu intérieur des murs extérieurs.

On appelle calepinage la disposition des bandes chauffantes intercalées par des



d’homogénéité de température, de consommation et de qualité de régulation consiste à réaliser un

réparti. Il s’agit de rythmer la surface du plafond en alternant bandes


res à la paroi la plus déperditive.

Les différents types de plafonds rayonnant présents sur le marché actuel


rayonnant modulaire (PRM) et le plafond rayonnant plâtre (PRP).

Les PRM ont un parement de finition du plafond tel que

souhaité, directement sur le module, alors que le PRP

donne une finition en plâtre. Quelques caractéristiques

dimensions standardisées de 600mmx600mm

, sauf pour les parements

vaste palette de textures et décors

résistance électrique en feuille mince équipée de son raccordement électrique normalisé

isolant réflecteur de flux d'une résistance thermique minimum de 1 K.m²/W

oîtier de connexion normalisé pouvant alimenter 4 modules rayonnants.

Les PRP sont caractérisés par des plaques de parement en plâtre spécial rayonnement, dont les

principales caractéristiques sont :

puissance unitaire des panneaux de 85W à 88W

ion standard d’un panneau de 1200mm x 600mmsurface couverte par panneaux chauffants

supérieure à 40% de la surface du plafond.




chauffé, alors, on doit s’assurer d’une isolation thermique complémentaire. Dans tous les cas : Les

dessus d’obstacles susceptibles de

La mise en œuvre des panneaux chauffants ne

ci et les plaques de plâtre. Les panneaux

nts doivent être implantés de telle sorte qu’aucun élément chauffant ne soit jamais installé à

On appelle calepinage la disposition des bandes chauffantes intercalées par des bandes neutres.



et de qualité de régulation consiste à réaliser un

réparti. Il s’agit de rythmer la surface du plafond en alternant bandes


Les différents types de plafonds rayonnant présents sur le marché actuel


résistance électrique en feuille mince équipée de son raccordement électrique normalisé

Les PRP sont caractérisés par des plaques de parement en plâtre spécial rayonnement, dont les

ion standard d’un panneau de 1200mm x 600mmsurface couverte par panneaux chauffants



� Avantages

– Excellente sensation de confort thermique : température homogène dans toute la pièce,

– Discrétion : intégré au plafond, l’élément chauffant est totalement invisible,

– Particulièrement adapté aux pièces avec mezzanine,

– Absence de parois froides, notamment les sols,

– Pas d’entretien, silencieux, conduite facile.

� Inconvénients

La mise en régime est caractérisée par une montée en température plus lente à cause de l’inertie du

parement, et ceci par rapport au traditionnel convecteur. C’est un produit à utiliser pour des

hauteurs inférieures à 4m.

ii) Cassettes rayonnantes

Les cassettes rayonnantes (CR) constituent un mode de chauffage suspendu au plafond utilisé pour

des locaux de grande hauteur sous plafond allant de 4m à 6m. Les CR ont une fixation au bâti par des

tiges filetés, ou par des câbles métalliques, ou même par des chaînettes. Il est interdit d’intégrer des

CR dans les plafonds suspendus. La régulation de l’ensemble des CR est réalisée en fonction de la

température intérieure.

La mise en oeuvre exige le respect des distances de sécurité données par le constructeur, de l’ordre

une fois la hauteur de pose. Egalement, il faut veiller à ce qu’aucun obstacle important ne

s’entrepose entre les émetteurs et le sol. D’après la température de surface, nous distinguons deux

types de CR :

- CR basse température (CR BT) 70°C / 100°C ; puissance unitaire de 250W à 800W

- CR haute température (CR HT) 100°C / 380°C ; puissance unitaire de 400W à 2000W.

Quant au dimensionnement, le nombre de CR à installer doit être égal ou supérieur au rapport S/h2,

où S est la surface du local et h est la hauteur.

iii) Infrarouge rayonnant court (IRC)

Les émetteurs IRC sont des appareils utilisés uniquement pour des locaux de très grande hauteur

allant au-delà de 6m. Leur fonctionnement est basé sur un rayonnement lumineux émis par un tube

quartz halogène d’une puissance unitaire de 1KW à 2KW, dont le filament de tungstène est porté à

environ 2400°C. Ils sont installés en mode mural ou en mode suspendu, grâce à une fixation au bâti

par des tiges filetés (voir les photos ci-dessous).


Printemps 2009

La puissance unitaire d’un appareil IRC est de 1KW à 18KW, avec

250€ hors taxe et par KW installé.

iv) Plancher rayonnant électrique

� Principe

Le plancher rayonnant électrique (PRE) est un système composé, d’où le nom aussi de plancher

mixte, il comporte :

- un chauffage de base par plancher

heures creuses et restitution en 24 heures,

- un chauffage d’appoint par émetteur individuel électrique, en général, commandé pièce par pièce

par un thermostat ajustant la température désirée dan

Le plancher est constitué d’une dalle pleine en béton armé dans laquelle est noyé le câble chauffant

qui assure un rayonnement à basse température. Les câbles sont, en général, de type blindé à

isolant minéral. Nous donnons quelques caracté

- dissipation linéique maximale : 33 W/ml,

- régulation proportionnelle en fonction de la température extérieure,

- plancher alimenté, le plus souvent, uniquement en heures creuses,

- couvre un écart de températures entre l’intérieur et l’extér



La puissance unitaire d’un appareil IRC est de 1KW à 18KW, avec un coût fourni, posé de 180

€ hors taxe et par KW installé.

Plancher rayonnant électrique


un chauffage de base par plancher à accumulation, soit stockage d’énergie en 8 heures au tarif

heures creuses et restitution en 24 heures,

un chauffage d’appoint par émetteur individuel électrique, en général, commandé pièce par pièce

par un thermostat ajustant la température désirée dans chaque pièce.



isolant minéral. Nous donnons quelques caractéristiques :

dissipation linéique maximale : 33 W/ml,

régulation proportionnelle en fonction de la température extérieure,

plancher alimenté, le plus souvent, uniquement en heures creuses,

couvre un écart de températures entre l’intérieur et l’extérieur d’environ 12°C.



un coût fourni, posé de 180€ à


à accumulation, soit stockage d’énergie en 8 heures au tarif

un chauffage d’appoint par émetteur individuel électrique, en général, commandé pièce par pièce





� Dimensionnement

Les puissances à installer sont souvent calculées d’après les formules simplifiées suivantes :

– chauffage de base : P=1,2 D,

– chauffage d’appoint : P -> 0,6 D + 10 V, avec V le volume habitable.

� Inconvénients

La température de surface de la dalle ne doit pas dépasser 28°C. Ceci conduit, en fonction de

l’épaisseur des dalles à : 130 W/m2 pour une dalle pleine de 10 cm ; 150 W/m2 pour une dalle pleine

de 15cm ; 180 W/m2 pour une dalle pleine de 20cm.

� Avantages

Les points forts du plancher électrique sont :

– qualité du chauffage - confort accru

– bonne répartition de température horizontale et verticale.

– régulation facile et une modulation de chauffage en fonction de l’occupation.

– une plus grande salubrité et le maintien hors gel : le rayonnement du plancher évite l’humidité des

parois ; en cas d’inoccupation, il est possible de chauffer à moindre frais pour éviter le gel.



v) Conclusion sur le chauffage par rayonnement.

Afin de mieux décider sur le choix d’un émetteur de chauffage rayonnant, nous donnons à titre

indicatif le guide suivant, en fonction de l’activité et la spécificité du bâtiment :

Résidentiel Industrie Tertiaire

Maison

individuelle

habitat

collectif

Usine, entrepôts,

hangars, garages

Bureaux,

hôtel, santé

enseignement,

culture, sport Commerces

PRE (RdC) PRE (RdC,

1er étage) IRC (niveau bas) PRP CR (h>2,5m) PRM

PRP (1er

étage)

PRP (2ème

et 3ème

étage)

CR BT (h<6m) PRM (hall) PRM (h<4m)

PRP

CR HT (h>6m) CR (h>2,5m)

1.2.3.3. Emetteurs de chauffage

On appelle émetteurs de chauffage les unités terminales ou les unités individuelles utilisées dans les

pièces à traiter en confort thermique. Dans les installations de chauffage électrique, mise à part la

production centralisée d’eau chaude par une chaudière électrique, nous comptons des émetteurs de

chauffage individuels qui produisent et transmettent en même temps la chaleur produite. Ils sont

tous à base de résistances électriques de puissance allant de quelques watts à plusieurs KW. Nous

exposons par la suite les émetteurs suivants : radiateurs électriques ou accumulateurs, convecteurs

électriques et les panneaux rayonnants et radiants. Tous ces émetteurs sont utilisés en association

avec des moyens de régulations et de programmation horaire, et ceci dans un but d’une meilleure

performance énergétique.

i. Radiateurs électriques

Le principe de base des systèmes à accumulation consiste à déplacer une consommation d’énergie

durant les périodes bénéficiant d’une tarification préférentielle. L’utilisation de radiateurs à

accumulation est justifiée par l’existence d’un double tarif : l’énergie électrique dissipée par effet

Joule au moyen de résistances, est stockée en heures creuses sous forme de chaleur dans une masse

accumulatrice à forte inertie thermique, puis, il y a une restitution, contrôlable et progressive, si

besoin (en heures pleines). Les radiateurs électriques à accumulation, ou accumulateurs

comportent :

– un bloc accumulateur de chaleur : briques réfractaire à base d’oxydes de fer (alliages de fonte,

magnésite, chamotte),

– des résistances électriques noyées dans la masse accumulatrice,

– une enveloppe extérieure métallique : tôle émaillée ou céramique,

– des dispositifs d’extraction de la chaleur, de réglage et sécurité.


Printemps 2009

Schéma d’un radiateur éle

Il existe différents types d’accumulateurs. Les radiateurs sont caractérisés par trois paramètres

temps de stockage, mode de restitution, capacité de stockage, et sont classés en trois familles :

accumulateur 8h, accumulateur dynamiq

- Accumulateurs 8 heures : ces appareils sont alimentés exclusivement pendant les huit heures

creuses (ou six heures selon les jours et les tarifs).

- Accumulateurs dynamiques 24h : ils se composent des mêmes éléments

dynamiques 8 heures, mais l’alimentation des résistances peut être relancée automatiquement

de jour si la charge de nuit est insuffisante. La consommation en heures creuses reste

cependant prioritaire.

- Accumulateurs statiques compensé

courant d’air de restitution, associé à un convecteur, dans un même boîtier, mis

automatiquement en service si besoin. L’accumulateur est alimenté exclusivement la nuit.

� Dimensionnement :

On note avec P la puissance active à installer, en W et soit D les déperditions calculées à partir de la

température de confort et de la température extérieure minimale de base. Alors, en faisant un calcul

rapide, nous pouvons estimer la puissance totale P nécessaire

manière suivante : P=3D

ii. Convecteurs

Les convecteurs sont les émetteurs individuels de chauffage électrique les plus répandus puisqu’ils

représentent environ 80% des installations. Ils sont composés de trois catégories

- éléments chauffants, également appelés résistances électriques,

- enveloppe, soit habillage métallique,

- commande et régulation au moyen d’un thermostat.

� Principe de fonctionnement :



Schéma d’un radiateur électrique à accumulation



accumulateur dynamique 24h et accumulateur statique compensé

: ces appareils sont alimentés exclusivement pendant les huit heures

creuses (ou six heures selon les jours et les tarifs).

Accumulateurs dynamiques 24h : ils se composent des mêmes éléments que les accumulateurs



Accumulateurs statiques compensés : ils sont constitués d’un accumulateur statique sans



c P la puissance active à installer, en W et soit D les déperditions calculées à partir de la


rapide, nous pouvons estimer la puissance totale P nécessaire pour assurer le confort donné de la


représentent environ 80% des installations. Ils sont composés de trois catégories

éléments chauffants, également appelés résistances électriques,

enveloppe, soit habillage métallique,

commande et régulation au moyen d’un thermostat.

Principe de fonctionnement :





accumulateur statique compensé.

: ces appareils sont alimentés exclusivement pendant les huit heures

que les accumulateurs



s : ils sont constitués d’un accumulateur statique sans



c P la puissance active à installer, en W et soit D les déperditions calculées à partir de la


pour assurer le confort donné de la


représentent environ 80% des installations. Ils sont composés de trois catégories d’éléments :



Les convecteurs chauffent l’air par convection naturelle. L’air entre par la partie basse de l’appareil,

s’échauffe au contact de la résistance et ressort par le haut pour apporter la chaleur à la pièce

concernée. Suivant la température des parois du convecteur, la part de rayonnement est plus ou

moins grande en face avant de l’appareil ; elle varie selon les modèles de 5 à 10%. On distingue deux

types d’éléments chauffants :

- les résistances tissées ou épingles : résistances à fil nu équipant les appareils premiers prix,

- les résistances blindées acier/aluminium ou monométal : âme recouverte d’un diffuseur.

� Points forts des convecteurs :

Ce sont des appareils simples et efficaces, peu coûteux et faciles à installer. La montée en

température est rapide. Ils sont de formes et de couleurs variées (plinthes, extra-plats, bords

arrondis) et même sur mesure. Ils nécessitent peu d’entretien.

� Dimensionnement des convecteurs électriques.

On note avec P la puissance active à installer, en W, et avec D les déperditions calculées à partir de la


rapide13, nous pouvons estimer la puissance totale P nécessaire pour assurer le confort donné de la

manière suivante :

- cas d’une maison individuelle : P -> D + (10 x volume habitable)

- cas d’un logement d’immeuble collectif ou un local de tertiaire : P -> D + (15 x volume habitable).

� Remarque

Devant la dégradation de l’image de marque des convecteurs, les constructeurs ont réagi depuis

quelques années en proposant des produits de meilleure qualité, sous quatre rubriques :

certification des composants utilisés, fiabilité de ces composants, confort procuré par les appareils,

environnement de l’émetteur. Egalement on peut noter que :

- Qualité minimum exigée par l’arrêté du 5 avril 1988 : marque NF-Electricité ; qualité

supplémentaire conseillée : classe II – Protection contre les projections d’eau.

- EDF et Gifam (syndicat des fabricants de convecteurs) ont élaboré un cahier des charges

d’exigences complémentaires à la marque NF-Performance et contenant une vingtaine d’essais à

satisfaire.

- Depuis le 1er janvier 1994, les convecteurs ayant répondu aux exigences se distinguent par la

présence du logo Elexence, placé de façon visible sur l’appareil.


Printemps 2009

iii. Panneaux rayonnants et ra

Les panneaux rayonnants et radiants peuvent être classés en deux familles :

• Les panneaux chauffants qui ont une enveloppe totalement fermée et qui, selon la norme

d’aptitude à la fonction, ne doivent pas dépasser 70°C d’échauffement par rapport à

ambiante. L’élément chauffant est dans l’air, ou immergé dans un liquide, ou implanté dans de la

roche.

• Les appareils rayonnants, constitués d’une tôle perforée ou d’une grille en face avant, qui ont des

températures ressenties de l’ordre

empêcher tout contact dangereux avec les éléments à haute température. Leur dimension est

proche de celle du convecteur. Les Il faut cependant signaler que les produits en tôle émaillée

ronronnent sous l’influence du 50 Hz du réseau. Ce faible bruit est surtout perceptible dans les

chambres ; il est donc préférable d’éviter de les y placer.

Les nombreux tests de mesure de référence du rayonnement réalisés montrent que la part rayonnée

par les panneaux rayonnants et radiants se situe globalement entre 20% et 38 %.



Panneaux rayonnants et radiants

Les panneaux rayonnants et radiants peuvent être classés en deux familles :

qui ont une enveloppe totalement fermée et qui, selon la norme

d’aptitude à la fonction, ne doivent pas dépasser 70°C d’échauffement par rapport à


, constitués d’une tôle perforée ou d’une grille en face avant, qui ont des

températures ressenties de l’ordre de 140°C à puissance nominale. La grille est conçue pour



ous l’influence du 50 Hz du réseau. Ce faible bruit est surtout perceptible dans les

chambres ; il est donc préférable d’éviter de les y placer.


eaux rayonnants et radiants se situe globalement entre 20% et 38 %.



qui ont une enveloppe totalement fermée et qui, selon la norme

d’aptitude à la fonction, ne doivent pas dépasser 70°C d’échauffement par rapport à la température


, constitués d’une tôle perforée ou d’une grille en face avant, qui ont des

de 140°C à puissance nominale. La grille est conçue pour



ous l’influence du 50 Hz du réseau. Ce faible bruit est surtout perceptible dans les


eaux rayonnants et radiants se situe globalement entre 20% et 38 %.


Printemps 2009

iv. Chauffage double-flux

Le chauffage double-flux est un système qui peut être inscrit dans la catégorie du chauffage

électrique si l’on utilise comme élément chauffant une batterie électriq

plusieurs résistances électriques. Mais, bien plus souvent, une conduite d’eau chaude reliée à un

générateur thermodynamique, chaudière ou encore mieux une pompe à chaleur, remplace cette

batterie électrique, afin d’optimiser les c

Le chauffage double-flux utilise un système de double ventilation : extraction et soufflage. L’air neuf

est d’abord préchauffé, si un échangeur thermique de récupération a été prévu, puis chauffé par la

batterie électrique.

La récupération de chaleur est effectuée sur l’air extrait. Le système s’appelle chauffage ou

ventilation contrôlée double flux avec récupération.

L’image ci-contre illustre le principe de la récupération de la chaleur sur l’air extrait, soit le

préchauffage. Le chauffage en lui

soit performant énergétiquement, tant l’hiver que l’été, il doit être pourvu d’un

l’ouverture permettra de ne plus récupérer la chaleur d’air extrait

en été réalisé au moyen de la ventilation double

Le chauffage double-flux avec récupération et

recommandé dans les bâtiments construits dans des zones de bruit, car le système

ponts phoniques, ou dans des zones climatiques douces où les températures d’hiver sont rarement

en dessous de 0°C. Toutefois, souvent le système sur batterie électrique ne suffit pas à lui

nous sommes amenés à prévoir un chauffage d’a

rayonnants et radiants ou des convecteurs.



flux

flux est un système qui peut être inscrit dans la catégorie du chauffage

électrique si l’on utilise comme élément chauffant une batterie électrique constituée par une ou



batterie électrique, afin d’optimiser les consommations énergétiques.

flux utilise un système de double ventilation : extraction et soufflage. L’air neuf


écupération de chaleur est effectuée sur l’air extrait. Le système s’appelle chauffage ou

ventilation contrôlée double flux avec récupération.

contre illustre le principe de la récupération de la chaleur sur l’air extrait, soit le

. Le chauffage en lui-même n’est pas représenté dans ce détail. Afin que ce système

soit performant énergétiquement, tant l’hiver que l’été, il doit être pourvu d’un

l’ouverture permettra de ne plus récupérer la chaleur d’air extrait ; c’est le cas d’un rafraîchissement

en été réalisé au moyen de la ventilation double-flux.

flux avec récupération et by pass est un système es zones climatiques

recommandé dans les bâtiments construits dans des zones de bruit, car le système


en dessous de 0°C. Toutefois, souvent le système sur batterie électrique ne suffit pas à lui

nous sommes amenés à prévoir un chauffage d’appoint, souvent réalisé avec des panneaux

rayonnants et radiants ou des convecteurs.



flux est un système qui peut être inscrit dans la catégorie du chauffage

ue constituée par une ou



flux utilise un système de double ventilation : extraction et soufflage. L’air neuf


écupération de chaleur est effectuée sur l’air extrait. Le système s’appelle chauffage ou

contre illustre le principe de la récupération de la chaleur sur l’air extrait, soit le

même n’est pas représenté dans ce détail. Afin que ce système

soit performant énergétiquement, tant l’hiver que l’été, il doit être pourvu d’un by pass, dont

le cas d’un rafraîchissement

est un système es zones climatiques

recommandé dans les bâtiments construits dans des zones de bruit, car le système supprime les


en dessous de 0°C. Toutefois, souvent le système sur batterie électrique ne suffit pas à lui-même et

ppoint, souvent réalisé avec des panneaux



1.2.3.4. Chauffage thermodynamique

i. Chaudière à combustible

La chaudière à combustible est un générateur de chaleur qui peut porter un fluide caloporteur à une

température donnée. Cet appareil permet une production centralisée de chaleur sous forme

généralement d’eau chaude ou de vapeur. La chaudière se compose de plusieurs éléments :

On appelle :

- PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur. C’est la quantité d’énergie dégagée pas la combustion

complète d’une unité de combustible, la vapeur d’eau étant supposée non condensée et la

chaleur latente non récupérée

- PCS : Pouvoir Calorifique Supérieur. C’est la quantité d’énergie dégagée par la combustion

complète d’une unité de combustible, la vapeur d’eau étant supposée condensée et la chaleur

latente récupérée.

Une chaudière peut être alimentée par : du gaz naturel, du GPL (gaz de pétrole liquéfié), du biogaz,

du biocarburant, du fioul, du charbon, du bois. Il s’agit d’une large gamme de puissance : de 4KW à

plusieurs milliers de KW. Ce sont des équipements basés sur les mêmes principes fondamentaux et

le transport de la chaleur s’effectue au moyen d’un réseau hydraulique dans lequel circule l’eau

chaude soit de la vapeur surchauffée.

Nous donnons ici quelques caractéristiques générales sur le chauffage thermodynamique au moyen

des chaudières :

- Concernant le chauffage au fuel ou au GPL, il peut y avoir des problèmes de stockage de

combustible, il existe en effet des normes rigides à respecter. Il faut aussi penser au paiement

avant la consommation, donc un budget à prévoir pour l’approvisionnement

- Pour le chauffage au charbon suivant les techniques modernes, il faut savoir que celui-ci

produit une quantité importante de gaz à effet de serre, par contre l’approvisionnement est

facile.



- En ce qui concerne l’utilisation du chauffage au gaz et au biogaz, le rendement est assez haut,

la régulation est entièrement automatique. De plus, l’approvisionnement est permanent (gaz

de ville), il n’y a donc pas de stockage du combustible. Le paiement s’effectue après

consommation.

Les rendements moyens des équipements de chauffage thermodynamique sont de 85% en ce

qui concerne les chaudières à gaz, fuel, et charbon, et de 90% pour des chaudières à gaz haute

performance. A titre comparatif, une cheminée classique a un rendement de 10%, et avec un

système de récupération de chaleur, ça peut aller de 20% à 50%. Les chaudières à combustible

ont divers avantages :

- Leurs systèmes sont très largement répandus et maîtrisés ;

- L’entretien est centralisé de la production : avantage de concentrer dans un seul point les

problèmes techniques (opération de conduites, surveillance de régulation, travaux d’entretien)

- Permettent de disposer d’une gamme de puissance très étendue

- Possibilité d’alimenter plusieurs type d’émetteurs de chaleur différents (radiateurs, plancher

chauffants, ventilo convecteurs, aérothermes, etc.)

- Possibilité d’associer la production d’eau chaude sanitaire au chauffage.

Les types de chaudière les plus répandus sont :

- Chaudière standard : chaudière répondant au seuil minimal de la directive européenne de

rendement. Les chaudières au gaz, au fioul ou au GPL ont un rendement au moins égal à 85%

sur PCI.

- Chaudière à basse température : chaudières (gaz, fioul, GPL) pouvant fonctionner en

produisant de l’eau chaude) 50°C au lieu de 80/90°C, avec un meilleur rendement. En

revanche, la basse température d’eau de chauffage nécessite des surfaces des émetteurs (par

exemple radiateur) plus importante. Une chaudière basse température, fonctionnant au gaz

naturel, peut être équipée d’un récupérateur-condenseur pour préchauffer l’eau chaude soit

de chauffage ou soit de sanitaire.

- Chaudière à condensation : chaudières (gaz, GPL, parfois fioul) qui récupère la chaleur latente

contenue dans les produits de combustion, en la condensant. Cette chaleur récupérée est

utilisée pour préchauffer l’eau du circuit de chauffage. Le coefficient de performance peut

dépasser les 100% sur CPI.

Recommandations pour maîtriser les consommations d’énergie :

- Pour les chaudières multiples utilisées en cascade, le cas des chaufferies collectives, associer

une chaudière prioritaire à condensation, travaillant à base température, à une chaudière à

haut rendement

- Assurer une régulation sur la température extérieure et sur la température intérieure

- Assurer une programmation de l’intermittence

- Calorifuger les réseaux et les canalisations pour limiter les pertes

- Changer le brûleur de la chaudière tous les 5 ans afin d’augmenter le rendement de la

chaudière

- Privilégier les chaudières :

o chaudières propres : niveau bas de gaz NOx, CO2, CO



o chaudières à condensation travaillant à basse température associées à des grandes

surfaces d’émetteurs ou à un plancher chauffant

o chaudières qui ne sont pas munies de veilleuse.

Technologie modulante de régulation

D’après la courbe de régulation de la température ambiante d’un local à traiter, illustrée sur les

deux images ci-dessous, on remarque la supériorité de la chaudière qui applique la technologie

modulante, en composant le plein régime de fonctionnement avec un bas régime de

fonctionnement. En effet, l’eau est maintenue à la bonne température en limitant la fréquence

des phases d'arrêt et de redémarrage, soit les cycles courts de fonctionnement.

Ainsi, le brûleur de la chaudière diffuse et brûle moins d’énergie pour libérer moins de chaleur

et permet à la chaudière de fonctionner à 90 % du temps à bas régime. La technologie

modulante, économique, silencieuse et plus écologique, est disponible sur chaudières à gaz et

sur certaines chaudières à fioul.

ii. Circuits hydrauliques pour un chauffage centralisé à eau chaude

La liaison entre le générateur de chaleur et les émetteurs terminaux de chauffage est assurée par un

réseau de tuyaux distribuant l’eau chaude dans les différents locaux. Il existe deux types de

distribution :

- La distribution primaire qui correspond à la partie du réseau reliant le générateur aux différents

bâtiments ou ensemble des locaux (par étage, par exemple)

- La distribution secondaire qui relie la distribution primaire aux émetteurs.

Distribution primaire verticale. Dans les bâtiments anciens, la distribution de l’eau de chauffage se

fait encore souvent aux moyens de deux canalisations verticales, placées dans l’angle de chaque

pièce pour alimenter les radiateurs de la pièce. Dans les bâtiments plus récents, une colonne

montante et une colonne descendante sont installées dans la gaine technique des parties

communes. Recommandations :

• Calorifuger les canalisations d’eau chaude hors locaux chauffés

• Procéder à l’équilibrage de l’installation

• Prévoir un traitement d’eau adapté pour empêcher la formation de boues et protéger tous

les métaux.



Distribution secondaire horizontale : Une boucle horizontale, par niveau ou par zone, est raccordée

aux colonnes montante et descendante. La distribution horizontale permet :

• L’individualisation de la distribution par niveau

• L’isolement d’une zone

• L’individualisation de la régulation

• Des comptages différents

Distribution secondaire monotube ou bitube : Dans les bâtiments anciens, l’alimentation des

émetteurs en eau chaude se fait encore parfois en monotube série : tout le débit traverse

successivement chaque corps de chauffe. C’est une solution qui n’est plus utilisée. Dans les

bâtiments récents, l’installation la plus classique pour alimenter les émetteurs est généralement en

bitube : une tuyauterie pour l’aller et une autre pour le retour à la chaudière. Il existe aussi le

monotube dérivé : une seule tuyauterie alimente les radiateurs, l’eau chaude est dérivée dans le

corps de chauffe, si le radiateur est demandeur de chaleur.

Recommandation :

- Choisir la distribution bitube quand la chute de température de l’eau est forte et le début

relativement faible (cas des grandes surface à chauffer)

- Choisir la distribution monotube dérivé, plus économique, quand la chute de la température

de l’eau est faible et le débit relativement élevé (cas des petits bâtiments) ; cependant, son

dimensionnement et sa mise ne œuvre doivent être réalisé avec soin.



iii. Émetteurs : radiateurs, convecteurs et ventilo-convecteurs

Les types d’émetteurs de chaleur à eau chaude sont multiples. Nous présentons les plus utilisés

actuellement, à savoir les radiateurs et les ventilo-convecteurs.

• Radiateurs

Les performances, les formes et les dimensions des radiateurs se sont fortement diversifiées, ainsi

que leur prix. Leur choix est fait en fonction de leur emplacement :

- Hall d’entrée, circulations : choix des radiateurs robustes

- Salles vitrées, bureaux : critères esthétiques et régulation.

Les formes de radiateurs sont très diverses : panneaux verticaux, horizontaux, plinthes simples,

doubles, avec ailettes à l’arrière, juxtaposition de tubes, de colonnes. Les types de matériaux

souvent utilisés pour les radiateurs sont :

- En acier, les plus utilisés,

- En aluminium, c’est une version économique.

• Ventilo-convecteurs

Le ventilo-convecteur est un type d’unité d’intérieure d’émetteur thermodynamique à eau chaude

ou à eau froide. Les ventilo-convecteurs sont appelés aussi unités terminales de traitement d’air. Ils

apportent de la chaleur, ou de froid au local, par le passage d’air sur une batterie d’eau chaude, ou

d’eau froide. Un ventilateur favorise et accélère le passage de l’air près de cette batterie, et ainsi l’air

du local est recyclé.

Les ventilo-convecteurs sont des appareils comprenant, sous un carter, essentiellement :

- Un filtre à air

- Un groupe moto-ventilateur avec choix de plusieurs vitesses de rotation

- Un ou deux échangeurs de transfert thermique, chaud et/ou froid.

Le chauffage est assuré par une circulation d’eau chaude (production centralisée) ou par des

résistances électriques (batterie électrique). Le rafraîchissement est assuré par une circulation d’eau

réfrigérée (production centralisée).

Ci-dessous, nous présentons un exemple de ventilo-convecteur 2tubes/2fils, c’est-à-dire avec

batterie électrique pour le chaud et eau glacée pour le froid.


Printemps 2009

La régulation de la température du local, ou de la zone, est assurée sur chaque appareil par action

sur la vitesse du ventilateur et éventuellement sur le débit d’eau. La régulation peut être manuelle

ou automatique.

Dimensionnement des ventilo-convecteurs

- En été, les apports thermiques, alors P=somme des apports dans la

- En hivers, 1,2 fois les déperditions de la zone traitée à la température de base du lieu

considéré, alors P=1,2D de la zone.

Pour décider d’une mise en place des ventilo

principales caractéristiques à prendre en compte sont

- Le traitement de l’ambiance de manière indépendante et personnalisée

- La montée rapide en température

- La souplesse pour un réaménagement de l’espace

- Le bruit des moteurs ; de nombreux ventilo

vitesses de rotation

- La réversibilité de l’équipement

matins frais et les après-midi chauds, contrairement aux systèmes 4tubes ou 2tubes/2fils, mais

qui ont un coût d’investissement plus c




sse du ventilateur et éventuellement sur le débit d’eau. La régulation peut être manuelle

convecteurs. Ils sont dimensionnés de façon à couvrir

En été, les apports thermiques, alors P=somme des apports dans la zone.

En hivers, 1,2 fois les déperditions de la zone traitée à la température de base du lieu

considéré, alors P=1,2D de la zone.

Pour décider d’une mise en place des ventilo-convecteurs en tant qu’émetteur terminaux, les

endre en compte sont :

Le traitement de l’ambiance de manière indépendante et personnalisée

La montée rapide en température

La souplesse pour un réaménagement de l’espace

; de nombreux ventilo-convecteur sont bruyant, à choisir ceux à

La réversibilité de l’équipement ; le système 2 tubes ne permet pas de traiter à la fois les

midi chauds, contrairement aux systèmes 4tubes ou 2tubes/2fils, mais

qui ont un coût d’investissement plus cher.




sse du ventilateur et éventuellement sur le débit d’eau. La régulation peut être manuelle

. Ils sont dimensionnés de façon à couvrir :

En hivers, 1,2 fois les déperditions de la zone traitée à la température de base du lieu

convecteurs en tant qu’émetteur terminaux, les

convecteur sont bruyant, à choisir ceux à petites

; le système 2 tubes ne permet pas de traiter à la fois les

midi chauds, contrairement aux systèmes 4tubes ou 2tubes/2fils, mais


Printemps 2009

• Aérothermes

Les aérothermes sont des systèmes qui brassent l’air du local à traiter au moyen de ventilateurs qui

acheminent l’air vers un élément chauffant, batterie chaude. Ils sont situés près du plafond, laissant

libre la surface de plancher et des parois.

Aérothermes à eau chaude ou à vapeur

aérothermes, cède par échange une partie de sa chaleur. Les principaux composants sont

- Une carrosserie dont la face sert de plénum de soufflage

- Une batterie de chauffe ou échangeur de chaleur en tubes cuivrés et ailettes

- Un ventilateur hélicoïde ou centrifuge selon les puissances

- Des volets dirigeant la diffusion de l’air soufflé chauffé.

Aérothermes à gaz : la diffusion de l’air chauffé se fa

installées sur le pourtour du bâtiment ou en partie centrale. L’air à réchauffer provient de l’intérieur

du local (recyclage) ou directement de l’extérieur (renouvellement d’air). Chaque appareil possède

un thermostat qui tient compte des variations de température de la zone qu’il couvre. Les avantages

de ces systèmes sont :

- Faible inertie thermique ;

- Montée rapide en température

- Température constante en régime

- Bien adaptés au chauffage par brassage de l’

- Sensation de rafraîchissement en été par brassage de l’air.

-

iv. Plancher, plafond chauffant / rafraîchissant

Si dans l’habitat neuf, le plancher chauffant est plus souvent utilisé (choix d’un chauffage direct), le

plafond rayonnant a une large place en rénovation. Il est plus fréquent de refaire les plafonds que

les plancher.

Toutefois, il est presque indispensable d’isoler correctement les plancher (par exemple en sous face

si le planche est accessible par -





es parois.

Aérothermes à eau chaude ou à vapeur : Un générateur réchauffe le fluide qui, acheminé vers les

aérothermes, cède par échange une partie de sa chaleur. Les principaux composants sont

Une carrosserie dont la face sert de plénum de soufflage ;

ne batterie de chauffe ou échangeur de chaleur en tubes cuivrés et ailettes

Un ventilateur hélicoïde ou centrifuge selon les puissances

Des volets dirigeant la diffusion de l’air soufflé chauffé.

: la diffusion de l’air chauffé se fait directement par soufflage à partir des unités



thermostat qui tient compte des variations de température de la zone qu’il couvre. Les avantages

Montée rapide en température ;

Température constante en régime ;

Bien adaptés au chauffage par brassage de l’air ambiant ;

Sensation de rafraîchissement en été par brassage de l’air.

Plancher, plafond chauffant / rafraîchissant


place en rénovation. Il est plus fréquent de refaire les plafonds que


dessous-cave – vide sanitaire, etc. …)





: Un générateur réchauffe le fluide qui, acheminé vers les

aérothermes, cède par échange une partie de sa chaleur. Les principaux composants sont :

ne batterie de chauffe ou échangeur de chaleur en tubes cuivrés et ailettes ;

it directement par soufflage à partir des unités



thermostat qui tient compte des variations de température de la zone qu’il couvre. Les avantages


place en rénovation. Il est plus fréquent de refaire les plafonds que



Printemps 2009

Les planchers et plafond chauffants et/ rafraichissants à eau ont comme atouts

- D’être invisibles ;

- De libérer les emplacements dédiés habituellement aux émetteurs

- De diffuser la chaleur par rayonnement

- De ne pas dessécher l’air ;

- De ne pas brasser de poussière.

La température au sol des planchers chauffants est obligatoirement limitée à 28°C. Pour le

rafraichissement, la température au sol est obligatoirement limitée à une baisse de quelques degrés

par rapport à la température extérieure pour év

plancher est alimenté par de l’eau chaude produite par

- Une chaudière (chaudière à condensation basse température)

- Un générateur thermodynamique type pompe à chaleur,

- Un réseau de chaleur basse température.

L’intérêt du plancher réside dans le fait que l’été il peut être alimenté par une pompe à chaleur

réversible ou un groupe froid afin d’obtenir un rafraîchissement.

v. La climatisation

En climatisation, le générateur thermodynamique est appelé pompe à chaleur (P

Pour une production centralisée de grande puissance, on a un système de production d’eau glacée.

Ces systèmes fonctionnent tous sur le même principe physique de base. Au cours du changement de

phase du fluide frigorigène, des transferts

(air) ou le fluide (exemple : eau) avec lequel il est en contact.



Les planchers et plafond chauffants et/ rafraichissants à eau ont comme atouts :

De libérer les emplacements dédiés habituellement aux émetteurs ;

De diffuser la chaleur par rayonnement ;

ser de poussière.



par rapport à la température extérieure pour éviter les risques de condensations. Ce type de

plancher est alimenté par de l’eau chaude produite par :

Une chaudière (chaudière à condensation basse température)

Un générateur thermodynamique type pompe à chaleur,

Un réseau de chaleur basse température.

intérêt du plancher réside dans le fait que l’été il peut être alimenté par une pompe à chaleur

réversible ou un groupe froid afin d’obtenir un rafraîchissement.

En climatisation, le générateur thermodynamique est appelé pompe à chaleur (P



phase du fluide frigorigène, des transferts d’énergie s’effectuent entre ce fluide et le milieu ambiant

: eau) avec lequel il est en contact.



:



iter les risques de condensations. Ce type de

intérêt du plancher réside dans le fait que l’été il peut être alimenté par une pompe à chaleur

En climatisation, le générateur thermodynamique est appelé pompe à chaleur (PAC) ou climatiseur.



d’énergie s’effectuent entre ce fluide et le milieu ambiant


Printemps 2009

- Lorsque le fluide se vaporise, il se réchauffe en puisant de la chaleur dans l’air ou dans l’eau

- Lorsque le fluide se condense, il se refroidit en cédant de la chaleur à l’air ou à l’eau.

Un générateur thermodynamique met en jeu deux sources, une source froide et une source

chaude qui échangent de l’énergie par le biais de fluide frigorigène. La pompe à chaleur est un

appareil qui réalise un transfert de chaleur inverse de l’écoulement naturel

vers une source chaude. La pompe à chaleur est composée de quatre principaux éléments qui sont

placés sur un circuit fermé contenant un fluide frigorigène

- Un compresseur qui met le fluide frigorigène en mouvement et lui fournit de l’énergie en

élevant sa pression à l’état gazeux, ce qui permet ce transfert thermique contraire au principe

naturel selon lequel la chaleur se transfert du chaud au froid.

- Un échangeur : tantôt évaporateur lorsque l’on refroidit les locaux, et tantôt condenseur

lorsqu’on chauffe ces mêmes locaux.

- Un détendeur : qui règle le débit frigorigène et abaisse sa pression lors du passage du

condenseur vers l’évaporateur.

- Un 2ème échangeur qui fon

échangeur.

- Une vanne d’inversion de cycle qui assure la réversibilité

- Un dispositif de sécurité, de commande et de régulation

Les PAC sont des générateurs thermodynamiques réversibles, ce qui

réchauffé un même local par un système unique. Ceci est possible si l’on inverse le sens de

circulation du fluide via la vanne d’inversion de cycle soit une vanne 4 voies. Ainsi, l’échangeur

placé dans ce local est tantôt évaporat

permet un transfert de chaleur de l’évaporateur vers le condenseur.



Lorsque le fluide se vaporise, il se réchauffe en puisant de la chaleur dans l’air ou dans l’eau

nse, il se refroidit en cédant de la chaleur à l’air ou à l’eau.



l qui réalise un transfert de chaleur inverse de l’écoulement naturel : d’une source froide


placés sur un circuit fermé contenant un fluide frigorigène :

resseur qui met le fluide frigorigène en mouvement et lui fournit de l’énergie en


naturel selon lequel la chaleur se transfert du chaud au froid.

tantôt évaporateur lorsque l’on refroidit les locaux, et tantôt condenseur

lorsqu’on chauffe ces mêmes locaux.

: qui règle le débit frigorigène et abaisse sa pression lors du passage du

condenseur vers l’évaporateur.

échangeur qui fonctionne dans un mode de transfert thermique inverse au précédent

Une vanne d’inversion de cycle qui assure la réversibilité

Un dispositif de sécurité, de commande et de régulation

Les PAC sont des générateurs thermodynamiques réversibles, ce qui revient à refroidir ou a



placé dans ce local est tantôt évaporateur, tantôt condenseur. Le générateur thermodynamique

permet un transfert de chaleur de l’évaporateur vers le condenseur.



Lorsque le fluide se vaporise, il se réchauffe en puisant de la chaleur dans l’air ou dans l’eau

nse, il se refroidit en cédant de la chaleur à l’air ou à l’eau.



: d’une source froide


resseur qui met le fluide frigorigène en mouvement et lui fournit de l’énergie en


tantôt évaporateur lorsque l’on refroidit les locaux, et tantôt condenseur

: qui règle le débit frigorigène et abaisse sa pression lors du passage du

ctionne dans un mode de transfert thermique inverse au précédent

revient à refroidir ou a



eur, tantôt condenseur. Le générateur thermodynamique


Printemps 2009

Ce transfert se réalise au moyen du compresseur qui consomme une certaine quantité d’énergie

électrique. L’atout principal de ce p

partie de l’énergie reçue, celle électrique par le système est payante. Le bilan énergétique peut

s’exprimer, d’une manière simplifié, ainsi

Chaleur puisée au milieu froid + énergie électriqu

Le rapport entre l’énergie thermique récupérée et l’énergie électrique consommée caractérise la

performance du générateur thermodynamique. On parle de

- Coefficient de Performance (COP) en mode chaud

- Efficacité Frigorifique (EF) en mode froid

COP ou EF = (Puissance calorifique récupérée au condenseur) / (Puissance fournie au compresseur)

Cette performance est très sensible à l’écart de température entre les sources de chaleur

froid à l’extérieur, moindre est la performance du chauffage thermodynamique. Plus le COP est

élevé, plus l’efficacité est grande, et l’usage de l’équipement économique. En général, une PAC

couvre entre 60% et 80% des besoins d’énergie pendant la saison de chauffe.




électrique. L’atout principal de ce processus réside dans son bilan énergétique global où seule une


s’exprimer, d’une manière simplifié, ainsi :

Chaleur puisée au milieu froid + énergie électrique reçue = chaleur cédée au milieu chaud.


performance du générateur thermodynamique. On parle de :

Coefficient de Performance (COP) en mode chaud

orifique (EF) en mode froid


Cette performance est très sensible à l’écart de température entre les sources de chaleur

re est la performance du chauffage thermodynamique. Plus le COP est


couvre entre 60% et 80% des besoins d’énergie pendant la saison de chauffe.




rocessus réside dans son bilan énergétique global où seule une


e reçue = chaleur cédée au milieu chaud.



Cette performance est très sensible à l’écart de température entre les sources de chaleur : plus il fait

re est la performance du chauffage thermodynamique. Plus le COP est




Les sources extérieures utilisées :

- L’air est pratiquement toujours disponible mais sa température est variable, et les

performances du générateur thermodynamique en sont affectées au cas des différences de

températures parfois importantes

- L’eau garantit une bonne stabilité de température. Plusieurs techniques sont possibles :

• Capteurs horizontal à eau glycolée en circuit fermé et enterré dans le sol.

• Capteur vertical qui puise sont énergie jusqu’à 80m à 100m de profondeur dans le sol

(géothermie). Le réseau en circuit fermé est aussi de l’eau glycolée. La connaissance

des caractéristiques du sol, et le cas échant, de la réglementation locale est

indispensable.

• Puit sur la nappe phréatique (géothermie). Dans ce cas l’eau de la nappe échange avec

l’évaporateur au travers d’un échangeur intermédiaire. Il est nécessaire avant de décider

d’une installation de disposer d’informations sur les caractéristiques de la nappe et sur la

réglementation locale afférente pour obtenir les autorisations éventuelles.

- Le sol exige un capteur horizontal avec fluide frigorigène enterré dans le sol à environ à 60 à 80

cm. L’évaporateur est enterré directement dans le sol, on parle de « détente directe ».

La diffusion intérieure est réalisée par :

- Air : Le chauffage ou le rafraîchissement du local est réalisé à partir de l’air, soit :

• Par soufflage libre : l’air du local est recyclé au travers de l’échangeur du générateur

thermodynamique. Un ventilateur favorise et accélère le transfert. Exemple : unité

intérieure d’un climatiseur.

• Par plénum : il s’agit d’un caisson métallique placé en faux plafond, dans lequel sont

intégrés l’échangeur et le ventilateur. L’air du logement est repris en vrac dans le

caisson et, après passage sur l’échangeur, il est soufflé directement dans le faux

plafond, puis au travers de bouches placées dans les pièces principales du logement.

• Par gaines et boucles : à la différence du plénum, l’air est conduit vers chaque local par

des gaines où il est insufflé au travers de bouches. L’air est repris soit en vrac, soit par

des gaines.

- Eau : le chauffage ou le rafraîchissement du local est réalisé à partir d’un émetteur à eau de

type plancher ou ventilo-convecteur, traversé par l’eau préalablement chauffée ou refroidie.

Dans le cas d’un ventilo-convecteur, un ventilateur favorise le transfert thermique entre l’eau

et l’air du local.

- Sol : Le chauffage du local est réalisé à partir d’un plancher constituant le condenseur du

générateur thermodynamique et dans lequel circule en conséquence le fluide frigorigène.

Limite de fonctionnement

L’emploi de la PAC, parfois, nous amène à ajouter un appoint en mode chauffage. Les limites de

température pour un fonctionnement correct de la PAC sont fixées par rapport à la température

extérieure et celle au-dessus de laquelle la PAC suffit seule à combattre les déperditions.


Printemps 2009

On note avec Ta la température extérieure d’arrêt de la PAC et Téq, la température d’équilibre au

dessus de laquelle la PAC suffit seule à combattre les déperditions, de l’ordre de +2°C à +5°C. Alors

si :

- T > Téq : la PAC apporte seul la couverture des besoins

- Ta < T < Téq : l’appoint vient en complément des besoins

- T < Ta : l’appoint total apporte seul la couverture des besoins, la PAC est arrêtée

1.2.3.5. Comparaison des différents systèmes de chauffage

Dans le cadre de cette étude nous avons considérer 6 systèmes de chauffage : le chauffage à fioul, le

chauffage au gaz, le chauffage électrique, les panneaux solaires thermiques, le chauffage au bois et

les Pompes à Chaleur (PAC). Nous avons développé en annexe les types de chauffa

paraissant intéressants.

Afin d’effectuer une étude comparative nous avons fait le choix de présenter les avantages et

inconvénients des différents types de chauffage sous forme de tableau.

Cette étude comparative se base sur 3 critères

- Critère économique

- Critère écologique

- Confort et facilité de fonctionnement



On note avec Ta la température extérieure d’arrêt de la PAC et Téq, la température d’équilibre au


pporte seul la couverture des besoins

: l’appoint vient en complément des besoins

: l’appoint total apporte seul la couverture des besoins, la PAC est arrêtée

Comparaison des différents systèmes de chauffage

de nous avons considérer 6 systèmes de chauffage : le chauffage à fioul, le


les Pompes à Chaleur (PAC). Nous avons développé en annexe les types de chauffa


inconvénients des différents types de chauffage sous forme de tableau.

Cette étude comparative se base sur 3 critères :

Confort et facilité de fonctionnement



On note avec Ta la température extérieure d’arrêt de la PAC et Téq, la température d’équilibre au-


: l’appoint total apporte seul la couverture des besoins, la PAC est arrêtée

Comparaison des différents systèmes de chauffage

de nous avons considérer 6 systèmes de chauffage : le chauffage à fioul, le


les Pompes à Chaleur (PAC). Nous avons développé en annexe les types de chauffage nous




Critère Ecologique

Chaudière

au fioul

Avantages

- La composition du fioul domestique est sans cesse améliorer pour une

combustion optimisée et de moins en moins polluante.

- Grâce aux améliorations considérables apportées aux brûleurs et aux chaudières

fioul domestique, ces nouveaux équipements consomment nettement moins de

combustible

Inconvénients

- Malgré les améliorations apportées aux équipements et à la composition du

fioul, ce dernier reste un combustible fossile dont la combustion produit des gaz à

effet de serre.

- Le fioul est une ressource épuisable

Chaudière

au gaz

Avantages

- Le chauffage central au gaz apporte une chaleur douce et homogène par des

radiateurs d'eau chaude. Contrairement à l'électricité, le chauffage au gaz

n'assèche pas l'air ce qui est beaucoup plus sain pour les voies respiratoires. La

chaleur diffusée est plus facile à maîtriser.

Inconvénients - Il s'agit d'une énergie faucille dont la combustion émet des gaz à effet de serre.

Le gaz est une ressource épuisable

Chaudière

électrique

Avantages - L'électricité peut être produite à partir d'énergie renouvelable: centrale

hydroélectrique, éolienne, panneaux photovoltaïques

Inconvénients

- Néanmoins aujourd'hui en France, les centres de production ne peuvent pas

répondre à l'ensemble des besoins sur son territoire.

- L'un des inconvénients majeur de ce type de chauffage est son type de

production. En France, l'électricité est principalement produite par les centrales

nucléaires qui rejettent des déchets radioactifs et tout incident ne peut être exclu.

Panneaux

solaires

thermiques

Avantages

- Le solaire thermique est une énergie propre qui permet de lutter contre les

émissions de gaz à effet de serre.

- Le solaire thermique se base sur une ressource renouvelable qui st le

rayonnement solaire

Inconvénients

- Un tel système ne peut pas subvenir à l'ensemble des besoins annuel en

chauffage d'un bâtiment et nécessite l'utilisation d'énergie d'appoint (gaz, fioul,

électricité…).

Chauffage

bois

Avantages

- Lorsque les arbres poussent, ils consomment du CO2 par le processus de

photosynthèse. Le bois a un bilan CO2 neutre.

- Le bois est une ressource renouvelable. En France, l'utilisation du bois en

combustible permet d'entretenir les forêts, car notre pays possède un parc

forestier important.

Inconvénients - Le bois dégage des gaz à effet de serre lors de sa combustion.

PAC

Avantages - Ce système ne dégage pas de gaz à effet de serre

- Ce type d'énergie n'est pas épuisable

Inconvénients - Néanmoins ce système consomme de l'électricité (même inconvénient que pour

le chauffage électrique)



Critère économique

Coût de l'énergie

Coût

d'entretient et

de

fonctionnement

Coût d'investissement

Capacité à assurer la

totalité de la

consommation

Chaudière

au fioul

Avantages

Le chauffage au fioul peut

assurer la consommation

totale de l'immeuble

Inconv.

En raison de la

hausse du prix du

pétrole, la

consommation de

chauffage à base de

fioul sera

probablement

élevée

Moyen

Le coût est

relativement

important

Chaudière

au gaz

Avantages

Lorsque le bâtiment

peut être relié au

réseau, le chauffage

au gaz est un bon

compromis

investissement/coût

d'exploitation/confort.

Le coût

d'investissement est

plutôt faible par

rapport aux autres

installations (hors

chauffage électrique)

Le chauffage au gaz peut

assurer la consommation

totale de l'immeuble

Inconv.

Le prix du gaz

risque d'augmenter,

cela peut entraîner

des coûts important

de chauffage

Moins important

que le fioul mais

non négligeable

Le coût d'installation

peut être plus ou

moins cher en

fonction du type de

chaudière.

Chaudière

électrique

Avantages

L'installation de

convecteur et de

panneaux est peu

coûteuse et rapide

(pas de chaudière, ni

de conduit)

Le chauffage électrique

peut assurer la

consommation totale de

l'immeuble

Inconv.

L'énergie électrique

est chère à

l'utilisation. Le

logement doit être

bien isolé afin

d'éviter un

consommation trop

importante.

Les coûts

d'entretien sont

quasiment nuls.

Pour les installation

des émetteurs de type

plancher ou plafond

rayonnant, le coût

d'investissement est

important



Critère économique

Coût de l'énergie

Coût

d'entretient et

de

fonctionnements

Coût

d'investissement

Capacité à assurer la

totalité de la

consommation

Panneaux

solaires

thermiques

Avantages

Le rayonnement

solaire est gratuit,

le seul coût est celui

qui provient de

l'énergie

permettant de faire

fonctionner le

système

Faible

Inconv.

Important, toutefois

des subventions

existent pour aider la

maîtrise d'ouvrage à

installer ces

panneaux.

Un système solaire

thermique ne peut

remplacer totalement un

chauffage classique.

Compte tenu de la

variabilité du

rayonnement solaire, il ne

constitue pas une source

d'énergie fiable. Il se doit

de rester une énergie

d'appoint même si, dans

certains cas, il peut

couvrir entre 60% et 80%

des besoins.

Chauffage

bois

Inconv. Très économique

La chaudière à bois peut

subvenir à l'ensemble des

besoins en chauffage du

bâtiment.

Inconv. Important

Important pour le

bois, et très

important pour les

granulés de bois.

Le poêle nécessite un

chauffage d'appoint

PAC

Avantages

La PAC est peu

onéreuse de fait de

son rendement très

positif

Moyen

Cette capacité dépend du

type de pompe et du type

d'émetteur.

Inconv.

Très important,

toutefois des

subventions existent.



Critère Confort et facilité de fonctionnement

Chaudière au

fioul

Avantages Le chauffage au fioul diffuse une chaleur homogène

Inconvénients Cette énergie nécessite un espace de stockage. Des mesures de sécurité doivent être

prises pour stocker le fioul

Chaudière au

gaz

Avantages

Certains équipements comme les plancher chauffants et les radiateurs à chaleur douce

permettent d'obtenir un bon confort tout en limitant la consommation électrique. Ce

type d'équipement ne nécessite pas de d'espace du stockage.

Inconvénients

Chaudière

électrique

Avantages Le chauffage électrique permet de chauffer la pièce rapidement, et ne nécessite pas

d'espace de stockage

Inconvénients

Panneaux

solaires

thermiques

Avantages Ce type de chauffage ne nécessite aucun espace de stockage

Inconvénients

Chauffage bois

Avantages Le confort est équipement à celui produit par du chauffage à gaz

Inconvénients Ce type de chauffage nécessite un espace de stockage

PAC

Avantages La PAC a la particularité d'avoir un confort d'hivers mais également un confort d'été.

Ce type de chauffage ne nécessite pas d'espace de stockage.

Inconvénients Le confort d'hiver dépend du type d'émetteurs installés.



1.2.3.6. Le contrôle des équipements techniques (la GTB)

La Gestion Technique du Bâtiment dite GTB (ou BMS en anglais, Building Management System)

permet de "connecter" les équipements techniques du bâtiment de confort, de chauffage, de

sécurité, …, dans un but général de :

SECURISER - MAITRISER - ECONOMISER – GERER

La GTB est simplement un concept communiquant numérique et informatique, permettant donc :

• La surveillance des installations

• Réduire les dépenses énergétiques,

• Maintenir la température et le confort

• Fiabiliser les installations - fonctionnement sans discontinuité

• Surveiller 24h/24 7j/7

• Réduire des déplacements et intervenir très rapidement à distance

• Assurer une gestion énergétique optimum du bâtiment



Domaines d’application

Chauffage

Dans le domaine du chauffage, les possibilités d'une GTB sont :

1. Le pilotage des chaudières : gestion, exploitation et suivi.

2. Le pilotage des circuits de chauffage.

3. Optimisation des temps de fonctionnement pour une consommation.

4. de l'énergie au plus juste.

5. Pilotages des différentes zones de chauffe.

6. Régulation de la température pièce par pièce en fonction des occupations.

Climatisation

Dans le domaine de la production de froid, les possibilités sont les suivantes :

1. La GTB permet la gestion de la production de froid : les groupes de froid sont pilotés de la même

manière que le chauffage.

2. Régulation des circuits pour les CTA, ventilo-convecteurs.

3. Régulation individuelle des locaux d'un bâtiment en fonction de l'occupation.

Extracteur - Aérotherme - Ventilation - Centrale d'air

1. Les extracteurs et aérothermes utilisés pour le renouvellement d'air représentent des installations

coûteuses en exploitation. La GTB permet d'en optimiser le fonctionnement par une meilleure

maîtrise de la température et des temps de fonctionnement.

2. La GTB permet au travers de la gestion et la commande des CTA d'assurer une température et

hygrométrie constante.

3. Contribuer à la maintenance des machines.

Accès

1. Les accès au bâtiment sont également gérés par la GTB

2. Gestion des accès par lecture de badge, reconnaissance vocale ou biométrie.

3. Permet de détecter l'intrusion d'une personne.

4. Synchronisation avec le chauffage : lorsqu'une personne est signalée dans une pièce, le chauffage

est automatiquement autorisé.



Alarmes

La GTB surveille les installations et lance une alerte sur le superviseur lors d'un dysfonctionnement

ou d'une anomalie :

Les alarmes sont retransmises par mail, fax ou sms pour avertir le SAV le plus proche le plus

rapidement possible.

Liste des alarmes possibles :

- intrusion

- pannes

- ascenseurs

- fuites d'eau

- incendie, anomalie de fonctionnement chauffage/climatisation, groupe électrogène, électricité

Pour prévenir immédiatement les utilisateurs du réseau GTB en cas de panne ou

dysfonctionnement, le superviseur renvoi une alarme, sous forme de mini message, sur un des

supports : fax, imprimante, serveur vocal, téléphone portable, etc.

Compteurs

1. Les compteurs de tout type (eau, calorifique, électrique) du bâtiment sont reliés à la GTB pour

effectuer des relevés à distance.

2. Possibilité d'établir des historiques, statistiques, analyses de consommation, graphiques.

3. Le relevé des compteurs à distance permet de supprimer certains déplacements et donc de

gagner du temps.

Electricité

Dans le domaine de l'électricité, les fonctions possibles d'une GTB sont :

1. Le pilotage des éclairages, convecteurs électriques, ou tout autre appareil lié au confort.

2. La possibilité de délester certains équipements automatiquement.

3. D'asservir l'éclairage à la détection de personne ou en fonction de donnée d'accès.

4. Les éclairages sont coupés ou allumés à partir d'une heure définie.



1.2.3.7. Le point de vue de professionnels

EN ACT Architecture

EN ACT Architecture est un Bureau d’Etudes Techniques siégeant à Eu (76). Pour ce BET, l’objectif est

de faire de la qualité (architecture, ambiance, technicité, usage,…) tout en réduisant les impacts

environnementaux. On doit à ce BET deux opérations : la construction de deux logements passifs à

Formerie dans l’Oise et la construction d’une maison à très basse consommation énergétique. Ainsi,

nous avons pris contact avec Mr Bruno RIDEL, architecte, afin d’échanger nos avis sur les

technologies à adopter pour les maisons passives.

Pour lui, quand on parle de maison passive, il est primordial de privilégier les apports solaires passifs

qui permettront de respecter la consommation maximale d’énergie pour chauffage de

15kWh/m²/an. Le passif n’est possible que si l’on a des apports solaires passifs. Ainsi, pour

l’aménagement et la construction, l’objectif est de veiller que chaque bâtiment bénéficie au

maximum de ces apports solaires passifs et de s’assurer que les ombres des végétations, appelés

masques, ne vont pas gêner ces apports.

Il faut ainsi privilégier les orientations sud, sud-est et sud-ouest pour les pièces à vivre, bien que la

position sud ouest posera des problèmes en hiver (le soleil n’atteint pas les baies vitrées) et en été

(le soleil étant relativement bas, il génère des surchauffe à l’intérieur du bâtiment). Il nous a précisé,

que possédant une maison de ce type, les triples vitrages ne gênent en rien ces apports solaires

passifs.

La ventilation mécanique contrôlée à double flux permet de récupérer les calories de l’air sortant

pour réinjecter ces calories dans l’air entrant. On récupère en moyenne 90% des calories. Cette

ventilation est un traitement de l’air. Lorsque la température est basse (= températures extérieures

faibles avec absence de soleil), il n’y a pas d’apports de calories et donc on peut noter des problèmes

de température à l’intérieur du bâtiment.

Pour contrer ces problèmes, plusieurs solutions existent :

- On peut intégrer une pompe à chaleur air/air au niveau de la VMC double flux qui permettra

d’apporter des calories à l’air sortant, pour lequel les calories n’étaient pas suffisantes. On utilise ici

le vecteur air pour réchauffer l’air ambiant des pièces.

- On peut également utiliser des appareils de chauffage utilisant la biomasse tel que le poêle à

granulés (qui demandera dans la réglementation une prise d’air direct à l’extérieur). Cependant,

dans la conception, il faudra veiller à la position centrale pour pouvoir réchauffer l’ensemble des

surfaces de l’habitat. Ce système est moins souple que la pompe à chaleur.

- On peut aussi penser au chauffage électrique mais l’utilisation sera très contraignante, notamment

pour respecter les consommations d’énergie de chauffage (idéalement de 15kWh/m2/an).

En ce qui concerne l’éclairage, les LEDs restent la solution la plus performante mais aussi la plus

onéreuse avec des coûts d’achat importants. C’est pourquoi, on considère que cette solution n’est



pas adaptée aux fonctions des logements, ou dans le tertiaire par exemple. Cependant, les LEDs

peuvent très bien être utilisés dans les lieux de passage.

Pour les lampes basse consommation, il peut être intéressant de les associer à des détecteurs de

présence pour éviter les surconsommations lorsque personne ne se trouve dans la pièce. Le

variateur d’intensité est aussi à étudier dans les pièces à vivre. Il vaut mieux privilégier plusieurs

sources qu’une seule : en effet, une source va créer une diffusion non homogène qui va nécessiter

l’utilisation d’autres lumières amovible demandant de l’énergie.

Pour l’alimentation électrique de l’éclairage, on peut avoir recours à l’énergie photovoltaïque, très

bien adapté. Le photovoltaïque est intéressant si l’on arrive à stocker de l’énergie dans les batteries.

A l’heure actuelle, EDF rachète cette énergie « verte » (énergie produite par le photovoltaïque) plus

cher que l’énergie à la vente avec un engagement sur 20 ans. Ainsi, la tendance actuelle est

d’installer des panneaux photovoltaïques et de revendre l’électricité produite à EDF. Ceci est aussi

plus intéressant car on ne sait pas stocker correctement l’énergie dans les batteries ; batteries qui

sont chères et qui ont un impact écologique majeur.

Pour ce qui est de l’éblouissement suite à l’orientation du bâtiment, Mr RIDEL conseille l’utilisation

de protections solaires extérieurs, soit des stores extérieurs, soit un brise soleil (statique ou non)

intégrés à la façade qui limite le rayonnement l’été et le favorise l’hiver. Par son expérience, il nous

déconseille la protection solaire par l’intérieur. Les volets motorisés peuvent être une autre

alternative, surtout qu’il existe aujourd’hui de tels mécanismes branchés sur l’électricité produite

par le photovoltaïque.

Campenon Bernard Construction (Service Technique)

Nous avons eu un entretien téléphonique avec Mr Fréderic LOGEL, expert climaticien, qui travaille

au service technique de Campenon Bernard Construction. Nous nous sommes rapproché de ce

bureau d’étude pour essayer de déterminer le système d’aération le plus adéquat. Il nous a

confortés dans notre idée : mettre en place un système double flux. Cependant il préconise d’ajouter

des bouches hydro-réglables qui amélioreraient l’efficacité de notre système. En effet ces dernières,

en relevant le taux d’humidité dans l’air, permettront d’accélérer ou de diminuer le débit d’air à

insuffler selon les besoins.

En ce qui concerne le puits canadien, il nous a clairement expliqué que cette technique était

utilisable dans le cadre de maisons individuelles ou pour des petits collectifs. Cependant pour des

opérations de logements plus classiques, dépassant vingt logements, cette méthode n’était plus

utilisable. En effet la longueur des tuyaux pour que l’air ait le temps de se réchauffer (ou se

refroidir) devient énorme. Sa mise en place devient alors coûteuse.



1.2.4. Ouverture

Choix du vitrage et des châssis

Nous savons que la limite du coefficient de conductivité thermique pour le vitrage est

Umax=0,8 W/m²K. Un coefficient U aussi bas peut seulement être atteint grâce à un triple vitrage,

comme souhaité dans la commande de ce projet. L’espace entre les vitres est rempli de gaz nobles

tel que l’argon, afin de réduire le transfert de chaleur par convection. Pour diminuer également le

transfert de chaleur par rayonnement, on utilise des verres à faible émissivité (LowE), c’est-à-dire

qu’on leur a ajouté une couche invisible d’oxydes métalliques qui laisse passer la lumière extérieure,

mais bloque le rayonnement de chaleur provenant de l’intérieur de la maison. Il s’agit d’éviter les

pertes, bien entendu, mais aussi de maintenir de hautes températures surfaciques intérieures tant

pour une question de confort que pour éviter la condensation.

La figure suivante compare un châssis traditionnel double vitrage et un châssis triple vitrage. Par

thermographie, on peut avoir une idée précise des températures en différents points de la fenêtre.

On constate assez aisément que la surface intérieure (à droite) du triple vitrage est plus chaude

(orange) que la surface intérieure du double vitrage (jaune-vert).

Avec une telle isolation, le triple vitrage capte un peu moins de chaleur solaire (“coefficient g”) par

rapport à un double vitrage classique. On arrive cependant à 60% de transmission, ce qui est

largement suffisant pour respecter le critère établi à 50%. D’ailleurs, pour une raison financière, on

se contente bien souvent d’un facteur g de 50% et d’une bonne orientation de la baie. L’important

est d’avoir un bilan énergétique annuel positif pour la fenêtre, ce qui est le cas avec des triples

vitrages et un facteur g de 50%. Par opposition, les doubles vitrages présentent un g plus élevé mais

offrent un pouvoir isolant moindre, ce qui se traduit par davantage de déperditions en saison froide.

Le degré d’isolation du châssis en lui-même est un autre facteur important. Il convient d’avoir un

châssis absolument sans pont thermique. Pour y arriver, il existe de nombreux produits et le marché

propose un nombre croissant de solutions. Certains fabricants offrent des châssis en bois avec des

inclusions de mousse rigide de polyuréthane (basse conductivité thermique et haute qualité

porteuse) ou de liège. Des châssis tout en bois sont également disponibles. Un “sur-châssis” en

aluminium qui respecte également la norme a été développé pour des questions d’esthétique et de

facilité d’entretien. D’autres fabricants proposent des châssis en plastique thermiquement isolant,

ce qui est une solution moins onéreuse.

Comparaison double

vitrage / triple vitrage.

(Source : MB Benelux-

caratherm)



Les châssis destinés aux maisons passives offrent également une étanchéité à l’air amélioré grâce à

une triple batée et des joints souples.

L’intercalaire disposé entre les vitres peut créer un pont thermique. En effet, un intercalaire en

aluminium peut être responsable de 20 à 30% des pertes d’une fenêtre. Dans une fenêtre répondant

aux standards de la maison passive, on utilise un intercalaire en acier inox ou en plastique et on

encastre au maximum les vitres dans le châssis pour diminuer le plus possible leur effet de pont

thermique.

Remarque : les excellentes qualités thermiques des fenêtres des maisons passives ne portent leurs

fruits que si celles-ci sont mises en place correctement. Les problèmes surgissent en particulier dans

les bâtiments en briques ou en blocs de béton qui présentent une conductivité thermique élevée. Si

la pose est mal réalisée, la valeur U peut être pénalisée de 0,5 W/m²K à cause de la présence d’un

éventuel pont thermique. En revanche, si la fenêtre est bien mise en œuvre, il est possible d’éviter

tout pont thermique. La mise en œuvre est donc cruciale.

Il aurait pu être intéressant de combiner double vitrage (au Sud) et triple vitrage (au Nord, Est et

Ouest) pour bénéficier au maximum des avantages de chacun selon les orientations.

Concernant un châssis PVC, cette solution est peu onéreuse et désormais thermiquement

performante, notamment muni d’une triple batée et de joints souples pour améliorer l’étanchéité à

l’air.

Ce châssis présente d’autre part les

avantages d’être facile en entretien,

durable et recyclable, résistant à la

corrosion et recyclable.

Châssis triple vitrage avec triple batée. (Source :

Deceuninck-Thyssenpolymer)


Printemps 2009

1.3 Organisation

1.3.1. Archit

L’architecture du bâtiment guidée par le bioclimatisme

Un bâtiment bioclimatique est un bâtiment dans lequel le chauffage et la climatisation sont réalisés

en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l

la démarche bioclimatique se développe sur trois axes entre lesquelles il faut trouver le bon

équilibre : capter la chaleur, la transformer/diffuser

1.3.1.1 Capter la chaleur pour une maximalisat

Orientation du bâtiment : La figure ci

chauffage d’une habitation selon l’orientation et la proportion de ses vitrages (rapport de la surface

vitrée à la surface de la façade). On constate une sensible diminution des besoins de chauffage pour

une orientation Sud, alors qu’ils ne cessent d’augmenter pour une orientation Nord.

Besoin de chauffage selon la proportion de vitrages.

: la maison individuelle, Architecture et Climat et MRW, édition 2002

Ainsi, on va favoriser ces gains solaires par une bonne orientation des baies vitrées. En résumé,

l’ouvrage doit se caractériser par des ouvertures de grandes dimensions au s

d'ouvertures au nord et peu d'ouvertures à l'est (soleil du matin) et à l'ouest (soleil du soir).

Les bâtiments doivent donc être orientés au Sud. Toutefois dans le cas d’un projet où l’on ne

pourrait pas choisir l’orientation, il est à noter

peu et qui soit “mal” orientée. Cette liberté permet donc de pouvoir tirer parti de situations

contraignantes (en ville par exemple).

Compacité : Dans les climats tempérés, les déperditions thermiques des

différences de température entre l’ambiance intérieure (stable) et les conditions extérieures

(variables), se font principalement par conduction au droit de l’enveloppe du bâtiment. Il s’ensuit

que, pour un même volume, les déperditions

surface de l’enveloppe, dite surface déperditive.



Architecte conseil

guidée par le bioclimatisme


en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l


la transformer/diffuser, et la conserver et gérer l’inconfort d’été

Capter la chaleur pour une maximalisation des apports externes

: La figure ci-après illustre cet aspect en comparant les besoins annuels de


açade). On constate une sensible diminution des besoins de chauffage pour


Besoin de chauffage selon la proportion de vitrages. (Source : Gratia, Elisabeth, Concevoir avec

: la maison individuelle, Architecture et Climat et MRW, édition 2002


l’ouvrage doit se caractériser par des ouvertures de grandes dimensions au s



pourrait pas choisir l’orientation, il est à noter qu’on peut très bien avoir un bâtiment qui consomme


contraignantes (en ville par exemple).

Dans les climats tempérés, les déperditions thermiques des bâtiments dues aux



que, pour un même volume, les déperditions seront plus importantes à mesure qu’augmente la

surface de l’enveloppe, dite surface déperditive.




en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l'air. Pour ce faire,


la conserver et gérer l’inconfort d’été.

ion des apports externes

après illustre cet aspect en comparant les besoins annuels de


açade). On constate une sensible diminution des besoins de chauffage pour


Source : Gratia, Elisabeth, Concevoir avec le climat

: la maison individuelle, Architecture et Climat et MRW, édition 2002)


l’ouvrage doit se caractériser par des ouvertures de grandes dimensions au sud, très peu



qu’on peut très bien avoir un bâtiment qui consomme


bâtiments dues aux



seront plus importantes à mesure qu’augmente la



Ce rapport entre volume et surface déperditive s’appelle compacité. Pour des raisons énergétiques,

l’architecte cherche à minimiser la surface de déperdition tout en maximisant le volume habitable,

ce qui se traduit par une forte compacité.

Augmentation de la compacité en fonction de la géométrie du bâtiment. (Source: Pour une

amélioration de la performance énergétique des logements neufs, MRW, édition 2004)

A cet égard, une situation urbaine entre mitoyens est évidemment assez intéressante et contribue à

une meilleure compacité car les deux murs mitoyens sont nettement moins déperditifs.

1.3.1.2 Transformer/diffuser la chaleur

Pour convertir la lumière en chaleur, on utilise des matériaux opaques, comme une dalle ou des

murs peints d'une couleur sombre. Ces éléments doivent être de teinte plutôt foncée sinon ils

réfléchiraient la lumière sans la convertir en chaleur. Ils ne doivent pourtant pas être trop sombres

au risque que leur surface s'échauffe énormément et atteigne des températures qui peuvent devenir

dangereuses pour les occupants. Une teinte brune ou terre cuite est un bon compromis entre les

performances thermiques et le rendu esthétique (le noir étant souvent le moins apprécié).

Principe de l’inertie : Le matériau doit être très dense et très lourd. Plus sa masse est importante,

plus il pourra absorber par inertie une quantité d'énergie importante, l'objectif étant de capter

pendant la journée suffisamment d'énergie pour la rediffuser pendant toute la nuit. Le mur ainsi

créé est souvent appelé mur capteur. C'est le véritable radiateur du bâtiment; il fonctionne à basse

température, un peu comme un plancher chauffant, et rayonne sa chaleur sur toute sa surface.



1.3.1.3 Conserver la chaleur : L’isolation thermique

Une fois captée et transformée, l'énergie solaire doit être conservée à l'intérieur du bâtiment le plus

longtemps possible, pour éviter les déperditions. C'est la raison pour laquelle il faut une bonne

isolation… D’autre part, cette isolation vise à garantir le confort thermique des occupants en

assurant aux parois des températures de surface élevées.

En effet, lorsque la température surfacique des parois présente une différence de plus de 3°C avec la

température ambiante de la pièce, une sensation d’inconfort apparaît. La température de surface de

l’enveloppe à l’intérieur du bâtiment reste très élevée et proche de la température ambiante même

par des températures extérieures très basses. Dans un bâtiment traditionnel, ce confort ne peut être

obtenu que partiellement en plaçant les appareils de chauffage contre les murs et sous les fenêtres

autant que possible.

Les caractéristiques de l’isolant : Un matériau isolant se caractérise par les pertes de chaleur qu’il

permet. La perte de chaleur à travers une paroi, un plancher ou un toit est mesurée par son

coefficient de transmission thermique, noté U et exprimé en W/m²K. Plus U est petit, meilleure est la

performance.

Le U moyen de l’enveloppe du bâtiment doit être inférieur ou égal à 0,15 W/m²K (0,10 W/m²K

conseillé) pour respecter les standards de la maison passive. Il est clair qu’un U moyen aussi faible ne

peut être obtenu qu’avec des matériaux performants, sous peine d’avoir une beaucoup trop grosse

épaisseur d’isolant.

Isolation intérieure ou extérieure ?

Actuellement, la majorité des bâtiments construits en France sont isolés par l'intérieur. C’est une

spécificité française. Dans la totalité des pays d’Europe du Nord, l’isolation extérieure est la

référence. L'isolation par l'intérieur souffre de nombreux inconvénients :

- Prolifération des ponts thermiques : L'isolation est interrompue à chaque passage de dalle et à

chaque refend. C’est ce qu’on appelle un pont thermique, c’est à dire un endroit où la chaleur va

sortir du bâtiment de manière importante Les ponts thermiques engendrent donc l’augmentation de

la consommation d’énergie.

- Apparition de moisissure dans les angles : Les ponts thermiques créés par l’isolation intérieur

engendrent des points froids sur les surfaces intérieures. Ces points froids engendrent la

condensation de l’humidité contenue dans l’air, si le taux d’humidité de l’ambiance intérieure est

trop important. Des tâches d’humidité ou des moisissures peuvent apparaître dans ces conditions.

- Limitation des épaisseurs d’isolant par l'intérieur, pour ne pas empiéter de manière trop

importante sur la surface habitable.

- Diminution de l’inertie : L'isolation par l'intérieur diminue l'inertie du bâtiment. L'isolation par

l'intérieur exclut toute possibilité de stockage de chaleur en été par les murs extérieurs puisque

l'isolation se situe entre l'ambiance intérieure et le mur porteur.



L'isolation par l'extérieur permet de répondre à tous ces problèmes et ainsi de se positionner

comme étant la solution d'avenir. Les principaux ponts thermiques sont réduits ou supprimés, le

problème de condensation disparaît, les épaisseurs d'isolation peuvent être beaucoup plus épaisses

et l'inertie du bâti est conservée.

Les caractéristiques de l’enveloppe :

Outre l’isolant, l’enveloppe d’une maison passive doit suivre certains critères qui vont diminuer

davantage les déperditions. Il est notamment important de se pencher sur les points critiques de

l’enveloppe : les fenêtres, les ponts thermiques et l’étanchéité à l’air.

- La fenêtre, premier point critique : Pour répondre à ce point critique, le triple vitrage nous

est imposé mais la question du châssis n’est cependant pas traitée, ni imposée. Aujourd’hui

dans un bâtiment passif, Umax=0,8 W/m²K. Cette contrainte implique naturellement des

châssis et du vitrage ultra performants. Ces choix seront explicités par la suite.

- Les ponts thermiques, deuxième point critique : Les déperditions par les parois sont les

principales sources de perte de chaleur dans les maisons passives. Ces pertes sont

enregistrées au droit des parois, bien entendu, mais aussi et surtout, aux coins, aux bords,

aux jonctions et aux articulations. Les endroits critiques sont typiquement : les seuils, là où

un mur intérieur et un mur extérieur sont en contact, là où une dalle de sol touche le mur

extérieur, les balcons et linteaux, etc.

Les quatre règles suivantes permettent de réduire le risque de pont thermique :

- Règle de prévention: dans la mesure du possible, ne pas interrompre l’enveloppe thermique

- Règle de pénétration : là où une interruption est inévitable, la résistance thermique dans le

plan d’isolation doit être aussi haute que possible ;

- Règle d’articulation : aux articulations entre les éléments du bâtiment, les couches

d’isolation doivent se rejoindre sans interruption ni décalage ;

- Règle de géométrie : préférer autant que possible les angles obtus ; les angles aigus

favorisent en effet la dispersion de la chaleur.

Le bâtiment respectera les règles d’isolation évoquées ci-dessus pour éviter au maximum les ponts

thermiques. Au-delà de ces règles à respecter, lors de la conception, les ponts thermiques suivants

sont aussi à traiter.


Printemps 2009

- liaison fenêtre mur : Les fenêtres doivent absolument être mises en place au niveau de

l’isolation

- Liaison murs extérieurs balcons

d’interruption dans l’enveloppe thermique. C’est pourquoi nous utiliserons la technique du

balcon suspendu lors de la construction.

Un exemple de



: Les fenêtres doivent absolument être mises en place au niveau de

Liaison murs extérieurs balcons : Pour avoir une bonne isolation il ne doit pas y avoir


balcon suspendu lors de la construction.

Un exemple de réalisation de balcon suspendu



: Les fenêtres doivent absolument être mises en place au niveau de

: Pour avoir une bonne isolation il ne doit pas y avoir



Printemps 2009

- Liaison murs extérieures / planchers bas

l’enveloppe, l’isolation doit aller jusqu’aux fondations du bâtiment.

- L’étanchéité à l'air, troisième point critique :

bâtiment provoquent des courants d'air inconfortables et sont plus que préjudiciables au

rendement énergétique. Si l’on veut diminuer le besoin de chauffage, l’enveloppe de

bâtiment doit être la plus étanche possible. Une

l'air que lorsque que l'enveloppe unique et sans faille couvre toutes les parois du volume

chauffé.

L’air qui rentre dans le bâtiment doit être apporté par le système de ventilation et non pas par des

imperfections dans l’enveloppe du bâtiment. Il suffit d’un défaut dans l'étanchéité à l'air pour que

tout le travail d'isolation en porte les conséquences. L'intérêt d'une ventilation double flux est en

partie lié à la qualité de l'étanchéité à l'air. La ventilation d

n'est pas étanche. Il est aussi primordial que les conduites d’eau et les câblages électriques soient

distribués à l’intérieur de l’enveloppe imperméable à l’air. Il faut éviter de transpercer cette couche.

Le taux de renouvellement d’air maximal pour un bâtiment passif sous une différence de pression

de 50 Pascal est de 0,6 volume par heure.

1.3.1.4 La gestion de l’inconfort d’été

Dans les habitations performantes comme dans notre projet, le confort thermique d'été doit

l'objet d'une attention particulière. Il faut, en effet, éviter que les dispositions prises pour assurer le

confort thermique d'hiver et la réduction des besoins en chauffage, ne conduisent à des surchauffes,

sources éventuelles d'inconfort en été et

consommateurs d'énergie.

Plus on prend le problème en amont, meilleures sont les chances de le régler de façon efficace.

Certains choix dans la localisation, l’orientation et la conception d’un logement

confortable hiver comme été, sans dépense énergétique excessive. Ces choix ont été abordés

précédemment, nous nous concentrons ici sur leur rôle quant au confort d’été.

La localisation géographique :

dépendront du climat de la région où il se situe, du microclimat du secteur où il est construit (fond

de vallée humide, plateau venté, versant protégé et bien exposé, etc.), et de facteurs tels que la

proximité d’un équipement bruyant (grande route, aéroport, etc.).



Liaison murs extérieures / planchers bas : pour limiter au maximum l’interruption de

l’enveloppe, l’isolation doit aller jusqu’aux fondations du bâtiment.

L’étanchéité à l'air, troisième point critique : Les infiltrations d'air à travers l'enveloppe d'un



bâtiment doit être la plus étanche possible. Une enveloppe ne peut être vraiment étanche à



s dans l’enveloppe du bâtiment. Il suffit d’un défaut dans l'étanchéité à l'air pour que


partie lié à la qualité de l'étanchéité à l'air. La ventilation double flux n’à aucun sens si l'enveloppe



de renouvellement d’air maximal pour un bâtiment passif sous une différence de pression

de 50 Pascal est de 0,6 volume par heure.

La gestion de l’inconfort d’été

Dans les habitations performantes comme dans notre projet, le confort thermique d'été doit



sources éventuelles d'inconfort en été et obligent à recourir à des systèmes de climatisation,


Certains choix dans la localisation, l’orientation et la conception d’un logement lui permettent d’être


précédemment, nous nous concentrons ici sur leur rôle quant au confort d’été.

Les dispositions pour obtenir un bâtiment confortable en été



ruyant (grande route, aéroport, etc.).



: pour limiter au maximum l’interruption de

d'air à travers l'enveloppe d'un



enveloppe ne peut être vraiment étanche à



s dans l’enveloppe du bâtiment. Il suffit d’un défaut dans l'étanchéité à l'air pour que


ouble flux n’à aucun sens si l'enveloppe



de renouvellement d’air maximal pour un bâtiment passif sous une différence de pression

Dans les habitations performantes comme dans notre projet, le confort thermique d'été doit faire



obligent à recourir à des systèmes de climatisation,


lui permettent d’être


bâtiment confortable en été





En fonction de ces éléments, la RT 2005 impose aux constructions neuves des règles de conception

pour améliorer leur confort d’été.

L’implantation du bâtiment : La topographie doit être prise en compte, notamment dans les zones

les plus chaudes. L’implantation sur une pente, où l’air circule naturellement, est plus favorable que

dans un fond de cuvette. Si le terrain est en pente, il est aussi possible de profiter de la fraîcheur

relative du sol en été pour limiter les variations de température dans certaines pièces, en réalisant

une construction semi enterrée.

L’orientation est un facteur très important à considérer, surtout pour la distribution des ouvertures :

l’idéal est un bâtiment dont la façade principale, la plus vitrée, est orientée vers le sud. Ceci se

justifie par les raisons suivantes :

- Les expositions est et ouest sont à éviter : les rayons du soleil, matin et soir, donnent en

plein sur les ouvertures qui sont difficiles à protéger. L’ouest est l’exposition la plus

défavorable, car l’après-midi est le moment le plus chaud de la journée.

- L’exposition nord ne peut être retenue pour la façade principale en climat tempéré : elle est

très défavorable en hiver ou en demi-saison. Elle est malgré tout intéressante pour

l’éclairage naturel, en climat chaud.

- L’exposition sud est intéressante : le soleil est haut et il est facile de s’en protéger. C’est

l’exposition la plus favorable l’été après le plein nord, tout en étant la meilleure en hiver.

1.3.1.5 Les équipements du bâtiment

Le bâtiment doit être conçu et ses équipements doivent êtres choisis pour éviter, au cours de l’été,

l’inconfort visuel et surtout pour maintenir la température la plus fraîche possible. Pour ce faire, il

existe diverses solutions techniques, dont voici une présentation. Les différents équipements seront

décrits dans la partie précédente, nous allons vous proposer une solution parmi d’autres, en effet, il

n’y a pas UNE solution de choix d’équipement technique pour le bâtiment. Cela dit, des études en

amont sont nécessaires pour validé la faisabilité du projet dans un souci de réduction des énergies et

meilleure gestion de celle-ci.

- Garantir une forte inertie : Comme nous l’avons vu, l’inertie thermique d'un matériau traduit sa

capacité à accumuler la chaleur, ce qui entraîne à la fois un amortissement et un déphasage du

pic de température intérieure. La chaleur des rayons solaires est stockée dans les parois pendant

la journée et est restituée en soirée. L'inertie favorise d'autant le confort d'été qu'elle est forte,

permettant d'écrêter les pointes de surchauffe pendant la journée, et d'améliorer l'efficacité de

la ventilation nocturne, restituant longtemps la fraîcheur accumulée. Elle est donc très

importante dans le traitement du confort d'été.

- Le puits canadien ou le puits provençal : Le puits canadien utilise l'énergie géothermique et sert à

faire passer, avant qu'il ne pénètre dans la maison, l'air neuf de renouvellement par des tuyaux

enterrés dans le sol. Combiné au système de ventilation mécanique, il permet, l'été,

d'augmenter le confort. En effet, il permettra d'utiliser la fraîcheur relative du sol pour tempérer

l'air entrant dans le ventilateur. Le système de ventilation utilisé dans ce cas devra être équipé



d'un by-pass, afin d'éviter le passage de l'air dans l'échangeur, et dans ce cas, le réchauffement

de l'air extérieur par l'air intérieur extrait.

- Les protections solaires : Une construction qui se fait de l’ombre est un facteur essentiel du

confort d’été. Les protections placées à l’extérieur sont de loin les plus efficaces.

• Pour occulter les ouvertures : les volets. Les volets roulants sont particulièrement bien adaptés

aux exigences du confort d’été, mais les volets battants, les persiennes, etc., sont eux aussi

efficaces.

• Pour ombrer les ouvertures : les protections solaires. Elles empêchent l’insolation directe des

ouvertures mais laissent passer la lumière. Certaines sont légères, amovibles ou orientables,

comme les stores (stores bannes ou verticaux extérieurs, stores intérieurs) ou les brise-soleil

orientables. Repliées ou enroulées l’hiver, elles laissent entrer le soleil. D’autres font partie

intégrante de la construction même : pare-soleil, écrans, auvents, balcons, débords de toit, etc.

Notre choix sera présenté dans la partie suivante.

En complément de ces protections, on peut utiliser les qualités de certains végétaux. Les végétaux à

feuilles caduques (bouleaux, chênes, êtres, frênes…) procurent un agréable ombrage en été, mais ne

masquent pas le soleil en hiver. De plus, les plantes entretiennent, par évapotranspiration, une

confortable ambiance de fraîcheur. Plusieurs solutions se présentent :

• Planter des arbres isolés devant une baie vitrée, au sud ou à l’ouest ;

• Créer une pergola pour abriter la terrasse, une treille au-dessus d’une fenêtre plein sud, un

écran de plantes grimpantes le long d’une véranda : leur ombrage filtrera le soleil ;

• Installer une haie pour faire écran aux rayons du soleil à l’ouest : elle fait de l’ombre tout en

laissant l’air circuler ;

• Utilisez les végétaux secs pour faire de l’ombre : rideaux de canisses, brande ou bambous…

- Réduire les apports internes l’été : L’habitant doit tout d’abord avoir un comportement allant

dans ce sens : éviter de faire fonctionner des équipements inutiles, limiter l’usage des

équipements de cuisson. Cela passe aussi par l’utilisation d’appareils économes (appareils

électroménagers et notamment les réfrigérateurs et les congélateurs) et de lampes basse

consommation qui diminuent les apports de chaleur tout en allégeant la facture d’électricité.

- Brasser l’air : Favoriser le brassage de l’air peut être précieux, en cas de forte chaleur, pour

améliorer le confort. C’est bien utile quand on ne peut pas ouvrir les fenêtres, s’il fait plus chaud

dehors que dedans. Ce brassage sera réalisé dans notre projet par la VMC double flux couplée au

puits canadien.

- Dernier recours : la climatisation ou le rafraîchissement. Si les pistes évoquées ci-dessous ne sont

pas suffisantes, on peut avoir recours à un système de ventilation ou de rafraîchissement pour

abaisser a température des pièces. Ces systèmes ont toutefois quelques inconvénients :

l’obligation de vivre avec toutes les ouvertures fermées quand ils fonctionnent, certains



appareils peuvent être bruyants, le coût d’achat et d’installation sont élevés, le fluide frigorigène

circulant dans les climatiseurs est un gaz à effet de serre et en cas de panne ou mauvais

montages, des fuites peuvent être occasionnées.

La climatisation, terme générique le plus répandu, consiste à créer un confort thermique par

abaissement de la température ambiante en régulant et contrôlant cette température ainsi que

l’hygrométrie de la pièce.

Le rafraîchissement caractérise une installation qui produit un abaissement de température sans

toutefois affecter l'hygrométrie de la pièce. C'est le cas de systèmes radiants tels que planchers

ou plafonds rafraîchissants. On comprendra que sans "mouvement d'air", l'humidité ambiante et

la qualité de filtration ne peuvent être traitées, sauf par des dispositifs complémentaires dit

"dynamiques".

Du simple appareil mobile aux installations sophistiquées qui climatisent tout un logement, ou

même tout un immeuble, la gamme des systèmes de climatisation est vaste. Les systèmes qui

pourraient nous intéresser sont les systèmes centralisés. Ils climatisent plusieurs pièces, la

totalité d’un logement ou un immeuble entier. Ils sont souvent réversibles.

Les principaux systèmes proposés sont :

- Le multi-splits, qui peut être installé dans un bâtiment déjà construit. Il permet aussi un

équipement progressif, en fonction de disponibilités financières ;

- Les pompes à chaleur réversibles, qui peuvent alimenter :

• Soit des ventilo-convecteurs,

• Soit un plancher ou plafond rafraîchissant (et chauffant),

• Soit un réseau de gaine. Ce système est aussi appelé climatisation centralisée à air.


Printemps 2009

2. Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité

Les ressources en eau nous sont vitales et de plus en plus amoindries. Il est donc important

d’améliorer la gestion de ces ressources donc d

d’économiser l’eau.


� Diminuer la consommation en eau potable provenant des réseaux communs.

� Utiliser les eaux pluviales et donc développer les systèmes d’utilisation et la qualité des eaux

pluviales, ceci afin d’en faire un usage ménagé ou industriel.

� Créer des bassins de stockage dans les espaces verts pour la municipalité et dans les espaces


ménagés ne nécessitant pas d’eau potable (sanitaire, machine à laver…).

� Développer des réseaux d’assainissement des eaux pluviales propre à chaque industrie où au

quartier.

Ce thème se limite aux systèmes d’économie d’eau en milieu résidentiel, industriel ou a

que les moyens d’assainissement des eaux pluviales mais il ne comprend pas les réseaux


L’eau est utilisée dans de nombreux secteurs, ci

en France, selon ces secteurs :

Graphe 1: Répartition de la cons

Comme nous pouvons l’observer

Il est donc vital d’intervenir en utilisant des systèmes qui préservent les ressources en eau.

13%

10%





d’améliorer la gestion de ces ressources donc de mettre en place des systèmes permettant

Diminuer la consommation en eau potable provenant des réseaux communs.

Utiliser les eaux pluviales et donc développer les systèmes d’utilisation et la qualité des eaux

iales, ceci afin d’en faire un usage ménagé ou industriel.

Créer des bassins de stockage dans les espaces verts pour la municipalité et dans les espaces


s ne nécessitant pas d’eau potable (sanitaire, machine à laver…).

Développer des réseaux d’assainissement des eaux pluviales propre à chaque industrie où au

Ce thème se limite aux systèmes d’économie d’eau en milieu résidentiel, industriel ou a



L’eau est utilisée dans de nombreux secteurs, ci-dessous la répartition de la consommation en eau

: Répartition de la consommation d’eau selon les secteurs.

Source : Ministère chargé de l’écologie, 2007

Comme nous pouvons l’observer l’agriculture est le secteur le plus consommateur d’eau, avec 69%.

st donc vital d’intervenir en utilisant des systèmes qui préservent les ressources en eau.

69%

10%

8%

Agriculture

Eau public

Industrie





e mettre en place des systèmes permettant

Diminuer la consommation en eau potable provenant des réseaux communs.

Utiliser les eaux pluviales et donc développer les systèmes d’utilisation et la qualité des eaux

Créer des bassins de stockage dans les espaces verts pour la municipalité et dans les espaces


s ne nécessitant pas d’eau potable (sanitaire, machine à laver…).

Développer des réseaux d’assainissement des eaux pluviales propre à chaque industrie où au

Ce thème se limite aux systèmes d’économie d’eau en milieu résidentiel, industriel ou agricole. Ainsi


dessous la répartition de la consommation en eau,

l’agriculture est le secteur le plus consommateur d’eau, avec 69%.

st donc vital d’intervenir en utilisant des systèmes qui préservent les ressources en eau.

Agriculture

Eau public

Industrie


Printemps 2009

Le secteur résidentiel intervient en second avec 13%. Ci

d’eau dans un ménage :

Graphe 2: R

Source : http://www.economie.eaufrance.fr/IMG/pdf/rapport_final_ConsoEp2.pdf

Nous pouvons voir sur ce graphe que l

consommations courantes voir même pour la majeure partie, telles que les toilettes, les bains et

douches, et les différentes activités liées au nettoyage. Il serait alors intéressant de mettre en place

des systèmes d’économie d’eau afin de soulager nos nappes phréatiques. Ces systèmes doivent

permettent aux ménages d’avoir facilement et en quantité suffisante de l’eau propre.

Nous allons proposer des solutions afin que les acteurs puissent agir sur les objet

ce thème.

Nous avons trié ces solutions selon les familles définies précédemment

organisation. Puis en fonction des objets sur lesquels il faut agir.

10 %

10

9 %

6 %

6 %6 % 1 %



Le secteur résidentiel intervient en second avec 13%. Ci-dessous la répartition de la consommation

: Répartition de la consommation d’eau dans les ménages.

http://www.economie.eaufrance.fr/IMG/pdf/rapport_final_ConsoEp2.pdf

Nous pouvons voir sur ce graphe que l’eau potable n’est pas nécessaire dans toutes nos



systèmes d’économie d’eau afin de soulager nos nappes phréatiques. Ces systèmes doivent


Nous allons proposer des solutions afin que les acteurs puissent agir sur les objet

Nous avons trié ces solutions selon les familles définies précédemment : Quartier, Bâtiment et

Puis en fonction des objets sur lesquels il faut agir.

22 %

15 %

15 %

1 %

Baignoire

Douche

Toilettes

Lavabo

Lave-linge

Nettoyage de la vaisselle

Préparation de la nourriture

Lavage voiture, arrosage

Usages divers

Boisson



dessous la répartition de la consommation

http://www.economie.eaufrance.fr/IMG/pdf/rapport_final_ConsoEp2.pdf, 2002

’eau potable n’est pas nécessaire dans toutes nos



systèmes d’économie d’eau afin de soulager nos nappes phréatiques. Ces systèmes doivent


Nous allons proposer des solutions afin que les acteurs puissent agir sur les objets en rapport avec

: Quartier, Bâtiment et

Nettoyage de la vaisselle

Préparation de la nourriture

Lavage voiture, arrosage



2.1. Quartier

2.1.1. Eau pluviale

Un système qui permet de diminuer fortement la consommation en eau potable est l’utilisation de

l’eau de pluie. Cette eau venue du ciel est très faiblement minéralisée, très douce et de surcroit

nettement moins polluée que l’eau provenant directement des nappes phréatiques (2000 fois moins

que l’eau des nappes bretonnes !).

Cette eau de pluie peut être récupérée dans un bassin ouvert ou dans une cuve plus ou mois

élaborée. Il existe plusieurs tailles de cuve, pour savoir laquelle est adaptée, il faut prendre en

compte trois paramètres :

• Le volume des précipitations locales

• la surface de récupération

• la consommation des habitants

2.1.1.1. Cuve basique Il existe différents types de cuves de capacité variable et destinées à diverses utilisations. Les plus

basiques consistent à récupérer l’eau de pluie dans des bacs situés à l’extérieur, enterré ou non. Il

est préférable de le couvrir d’un grillage à mailles fines pour éviter l’intrusion de grosses particules

végétales ou animales, telles que des feuilles. Cette eau non traitée peut ensuite être utilisée pour

l’arrosage, les lavages extérieurs (voitures…). Ce qui permet de ne pas puiser inutilement dans les

nappes phréatiques. Il est tout de même parfois nécessaire de filtrer l’eau afin que des bactéries ne

prolifèrent pas dans la cuve, lors du stockage.

Pour un système simple, le coût d'installation est modéré et donc le retour sur investissement

rapide. Pour une cuve de 500L avec le dispositif filtrant, il faut compter environ 15O euros. Ces

systèmes sont donc écologiques et économiques. Ils peuvent aussi être esthétiques comme le

montre les photos ci-dessous, donc ne pas occasionner de gêne visuelle. L’inconvénient majeur des

cuves en aérien est qu’il est impératif de les rentrer pendant l’hiver. En effet, les dommages pouvant

être causés par les intempéries sont irréversibles.

Figure 1: Photo d’une cuve simple de récupération d’eau de pluie

Source : Magasin Graf



Un autre type de cuve peut être enterré avec une pompe immergée, voir la photo ci -dessous. Il

n’est alors pas nécessaire de la rentrer l’hiver et peut être utilisée toute l’année.

Figure 2: Photo d’une cuve enterrée de récupération d’eau de pluie

Source : Magasin Graf

Cette cuve, pouvant contenir jusqu’à 1600L d’eau, coûte environ 1500 euros. Pour toutes les cuves

enterrées, il est nécessaire de vérifier l’étanchéité, la propreté et la stabilité de l’ensemble de

l’installation au moins tous les trois mois.

L’entretien de l’ensemble de l’installation doit être effectué environ tous les 5 ans.

Tous les accessoires doivent être nettoyés et vérifier leur bon fonctionnement.

Le protocole général à suivre lors des opérations d’entretien est le suivant:

• Vider entièrement la cuve sans laisser aucun résidu, utiliser une spatule souple

• Nettoyer les parois de la cuve et les accessoires avec de l’eau

• Vérifier le bon positionnement des accessoires

6. Montage du dôme et de la rehausse télescopique

2.1.1.2. Cuve de redistribution D’autres cuves, beaucoup plus élaborées, comme celle présentée ci-dessous, sont des systèmes de

redistribution. Ils permettent d’obtenir une eau propre destinée à approvisionner la maison en eau

ménagère de façon durable et écologique. En effet, ce système est constitué de trois phases:

Récupération, filtration et distribution. Les propriétaires ne puissent pas inutilement dans les

ressources en eau potable. Ils sont totalement autonomes de ce point de vue et peuvent jouir d’une

eau propre pouvant être utilisée pour le lave-linge, toilette, nettoyage, arrosage… De plus, ce

système permet de rebasculer vers le réseau d’eau de ville lorsque la cuve est vide. Et de prévenir en

cas de trop-plein.



Figure 3: Système de redistribution d’une cuve.

Source : www.atlantique-environnement.fr

Distribution

L’eau est pompée via la crépine à flotteur qui permet un pompage à environ 10 cm en dessous du fil

de l’eau, là ou est l’eau la plus propre 8., par le gestionnaire d’eau de pluie installé dans une pièce de

la maison 9. qui distribue l’eau de pluie sur tous les points de puisage. Lorsque la cuve est vide, le

gestionnaire d’eau de pluie bascule automatiquement sur le réseau d’eau de ville, en toute

transparence et sans intervention de l’utilisateur.

Ce système en plus d’être écologique, permet de faire une économie de 50% en eau. Cependant son

prix est d’environ 7000 euros pour une cuve de 10 m3 (installation comprise).

Etant donné que ces cuves peuvent contenir un volume plus ou moins grand, ce système peut être

adapté à des échelles différentes, une maison, une collectivité, une entreprise, la protection

incendie d’un quartier…

L’inconvénient majeur est la composition du sol et la présence de nappes souterraines proches.

L’entretien décrit au dessus est valable pour toutes les cuves enterrées. Ce qui est tout de même

contraignant mais pas au vu du geste écologique et de l’économie que cette installation engendre.

Sachant de plus que la cuve est garantie pendant environ 25 ans.

En ce qui concerne les filtres à mettre en place afin d’obtenir une eau potable, il en existe de toutes

sortes, plus ou moins cher et dont l’efficacité dépend de nombreux paramètres tels que la taille de la

cuve, la qualité de l’eau… mais le filtre en céramique est le plus adapté pour rendre l’eau potable. Ce

traitement plus élaboré nécessite aussi un plus grand investissement. Ainsi que des tests de

potabilité plus réguliers. Une installation permettant de boire cette eau de pluie, pour une maison

de quatre personnes avec jardin coûte environ 40000 euros.

Récupération

L’eau de pluie qui tombe sur la toiture 1. est canalisée vers

les descentes des gouttières 2. qui sont reliées à la cuve. En

fonction du contexte, un séparateur de feuilles 3. devra être

placé sur la descente pour effectuer un premier filtrage. Ceci

afin d’enlever les plus grosses particules.

Filtration

L’eau qui arrive dans la cuve passe dans un filtre en inox qui

sépare l’eau des autres éléments 4. L’eau propre coule dans



2.1.2. Eau potable

2.1.2.1. Economiseur d’eau Il existe différents moyens très simple d’économiser l’eau potable en agissant directement sur les

sorties d’eau. Ces systèmes basiques sont des économiseurs d’eau mis en place pour l’utilisation

courante : mousseurs, filtres… Ils sont peu chères, de 5 à 30 euros, peuvent être facilement installés

à chaque sorties d’eau (robinets, pommeaux de douche…), permettent de diminuer la

consommation par trois et sont garantis 5 ans.

2.1.3. Eau industrielle

2.1.3.1. Bassins ou cuves de récupération d’eau de pluie Dans l’industrie, nous pouvons agir sur l’utilisation excessive d’eau potable en utilisant au maximum

l’eau de pluie. Le volume d’eau a récupéré est très important mais il existe de très grandes cuves à

enterrer, il est aussi possible d’en installer plusieurs. Une autre solution est de construire un bassin

ouvert de récupération d’eau de pluie. Il faut y installer un filtre, pour récupérer les grosses

particules (feuilles, bois…) ainsi qu’un système d’aération du bassin pour éviter que les bactéries ne

prolifèrent.

2.1.3.2. Réutilisation de l’eau L’eau industrielle peut être réutilisée, dans le quartier. Si ces caractéristiques chimiques le

permettent, elle peut recirculer dans une autre usine, sans traitement.

Si l’eau ne peut être utilisée sans traitement, l’usine ou la zone industrielle peut installer des filtres

ou même posséder son propre système d’épuration. CF fiche: Assainissement et qualité des eaux

rejetées.

Le fait de faire recirculer l’eau industrielle peut permettre aux usines de faire des économies.

Cependant, si l’eau est trop polluer pour la réutiliser, l’usine ne va pas juger nécessaire de la traiter

car se serait trop onéreux. D’où l’avantage de créer une entente entre les usines du quartier. L’eau

peut alors être amenée par canalisations.

2.1.4. Eau verte

2.1.4.1. Micro-irrigation Dans le milieu agricole, il est nécessaire d’installer un système d’irrigation qui consomme moins

d’eau tout en étant aussi efficace, voir plus, que ceux utilisés jusqu’à aujourd’hui.

Il existe un système d’irrigation appelé micro-irrigation ou goutte-à-goutte. Il est adapté à l’irrigation

des cultures, permet de faire des économies d’eau et est souvent plus performant. En effet, la

plupart des systèmes d’irrigation sont trop irréguliers. Ils déversent une grande quantité d’eau à des

temps donnés et non en continue. Le goutte-à-goutte permet d’irriguer les parcelles en continue et

en quantité adaptée. Il permet en plus d’être économe, d’éviter le ruissellement et de ne pas

entrainer les pesticides et autres apports d’éléments fertilisants, dans les nappes phréatiques.

Cependant, ce système engendre, sur le long terme, l’augmentation en sels dans les sols.



Pour mettre en place cette technique il est, au préalable, nécessaire de déterminer le besoin en eau

des cultures à irriguer. Ces besoins sont fonction de différents facteurs : nature des plantes cultivées

(espèce, variété), stade de végétation, nature et état d’humidité du sol, données climatiques

(précipitations, insolation, vent...). Mais aussi de l’évaporation au niveau du sol, de

la transpiration des plantes et de l’évapotranspiration.

Le système d’irrigation goutte-à-goutte est constitué d’une série de goutteurs reliés à une

canalisation de plastique disposée le long des rangs. Ce système donne des rendements

comparables ou plus élevés que les autres systèmes d’irrigation. Si l’irrigation goutte-à-goutte se

double de l’injection d’un engrais, on obtient un rendement plus élevé.

Les coûts d’installation d’un système d’irrigation goutte-à-goutte sont relativement élevés, mais les

frais de main-d’œuvre durant la saison sont très faibles.

Il comprend un système de filtration, un indicateur de débit, un régulateur de pression, des

conduites d’amenée principales et secondaires auxquelles sont reliés des goutteurs (tubes ou gaines

perforées). Il comprend aussi un injecteur d’engrais pour la fertirrigation.

Voici une photo d’un système d’irrigation goutte-à-goutte.

Figure 4: Système de micro-irrigation.

Comme il est visible sur la photo, l’eau utilisée est sur un rail. Cette eau peut provenir directement

des précipitations ou d’une cuve de stockage, comme décrit au dessus. Ainsi l’économie en eau est

quasi-totale.

2.1.4.2. Irrigation par gravité Une autre technique d’irrigation est le goutte-à-goutte par gravité. Il consiste à installer une cuve de

récupération d’eau de pluie en hauteur au lieu du rail d’eau comme sur la photo précédente. Ainsi

l’eau s’écoule par gravité, après avoir été filtré pour ne pas boucher les tuyaux.

Ce procédé est moins onéreux à mettre en place mais couvre une plus petite surface, il est donc plus

adapté aux petits producteurs.



2.1.5. Espaces verts

Pour diminuer l’utilisation inappropriée de l’eau potable, pour des actions comme l’entretient des

espaces verts ou le stock d’eau destiné, par exemple, à éteindre des feux, nous pouvons agir dans

ces espaces verts.

Soit en créant des bassins ouverts de récupération d’eau de pluie. Il est alors nécessaire de mettre

un filtre avant la pompe qui va aspirer l’eau du bassin. Ce système est très simple et s’intègre bien

dans le paysage mais dépend de la taille de l’espace vert. De plus, il faut un procédé qui évite que

l’eau ne stagne dans le bassin ce qui engendrerait des odeurs nauséabondes. Nous proposons de

mettre des plantes aquatiques pour l’aération et la filtration de l’eau.

L’inconvénient majeur est la position géographique de l’espace vert. Dans le cas de l’utilisation de

l’eau du bassin par les pompiers, ce bassin ne doit pas se trouver trop loin du lieu de l’action. S’il y a

de nombreux et petits espaces verts dans le quartier, plusieurs petits bassins de récupération d’eau

de pluie peuvent être aménagés. Si le quartier ne compte qu’un grand espace vert, un unique bassin

peut être adapté, plus grand, et des canalisations sont mises en place. Mais cela donne lieu à de gros

travaux de terrassements et de voiries.

Un autre système est l’installation de cuves enterrées ou de bassins enterrés.

2.1.6. Mutualisation-Infrastructure

Pour l’amélioration de la gestion des ressources en eau, il est nécessaire de mettre en place des

infrastructures de mutualisation. Pour les industries, des canalisations reliant les différents sites

permettraient de faire circuler l’eau pour l’exploiter au maximum avant de la traiter. Des

canalisations peuvent aussi relier plusieurs industries à un seul bassin de récupération d’eau de

pluie. Dans un souci de confort visuel, il est préférable d’enterrer ces canalisations.



2.2. Bâtiment


Dans les espaces verts situés à l’extérieur du bâtiment, il peut être installé un bassin de récupération

d’eau de pluie. Voir quartier, espaces verts et eau pluviale.

2.2.2. Eaux pluviales

L’eau pluviale est récupérée dans une cuve proche du bâtiment. CF Quartier, eau pluviale

2.2.3. Eaux industrielles

L’eau industrielle peut recirculer dans un autre domaine de l’usine, si ces caractéristiques chimiques

le permettent.

Si elle est polluée et en fonction de la qualité nécessaire, l’usine peut installer des filtres ou même

posséder sa propre système d’épuration. CF fiche: Assainissement et qualité des eaux rejetées.

Le fait de faire recirculer l’eau industrielle peut permettre à l’usine de faire des économies.

Cependant, si l’eau est trop polluer pour la réutiliser, l’usine ne va pas juger nécessaire de la traiter

car se serait trop onéreux. Pour cette recirculation, il faut mettre en place des canalisations à

l’intérieur du bâtiment.

2.2.4. Enveloppe

Pour optimiser la récupération d’eau de pluie, il est nécessaire d’adapter la toiture du bâtiment.

Voici quelques revêtements utilisés et classés dans l’ordre décroissant de leur capacité à récupérer

l’eau de pluie :

• toit ondulé

• toit en tuiles

• toit en graviers

• toit plat

• toit enherbé

Il est donc plus efficace d’avoir un toit ondulé et en pente.

2.2.5. Equipement

L’eau de pluie qui tombe sur le toit du bâtiment est récupérée dans le réseau de gouttières puis

dirigée dans une cuve. Ce réseau doit donc être revu et optimisé afin de ne pas envoyer l’eau aux

égouts mais dans la cuve de récupération.



2.2.6. Matériaux

Le matériau utilisé pour la toiture du bâtiment influence la récupération d’eau de pluie. Il est

préférable d’utiliser un matériau naturel tel que la tuile, ardoises, zinc ou bois.

Pour la cuve, elle doit être de préférence en béton ou en pierre calcaire, car ces matériaux

neutralisent l’acidité de l’eau. Contrairement aux cuves en acier ou polyéthylène.

Ces matériaux sont aussi importants pour les canalisations. En effet, elles peuvent aussi dégrader la

qualité de l’eau de pluie.

Voir la fiche matériaux.

2.3. Organisation

2.3.1. Architecte conseil

Un architecte conseil donnera son avis sur l’endroit où creuser un bassin de récupération d’eau de

pluie ou où mettre une cuve enterrée sans qu’il y ait un danger (effondrement, fuite…)

2.3.2. Choix des activités

Afin d’optimiser la mutualisation entre industries, il faut sa renseigner sur leurs activités et voir s’il

sera possible de diminuer leur consommation en eau en utilisant le système de recirculation décrit

précédemment (Quartier, eau industrielle).

D’autre part, il faut adapter les activités du quartier à sa position géographique. Il faut adapter la

quantité d’eau nécessaire à une activité, comme la culture des tomates, en fonction des

précipitations de la région. Par exemple, certaines activités, notamment agricoles, ont besoin d’une

quantité variable en eau en fonction des saisons. D’autres sont plus régulière dans leur

consommation.

Une entreprise spécialisée dans le fonctionnement, la pose et le nettoyage des cuves de

récupération d’eau de pluie serait nécessaire.

2.3.3. Gestion et entretient

L’entretient des cuves est décrit au dessus (Quartier, cuve)

Pour ce qui est de l’entretient des toits, pour la récupération d’eau de pluie. Nous avons vu qu’un

toit enherbé est le moins efficace, il faut donc l’éviter. De plus, les dépôts peuvent contaminer l’eau

ou boucher les canalisations, ce qui affecterait l’installation.



2.4. Tableau récapitulatif

Objets Solution Bruit Concommation

d'énergie Durabilité Efficacité

Confort

visuel Odeur Technicité Entretient Dimension Prix

Espaces verts

Bassin de

récupération

d'eau de

pluie

non Non oui

S'intègre

bien dans le

paysage

Eviter que

l'eau ne

stagne

avec l'aide

de plantes

aquatique

s ou un

système

d'aération

simple sauf

s'il s'agit

d'un bassin

enterré

oui, plante

aquatique

pour aérer

Dépend de

la taille de

l'espace vert

Eau potable Economiseur

d'eau non Non

Garantie

5 ans

Diminution

par 3 de la

consomma

tion

Très adapté non Très simple

5-30

euros

Mutualisation

-

infrastructure

Canalisations

entre les

usines

En fonction

des besoins

en eau des

usines

Enterrer les

canalisations non

Nécéssite

de grands

travaux

d'amenage

ments

urbains

Nettoyage

des

canalisatio

ns environ

tous les 10

ans





Confort


Eau

pluviale Cuve basique non non

Garantie

1 an

Pour

l'arrosage,

le lavage

extérieur

(voitures…)

Grand

choix

esthétique

non simple

Doit être

nettoyer et

rentré au

sec tout

l'hiver

Max 5 m3

150

euros

pour

une

cuve de

500L

Eau

pluviale

Cuve

enterrée non

Garantie

15 ans

Pour

l'arrosage,

le lavage

extérieur

(voitures…)

Enterrée non simple

Entretient

complet

tous les 5

ans

1500

euros

pour

une

cuve de

1600L

Eau

pluviale

Cuve de

redistribution non

Garantie

50 ans

Peu

permettre

d'être

autonome

pour l'eau

ménagère

(diminution

de 50%)

voir pour

l'eau

potable

Enterrée non Installation

comprise

Entretient

complet

tous les 5

ans

7000

euros

pour

une

cuve de

10000L





Confort


Eau

industrielle

Bassin de

récupération

de l'eau de

pluie

non non oui

S'intègre

dans le

paysage ou

est enterré

Eviter que

l'eau ne

stagne

avec l'aide

de plantes

aquatiques

ou un

système

d'aération

simple sauf

s'il s'agit

d'un bassin

enterré

oui, plante

aquatique

pour aérer

Dépend de

la quantité

d'eau

nécessaire

Eau

industrielle

Réutilisation

de l'eau

Dépend de la

pollution de

l'eau

Dépend de

la qualité

de l'eau

nécessaire

Dépend

de la

qualité de

l'eau

nécessaire

Enterrer les

canalisations non

Installation

de

canalisations

dans le

bâtiment ou

enterré si il

y a échanges

entre usines

Entretient

des

canalisations





Confort


Eau verte Micro-

irrigation non

Irrige les

cultures

en

continue

non

Faible

pendant la

saison

Pour

grande

surface

Elévé

Eau verte Irrigation par

gravité non

Irrige les

cultures

en

continue

non

Faible

pendant la

saison

Pour petite

entreprise

Moins

onéreux



3. Assainissement et qualité des eaux rejetées

Les enjeux de ce thème sont d’améliorer les systèmes d’assainissement des eaux rejetées à l’échelle

du quartier. Ces rejets proviennent des logements résidentiels ou des industries. Il s’agit donc de

mettre en place différents procédés d’assainissement en fonction des sites, du volume et de la

qualité des rejets. Les systèmes mis en place permettront principalement de diminuer la pollution

des nappes phréatiques, des sols et de l’air.


� Mettre en place et appliquer les normes des rejets, en particulier pour les industries. Ces

normes concernent aussi les rejets qui sortent du quartier.

� Revoir les éléments des réseaux d’assainissement, type station d’épuration et de voiries, tel

que les canalisations. En effet des eaux qui sont très faiblement polluées et qui n’ont pas

besoin de traitement chimique (type eaux pluviales) sont entrainées avec les autres vers les

systèmes d’assainissement, se qui aboutie souvent à une saturation des bassins de

traitement.

� Utiliser des systèmes d’assainissement adaptés au volume des eaux, station d’épuration ou

système non collectif.

Ce thème est donc lié au thème amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité.

3.1. Quelques notions à connaître

Il existe différents types d’eaux usées, que nous pouvons classer en trois catégories :

• Les eaux usées domestiques : ce sont les eaux de la cuisine, de la salle de bain, et des

toilettes des particuliers. Elles sont particulièrement porteuses de pollution organique. Elles

sont composées principalement de graisses, détergents, solvants, de déchets organiques

azotés ou encore de différents germes.

• Les eaux usées industrielles : elles contiennent également des matières organiques comme

les eaux domestiques. Mais elles peuvent également contenir des produits toxiques, des

hydrocarbures, des métaux lourds, des micropolluants...

• Les eaux pluviales : elles sont issues du ruissellement de l'eau de pluie. Cependant leurs

pollution est minime par rapport aux autres types d’eaux usées. Il est donc nécessaire de ne

pas les mélanger car elles ne nécessitent qu’un traitement physique pour éliminer les

matières solides comme les feuilles, graviers…



Nous présentons ici quelques solutions qui peuvent être utilisées sur les objets listés dans la matrice.

Nos solutions sont présentées suivant les trois familles : quartier, bâtiment et organisation puis en

fonction de l’objet sur lequel l’acteur peut agir.

3.2. Quartier

3.2.1. Voiries

Tout au long de la voirie, des évacuations d’eau de pluie sont aménagées. Or l’eau de pluie est

nettement moins polluée que les autres eaux usées décrites précédemment. Pour éviter une

surexploitation des systèmes d’assainissement du quartier, il faut éviter que cette eau ne se mélange

avec les autres dans les canalisations. Le réseau de canalisation est donc à vérifier et des bassins de

régulation, pour le stockage des eaux pluviales, peuvent être construits et enterrés. Ceci afin de

filtrer cette eau avant son rejet en milieu naturel.

3.2.2. Eau usée

Il existe différents types d’assainissement.

3.2.2.1. Station d’épuration La station d’épuration (STEP) est une installation permettant de dépolluer les eaux usées. La grande

majorité des STEP rejettent des eaux propres mais non potable. Ces dernières sont appelées station

d’eau potable.

Chaque station d’épuration possède ses spécificités, en particulier pour les rejets provenant

d’usines. Cependant elles fonctionnent toutes selon trois grandes étapes générales :

• Les pré-traitements : Ils ont pour but d’éliminer les éléments solides ou particulaires les plus

grossiers, susceptibles de gêner les traitements ultérieurs ou d’endommager les

équipements.

o Le dégrillage : élimine les plus gros déchets. Puis le tamisage : constitué d’une grille plus

fine, il sépare les déchets plus petits.

o Le dessablage : le sable et les graviers se déposent au fond des bassins. Les déchets sont

ensuite récupérés par pompage.

o Le déshuilage ou dégraissage : les huiles et graisses d’origine organique ou minérale

flottent dans le bassin. Il est possible d’injecter des microbulles d’air pour accélérer la

flottation des graisses. Elles sont ensuite récupérées à l’aide d’une raclette. On enlève

ainsi 80 à 90 % des graisses et matières flottantes (soit 30 à 40 % des graisses totales).

• Les traitements primaires et physico-chimiques : Après les prétraitements, il reste dans l’eau

une charge polluante dissoute et des matières en suspension. Les traitements primaires ne

portent que sur les matières particulaires décantables. Les traitements physico-chimiques

permettent d’agglomérer ces particules par adjonction d’agents coagulants



et floculants (sels de fer ou d’alumine, chaux...). Les amas de particules ainsi formés, ou

“flocs”, peuvent être séparés de l’eau par décantation ou par flottation.

• Les traitements biologiques : en augmentant la teneur en oxygène de l'eau, les micro-

organismes prolifèrent et dégradent la pollution organique, autrement dit la transforment

en eau et en dioxyde de carbone.

o Le clarificateur est un procédé biologique à cultures libres : les “boues activées”. Les

bactéries se développent dans des bassins alimentés d’une part en eaux usées à traiter

et d’autre part en oxygène par des apports d’air. Les bactéries, en suspension dans l’eau

des bassins, sont donc en contact permanent avec les matières polluantes dont elles se

nourrissent et avec l’oxygène nécessaire à leur assimilation.

o Il existe d’autres procédés tels que le lagunage naturel qui est un procédé biologique

expansif. Il y a aussi un procédé à cultures fixées : les biofiltres et les lits bactériens. Ces

traitements sont nettement moins utilisés bien que le lagunage soit plus écologique.

Nous le décrierons ultérieurement.

Ci-dessous un schéma d’une station d’épuration classique :

Figure 5: Equipements d’une station d’épuration.

Source : www.ademe.fr

Les contrôles avant rejet : des contrôles périodiques ou continus sont effectués à la sortie de la

station, puis l'effluent épuré est rejeté dans un cours d'eau. On utilise plusieurs indicateurs, dont les

valeurs obtenus doivent respecter les normes fixées. Ces indicateurs sont :

• Les matières en suspension (MES) : matières minérales ou organiques non dissoutes (mg/l)

• Les matières organiques présentent sous forme particulaire et dissoute. Demande

biochimique en oxygène (DBO) et la demande chimique en oxygène (DCO) (mg O2/l)

• L’azote et le phosphore (mg N ou mg P/l)



L’arrêté du 2 février 1998 fixe les normes de rejets suivantes:

PARAMETRE NORME

pH 5.5 < pH < 8.5

Température Inférieure à 30 ° C

DBO5 30 mg/l

DCO 125 mg O2/L

MES 35 mg/l

150 mg/l pour une station d'épuration de lagunage

Azote 10mg/L

Phosphore 2 mg/L

Tableau 1: Normes de rejets.

Une partie de la pollution est donc détruites par les bactéries lors du traitement biologique. Les

résidus du traitement, provenant en majeur partie du traitement physique sont souvent traités avec

les ordures ménagères. Les boues sont utilisées comme engrais en agriculture, ou bien sont mises en

décharge ou incinérées. La station d’épuration peut récupérer les eaux usées de la partie

résidentielle du quartier mais aussi celles provenant des industries, ayant parfois subies en

prétraitement.

Cet élément du système d’assainissement est le plus utilisé car efficace et très bien connu. Par

contre il est nécessaire de mettre l’installation à l’écart des résidences car elle génère de forts

dégagements malodorants. Il est aussi impératif de prendre en compte la direction des vents, afin de

ne pas gêner les habitants du quartier. De plus, elle nécessite une surface assez importante et une

main d’œuvre journalière.

3.2.2.2. Le lagunage Le lagunage est une technique biologique d’épuration des eaux basée sur la combinaison de

procédés aérobies et anaérobies impliquant un large éventail de microorganismes (essentiellement

des algues et des bactéries). C'est-à-dire que cette technique s'inspire des systèmes naturels

d'épuration et filtration par des micro-organismes, des algues et des plantes aquatiques. Ce procédé

biologique est très intéressant à mettre en place car beaucoup plus écologique que ceux utilisés

habituellement.

Le lagunage consiste en une succession de bassins (minimum 2) peu profonds et généralement

rectangulaires.

L'eau usée arrive d'abord dans les prétraitements : dégraisseurs, déshuileurs, dessableurs... qui,

comme leurs noms l'indiquent, sont chargés d'éliminer les particules solides et les graisses. Ensuite

l'eau s'écoule gravitairement de lagune en lagune. Dans un système de lagunage, la surface et la

profondeur des bassins influencent le type de traitement (aérobie ou anaérobie) et confèrent un

rôle particulier à chaque bassin. Les premiers bassins sont généralement des bassins à micro-

organismes, où est dégradée la matière organique (MO) contenue dans les eaux usées. L'eau transite

ensuite dans des bassins moins profonds, à macrophytes (iris, roseaux, joncs...). Ceux-ci absorbent

les éléments minéraux issus de la dégradation de la matière organique pour leur croissance.



Comme il est dit précédemment, il existe différents types de lagunes :

• Les lagunes anaérobies : Ce sont des lagunes non-aérées utilisées pour diminuer la teneur en

substances organiques d'eaux résiduaires brutes ou clarifiées mécaniquement

(décantation primaire). Sans aération ni brassages artificiels, l’oxygène peut donc provenir

de trois sources :

o dissolution de l’oxygène de l’air dans l’eau par contact à la surface

o production d’oxygène par les algues photosynthétiques

o apport par mélange avec des eaux saturées en oxygène

• Les lagunes aérobies : Ce sont les lagunes aérées utilisées pour l'épuration biologique des

substances organiques non décantées et non dissoutes contenues dans les eaux résiduaires

pré-épurées mécaniquement dans des étangs de décantation ou par un autre procédé. De

plus, l’aération artificielle permet :

o d’améliorer l’absorption, la distribution et l’utilisation de l’oxygène

o une répartition plus homogène des matières polluantes et des micro-organismes

dans la lagune

o plus d’indépendance vis à vis des facteurs naturels non maîtrisables

(température, vent, apports photosynthétiques,…) en ayant la possibilité de

contrôler l’apport d’oxygène et le rendement d’épuration

L'action naturelle du soleil, qui fournit chaleur et lumière, favorise une croissance rapide

des microorganismes aérobies et anaérobies. Le processus épuratoire qui s'établit dans une lagune

est particulièrement intéressant car c'est un phénomène vivant, un cycle naturel qui se déroule

continuellement.

Ci-dessous quelques schémas de systèmes de lagunage :

Figure 6: Schéma de lagunage naturel.

Source : F. Lamiot, 2005



Figure 7: Coupe d’un basin de lagunage.


Ce système d’assainissement s’adapte parfaitement au décor, comme le montre la photo ci-dessous.

Photo d’un lagunage linéaire, en bordure de canal, mis en place par Voies Navigables de France

(VNF) dans le nord de la France, entre Lambersart et Lille, sur la Deûle.

Figure 8: Exemple d’insertion d’un système linéaire de lagunage dans la nature.


De plus, les systèmes de lagunage sont faciles à construire, peu coûteux, tolérants et performants et

ne dégagent pas d’odeur malodorante :

• Facile à construire : Il faut creuser le sol, mettre en place les traitements préliminaires,

l'installation des conduites d'entrée et de sortie et la protection des remblais. Mais si le

terrain est perméable, il peut également s'avérer indispensable de poser un revêtement

étanche sur le fond de chaque bassin.

• Peu coûteux : que se soit au niveau de la mise en place et de l’entretien.



• Tolérant : La variation de charges organiques et hydrauliques n’influence pas trop la qualité

de l’eau en sortie.

• Performant : Cette technique offre de bon rendements épuratoires. Elle permet en général

de diminuer la DBO de 90%, l'azote de 70-90% et le phosphore de 30-50%. Par rapport aux

autres techniques existantes, le lagunage se distingue par son efficacité dans l'élimination

des pathogènes en plus de son côté écologique.

Cependant le lagunage est fortement dépendant des conditions climatiques (essentiellement de la

température) et la qualité des rejets peut donc varier selon les saisons. De plus, cette technique

nécessite une surface importante, l’emprise au sol est de 10 à 15m² par habitant. Le temps de séjour

est d’au moins 30 jours, mais les boues formées et qui se concentrent au fond interviennent dans la

biologie du système et doivent être évacuées qu'après 5 à 10 ans.

Malgré ces défauts, le lagunage reste une technique efficace (également pour l’azote, le phosphore

et germes pathogènes) bon marché, ne nécessitant pas de construction en dur (génie civil simple) et

s’intégrant parfaitement au paysage. Il ne nécessite pas non plus de main d’œuvre experte, mais un

entretient occasionnelle. De plus, aucun apport d’énergie n’est requis si le terrain est en pente et la

biodiversité est respectée. Il est aussi possible d’utiliser la surface nécessaire pour parer aux

nuisances sonores, en tant que surface séparative, comme une sorte de barrière.

D’un point de vue législatif, il est nécessaire que l'eau qui sort de ce système soit conforme aux

normes de la Directive 91-271 du 21 mai 1999 concernant les paramètres d'épuration : DCO, DBO,

MeS, Pt, Nk...



3.2.2.3. Système d’assainissement non collectif Les installations d’assainissement non collectif effectuent la collecte, le traitement et le rejet des

eaux usées. Elles peuvent être utilisées à plusieurs échelles, pour le particulier, le lotissement, une

ou plusieurs entreprises…. Ce mode d'assainissement efficace permet d’être autonome et préserver

la qualité des milieux naturels grâce à une épuration avant rejet.

Exemple d’une installation d’assainissement non collectif (ou autonome, ou individuel)

Figure 9: Exemple d’un système d’assainissement non-collectif.

Source : communauté urbaine de Lyon

Il comprend en général des éléments suivants :

• un dispositif de collecte (tuyauterie),

• une fosse toutes eaux qui assure un prétraitement (décantation des matières solides

et flottation des graisses) et est équipé de 2 ventilations (primaire et secondaire),

• un système de traitement sous forme d’épandage au travers de matériaux filtrants (cette

étape assure la dépollution des eaux) :

- tranchée filtrante utilisant le sol

- filtre à sable.

• un système de rejet sous deux formes :

- dispersion dans le sol si la perméabilité le permet

- rejet en milieu superficiel (cette méthode est dérogatoire et nécessite des

autorisations de la DDASS et du propriétaire du milieu récepteur).



Les principaux textes réglementant l’assainissement non collectif sont les suivants :

• La loi sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA) du 30 décembre 2006

• Les arrêtés du 6 mai 1996 (prescriptions techniques et contrôle technique pour

les dispositifs d’assainissement non collectif recevant une charge brute de

pollution organique inférieure à 1,2 kg/j de DBO5 (moins de 20 EH)

• La circulaire interministérielle n°97-49 du 22 mai 1997 (circulaire d’application)

• L’ arrêté du 22 juin 2007 relatif à la collecte, au transport et au traitement des

eaux usées des agglomérations d’assainissement ainsi qu’à la surveillance de

leur fonctionnement et de leur efficacité, et aux dispositifs d’assainissement

non collectif recevant une charge brute de pollution organique supérieure à

1,2 kg/j de DBO5 (plus de 20 EH)

• Les normes AFNOR n°XP DTU 64-1 de mars 2007 et NF EN 12566-3 de

novembre 2005, …

• Les différents arrêtés préfectoraux spécifiques à chaque département (pour les

Bouches du Rhône, arrêté du 9 mai 2000, par exemple)

D’autre part, il est nécessaire de nettoyer les filtres et autres éléments du système tous

les 6 mois, ainsi que de vidanger la fosse toutes eaux tous les 4 ans.

En plus des normes à respecter, il faut aussi suivre certaines règles afin de ne pas nuire

à l’installation :

• Laisser accessibles tous les regards de la filière

• Ne pas bitumer ou bétonner la zone d’implantation du traitement mais la laisser

en zone enherbée

• Ne pas circuler, stationner, ou stocker des charges lourdes sur le système

• Ne pas planter d’arbres ou d’arbustes à moins de 3 m des éléments afin que

leurs racines ne les détériorent pas

• Ne pas installer de puits pouvant servir à la consommation d’eau potable à

moins de 35 mètres de la filière d’assainissement


Les émissions aqueuses industrielles peuvent contenir de la pollution organique ou chimique.

Notamment des matières en suspension, diverses matières organiques, des produits azotés ou

phosphorés, mais aussi des produits toxiques, des solvants, des métaux lourds, des micropolluants

organiques, des hydrocarbures …

Ces pollutions émanent de toutes sortes d’industries et ne peuvent généralement pas être rejetés

dans le milieu naturel sans avoir subi préalablement un prétraitement ou un traitement. Ces

industries sont alors soit raccordées au réseau d'assainissement de la collectivité (avec ou sans

prétraitement suivant si elles présentent un danger lorsque les rejets industriels sont mêlés aux

rejets domestiques), soit elles ont leur propre station d’épuration. Les valeurs limites de rejet sont

déterminées en fonction de valeurs limites fixées au niveau national et des capacités d’acceptation

du milieu récepteur, en l’occurrence le cours d’eau ou la station d’épuration collective.



Une politique de réduction des substances dangereuses dans les effluents liquides a été mise en

place et réglementée par la Directive 76/464/CEE du 4 mai 1976 codifiée par la Directive

2006/11/CE, avec l’ensemble des directives adoptées dans ce cadre. Elle a donc pour objectif de

limiter, voire supprimer les pollutions causées par certaines substances dites toxiques, persistantes

et bioaccumulables. Cet objectif peut être atteint par la mise en place de valeurs limites d’émission

(VLE) ou d’objectifs de qualité pour le milieu aquatique.

Deux listes de substances dangereuses ont ainsi été définies, représentant au total 157 substances

ou familles de substances :

• Liste 1, comprenant 18 substances pour lesquels les rejets dans le milieu aquatique doivent, à

terme, disparaître. Les valeurs limites d’émission (VLE) pour ces substances sont fixées par

des Directives européennes,

• Liste 2, regroupant les substances ayant un effet nuisible sur le milieu aquatique et pour

lesquelles les rejets dans le milieu naturel doivent être réduits.

Depuis, la Directive 2000/60/CE du 23 octobre 2000, appelée Directive Cadre sur l’Eau (DCE), a été

adoptée, elle rappelle et renforce les orientations communautaires relatives au bon état des

écosystèmes aquatiques.

Une liste de 33 substances ou familles de substances dites « prioritaires » pour le milieu aquatique a

été établie, avec l’objectif d’en réduire progressivement les rejets, les émissions et les pertes en

utilisant les meilleures technologiques disponibles.

Les substances « dangereuses prioritaires » en constituent un sous-groupe pour lequel l’objectif est

de supprimer à terme les rejets, les émissions et les pertes dans un délai de 20 ans après la

publication d’une directive d’application de la DCE sur le contrôle des pollutions.

L’étape suivante, prévue à partir de 2009, est de renforcer l’auto surveillance des rejets des secteurs

industriels qui se sont révélés être concernés par certaines substances dangereuses.

Parallèlement, la circulaire 2007/23 publiée le 07 mai 2007 par la Direction de l’Eau du MEDAD

recadre le contexte général de réduction des rejets de substances dangereuses en définissant pour

chacune des substances pertinentes au niveau européen ou français, les valeurs à utiliser pour

l’évaluation du bon état chimique des masses d’eau en France. Il s’agit de valeurs guides provisoires

appelées NQEp (normes de qualité environnementale provisoires).

Cette circulaire fixe également les objectifs nationaux de réduction de l’ensemble des émissions de

ces substances, diffuses comme ponctuelles, d’ici 2015 :

• pour les substances dangereuses prioritaires de la DCE: objectif de réduction de 50 %,

• pour les autres substances figurant dans la DCE et pour les substances de la liste 1 de la

directive 76/464/CEE : objectif de réduction de 30 %,

• pour les substances pertinentes en France (hors substances pointées par les directives

européennes): objectif de réduction de 10 %.

Les usines peuvent alors avoir leur propre station dépuration, ou pour des raisons économiques, si le

flux d’entrée n’est pas trop élevé, il peut y avoir une station d’épuration entre plusieurs usines. Tout

dépend aussi de la qualité des rejets et du type de polluants présents.



D’autre part, en plus des risques de pollutions dus à la composition des rejets, il faut aussi tenir

compte de la pollution engendrée par le réchauffement de l'eau (industrie de la pâte à papier,

centrales électriques), ce qui est nuisible au milieu naturel et à l'écosystème.

Même si les eaux rejetées dans le milieu aquatique sont presque toujours traitées et respectent les

normes en vigueur, il reste toujours de la pollution. Ceci est dû à différents facteurs :

• Foyers non équipés de système d'épuration

• Fuites des réseaux d'égouts

• Stations d'épuration anciennes

De plus, il est trop coûteux, voir impossible, de rendre l'eau aussi pure qu'elle a été prélevée. Les

nouveaux systèmes d’assainissement tendent donc de s’y approcher tout en étant abordable d’un

point de vue économique.

3.2.4. Eau pluviale

L’eau pluviale ne nécessite pas un traitement chimique avant d’être rejeter en milieu naturel. Nous

proposons de la stocker dans un bassin de récupération pour être filtrer afin d’éliminer les gros

déchets (feuilles, papier….). Cette eau peut ensuite être réutilisée au lieu d’être évacuée. Voir fiche :

Amélioration et gestion des ressources en eau et sa qualité.

3.2.5. Eau stagnante

En générale, l’eau stagnante génère des désagréments olfactifs et visuels. Elle est le plus souvent

présente dans les bassins des espaces verts ou des jardins. Pour éviter cette pollution, il faut aérer le

bassin, soit par des plantes aquatiques soit par un système d’aération mécanique.

Dans les espaces verts ou les jardins, il est plus intéressant de mettre des plantes aquatiques pour

des raisons esthétiques. Leur inconvénient est qu’il faut les changer régulièrement et entretenir le

bassin pour éviter leur disparition ou leur trop grande prolifération.

Un système d’aération mécanique est plus complexe et moins esthétique. Il est plus adapté au

bassin de récupération d’eau de pluie enterré car plus efficace et sûr.


Les espaces verts peuvent contenir comme système d’assainissement, le lagunage, en effet celui-ci

s’intègrerait parfaitement dans le décor et ne dégage pas d’odeur désagréable.



3.2.7. Mutualisation- Infrastructure

D’un point de vue économique les systèmes ou élément d’assainissement peuvent être adapté en

fonction du volume d’eau à traiter.

Une station d’épuration traite en générale toute l’eau d’un quartier, mais il faut alors mettre en

place les canalisations nécessaires. Les enterrer de préférence pour éviter leurs visions peu

esthétiques. Il est de même pour le lagunage.

Le système d’assainissement non collectif peut aussi être partagé entre plusieurs résidences ou

entreprises, les canalisations à installées sont alors moins longues car l’intérêt est de regrouper des

bâtiments peu éloignés.

3.3. Bâtiment

3.3.1. Eau pluviale

L’eau pluviale récupérée d’un bâtiment peu être traité par filtration pour ensuite être utilisée en tant

qu’eau ménagère dans ce même bâtiment. Voir fiche : Amélioration et gestion des ressources en

eau et sa qualité.

3.3.2. Eau usée

L’eau usée d’un bâtiment peu être envoyée dans une station d’épuration avec ou sans

prétraitement. Elle peut aussi subir un traitement dans un système d’assainissement non-collectif.

Voir : famille quartier, eau usée.


L’eau usée d’un bâtiment peu être envoyée dans une station d’épuration avec ou sans

prétraitement. Elle peut aussi subir un traitement dans un système d’assainissement non-collectif.

Voir : famille quartier, eau usée.

3.3.4. Voirie

Dans un bâtiment, les canalisations telles que les gouttières ne doivent pas rejeter l’eau pluviale

avec les canalisations contenant les eaux usées ou industrielles. Ces eaux ne vont pas subir le même

traitement. Voir Quartier, voirie.



3.4. Organisation


Il donnera des conseils quant à la position d’une station d’épuration, ou faire passer les canalisations

qui y contiennent l’eau usée ou la position d’un système d’assainissement. En effet il y a de

nombreux paramètres à prendre en compte tels que l’odeur généré, le confort visuel, la dégradation

du sol…

3.4.2. Choix des activités

Il s’agit surtout des activités industrielles. Sachant qu’il est préférable de regrouper les industries

générant le même type de pollution pour avoir un seul type d’assainissement spécifique.

3.4.3. Implantation services

Dans le cas d’une station d’épuration, une parcelle du quartier doit être désignée. En prenant en

compte tout les paramètres susceptibles de gêner les habitants, odeur, vision… De même pour le

lagunage.

3.4.4. Gestion et entretient

En fonction du système d’assainissement choisie, des acteurs sont désignés pour les entretenir. Ces

acteurs sont plus ou moins nombreux et qualifiés selon les besoins.

3.5. Tableau récapitulatif



Solution Bruit

Concommation


Confort

visuel Odeur Technicité Entretient Dimension Ecologie

Station

d'épuration oui

Très

efficace

A mettre à

l'écart des

résidences:

Zone

industrielle

Dégagements

particulièrement

malodorants,

prendre en

compte la

direction des

vents

Bien connu

Main

d'œuvre

journalière

Système

d'assainissement

non collectif

non

garantie

minimum

10 ans

Performant enterré non Pose

comprise

Nettoyage

tous les 6

mois et

vidange

totale tous

les 4 ans

Enfonction

du volume

à traiter +

minimum

3m de

chaque

côté

Lagunage non non oui

Performant,

mais

dépend des

conditions

climatiques

S'intègre

parfaitement

au décor

non

Simple à

construire

sauf si le sol

est

perméable,

nécessité

d'un

revètement

imperméable

Très peu

Grande

surface,

environ 10-

15 m2 par

personne

Très

écologique



4. Confort acoustique

Les nuisances sonores liées au voisinage ainsi qu’au trafic auront des incidences directes sur les

bâtiments et leur conception.

Les effets du bruit ne se réduisent pas au simple fait d’entendre. L’organisme chez l’homme réagit

en mettant en place des systèmes de défense répondant à une agression répétée ? C'est-à-dire, qu’à

terme, cet épuisement peut générer des maladies telles que par exemple: stress, dépression,

anxiété, troubles du sommeil, hypertension artérielle. L’enjeu est donc considérable, il faut réduire

au maximum les nuisances sonores produites dans le cadre urbain. Pour cela, on peut agir sur

plusieurs éléments :

• Dans un premier temps, il s’agit là de s’intéressé aux nuisances sonores liées au voisinage. Le

but étant de limiter l’exposition des personnes au bruit sur de longues périodes, c'est-à-dire

de lutter contre les nuisances sonores au sein même des lieux de vie, permettant ainsi de

prévenir les effets non auditifs du bruit susceptibles de porter atteinte à la santé de

l’homme.

• La deuxième préoccupation est la pollution sonore liée au trafic ou à l’activité dans les

quartiers. Notre étude se limite donc aux nuisances sonores liées aux transports terrestres.

Celle-ci doit être inférieure à une certaine valeur. Ce critère est utilisé pour caractériser la

gêne occasionnée par du bruit et définir les valeurs limites d’exposition.

Les nuisances sonores liées au voisinage ainsi qu’au trafic auront des incidences directes sur les

bâtiments et leur conception.

4.1. Quartier

4.1.1. Voirie

Sur route interurbaine, selon les vitesses pratiquées et les conditions de circulation, un poids lourd

(PL) émet autant de bruit que 4 à 10 véhicules légers (VL). Pour réaliser une étude acoustique, le

bureau d'études a donc besoin d'hypothèses de trafic séparées pour les VL et les PL, et ce pour

chacune des périodes intéressées. L'acousticien ne peut produire une étude fi able à partir de seules

hypothèses de trafic exprimées en trafic moyen journalier annuel (TMJA) tous véhicules ou en unités

de véhicules particuliers (u.v.p.). La contribution sonore du flot de véhicules, pour une catégorie

donnée, est fonction du logarithme décimal du débit : c'est la fameuse règle selon laquelle un

doublement de trafic induit une augmentation du bruit de 3 dB(A). Une erreur relative sur les trafics

correspond par conséquent à une erreur absolue sur les niveaux sonores ; pour reprendre l'exemple

précédent, une erreur du simple au double sur l'estimation des trafics induit une erreur de 3 dB(A)

sur l'estimation des niveaux sonores. Le risque d'erreur sur les niveaux sonores est donc le plus fort

pour les périodes où le trafic est en valeur absolue le plus faible, en particulier la nuit.



Le contenu du classement sonore et ses incidences

Les infrastructures sont classées en 5 catégories en fonction du niveau de bruit qu’elles génèrent, la

catégorie 1 étant la plus bruyante. Le calcul du niveau de bruit est effectué en croisant différentes

données :

• le trafic moyen journalier annuel (TMJA),

• le pourcentage de poids-lourds,

• le type de voie, la vitesse réglementaire,

• le type de tissu environnant la voie, etc.

Pour chacune des infrastructures classées, un secteur affecté par le bruit est défini de part et d’autre

de la voie : sa largeur est fonction de la catégorie et varie de 10 à 300 mètres. Les bâtiments

d’habitation, les établissements d’enseignement et de santé ainsi que les bâtiment d’hébergement à

caractère touristique venant s’édifier dans ces secteurs devront présenter des isolements

acoustiques compris entre 30 et 45 dB(A), de manière à ce que les niveaux de bruit résiduels

intérieurs ne dépassent pas 35dB(A) le jour et 30dB(A) la nuit.

La réglementation relative au classement sonore ne vise donc pas à interdire de futures

constructions ni à réglementer leur implantation, mais à faire en sorte que celles-ci soient

suffisamment insonorisées : ce n’est pas un règlement d’urbanisme mais elle se traduit par une règle

de construction.

Les routes concernées sont toutes les routes dont le trafic est supérieur à 5 000 véhicules par jour

doivent être classées, quel que soit leur statut (autoroutes, nationales, départementales,

communales). Il en est de même des voies ferrées interurbaines dont le trafic est supérieur à 50

trains par jour, ainsi que des voies ferrées urbaines et des infrastructures de transports collectifs en

site propre dont le trafic est supérieur à 100 bus, rames ou trains par jour.

Il y a obligation de résultat pour le maître d'ouvrage. Il n'y a pas de limite temporelle pour le respect

des seuils. Ceci signifie que pour toute construction antérieure à une voirie nouvelle, les seuils

devront être respectés à la mise en service mais aussi dix, vingt ou trente ans plus tard. Pour le

réseau national, la circulaire du 12 décembre 1997 demande d'évaluer les niveaux sonores

prévisionnels à un horizon de vingt ans après la mise en service

4.1.2. Espace vert

Les murs végétalisables

De plus en plus de collectivités sont aujourd’hui soucieuses de concilier aménagement urbain,

protection contre le bruit, esthétique de l’espace vert. Une solution est l’utilisation des murs

modulaires végétalisables, et les murs de soutènement floral.



Fonctions et caractéristiques...

Les murs végétalisables, sont des murs autostables en béton armé, droits ou courbes, de formes et

de hauteurs variées. Ils constituent un décor végétal particulièrement prisé dans l’environnement

urbain contemporain. De plus, leur capacité d’absorption acoustique limite considérablement les

pollutions sonores. Enfin, ils ont l’avantage d’avoir un entretien réduit.

Les murs de soutènement floral, sont composés de géogrilles en polymère coffrées. Uniformes ou de

relief spécifique, ils sont mis en place pour la création ou l’élargissement d’une voie de desserte ou

une plate-forme. Ils peuvent être totalement végétalisables, et s’intègrent idéalement à

l’environnement urbain. Esthétiques, ils permettent d’éviter les graffitis.

On les couvre totalement ou partiellement de plantes :

• Soit dans le sol, dans la longueur du mur, qu’elles recouvriront au fil du temps.

• Soit dans les alvéoles, en fonction de la décoration recherchée.

Ce sont d’agréables écrans de verdure, qui permettent d’investir dans la qualité et dans la durée.

Irrigation et arrosage.

- Par arrosage manuel, facilité par des substrats dont la composition et l’épaisseur favoriseront la

rétention d’eau utile. La disposition des alvéoles intérieures offre aux plantes le possibilité de vivre

en pleine terre. De plus, le tissu racinaire absorbe les eaux d’infiltration, ce qui évite la formation de

poches.

- Par irrigation installée au sommet du mur, ce qui permet de mieux gérer la croissance des plantes

et de les maintenir efficacement dans la durée.

Le choix des plantes est essentiel pour l'harmonie de la qualité visuelle et pour la maîtrise des

besoins d'eau!

Matières nourricières.

Aujourd’hui, les méthodes du génie biologique sont particulièrement avancées et elles permettent

de développer des études et des recherches en matière de substrats, de tourbes…

• Pour diminuer la consommation d’eau.

• Pour offrir une meilleure résistance aux conditions climatiques.

Les substrats choisis pour les murs végétalisables sont organiques (variétés de terres et de tourbes)

et inertes.

Leur composition est essentielle :

• Pour le maintien des plantes.

• Pour éviter le tassement des matières nourricières.

• Pour l’apport de nutriments spécifiques aux plantes décoratives choisies.


Printemps 2009

Exemple du mur végétal du quai Branly (photos ci



Exemple du mur végétal du quai Branly (photos ci-dessous)



dessous)



4.2. Bâtiment

4.2.1. Enveloppe

Renforcer l'isolation acoustique

Ensuite, l'isolation acoustique du bâtiment lui-même peut être étudiée, ce qui consiste à renforcer

l'isolation acoustique de la toiture, des murs extérieurs, des baies vitrées (menuiseries et vitrages),

des bouches d'entrées d'air (points faibles), des planchers intermédiaires …

Lors de logements, le respect des exigences de la réglementation acoustique (NRA 1994) est souvent

suffisant et satisfaisant. Cependant, des précautions doivent être prises pour pouvoir associer

isolation acoustique et isolation thermique au niveau du choix des solutions techniques et des

matériaux. Une isolation thermique n'est pas forcément synonyme d'isolation acoustique, alors que

l'inverse l'est en général.

Assurer une correction acoustique

Il est parfois utile, voire nécessaire, de mettre en œuvre une correction acoustique des locaux pour

limiter les phénomènes de réverbération. Le traitement consiste en la pose de matériaux absorbants

sur les parois intérieures. Il est par exemple préconisé, par la réglementation acoustique applicable

au résidentiel, pour les parties communes des immeubles collectifs (cage d'escalier, paliers), pour

préserver le confort acoustique, surtout nocturne, des appartements (bruits de pas, de voix).

Isolation acoustique des parois : Celle-ci consiste le plus souvent à un doublage intérieur des parois

concernées, selon la provenance des bruits, au moyen d'isolants non rigides (laines minérales, PSE

dB). Pour une isolation en priorité acoustique, l'isolant est choisi en fonction de son indice

d'affaiblissement acoustique.

L'isolation doit être réalisée en continu car les ponts phoniques deviennent, comme les ponts

thermiques vis-à-vis du froid, des points faibles par lesquels arrivent les bruits. La correction

acoustique consiste à renforcer le pouvoir d'absorption des parois du local des locaux jugés trop

réverbérants (cantine, gymnase) ou de circulations, au moyen de bois, feutre, flocage …

Chapes flottantes : Les bruits peuvent être transmis par les murs extérieurs et les parois latérales qui

y sont rigidement liées. Il est conseillé, pour de meilleures performances acoustiques et thermiques,

de réaliser des chapes flottantes plutôt que des dalles en béton pour les planchers.

La chape de béton est dite flottante car elle est désolidarisée des murs par une bande d'isolant, ce

qui évite les transmissions solidiennes. Le béton est également coulé sur un isolant. La

désolidarisation périphérique des cloisons peut aussi se faire au moyen de joints souples.



4.2.2. Equipements

Atténuer les bruits émis par les équipements

Les bruits engendrés par les équipements placés à l'intérieur ne doivent pas dépasser un certain

niveau de pression acoustique dans les pièces principales (35 dB(A)) et dans les pièces dites de

service (50 dB(A)). Quant aux équipements situés à l'extérieur, ils ne doivent pas dépasser un niveau

de 30 dB(A) pour la pièce principale et de 35 dB(A) pour les pièces de service. Le niveau de pression

acoustique émis par les équipements est tout d'abord fonction des matériels choisis et des

précautions prises lors de leur installation au sol et surtout sur les parois. Il peut être ensuite encore

atténué par des moyens techniques (manchons résilients, supports antivibratoires, capotages …).

Un système de ventilation silencieux. L'isolement acoustique des entrées d'air peut être choisi selon

le niveau à atteindre : 30, 35, 40 ou 45 dB(A) en bruit route. Pour un isolement de 30 dB(A), le choix

d'une entrée d'air sur menuiserie ou volet roulant avec " silencieux " suffit. Pour un isolement de 35

dB(A), on ajoute à l'entrée d'air un capuchon acoustique, placé à l'intérieur ou à l'extérieur.

En revanche, pour un isolement de 40 et 45 dB(A), mieux vaut placer les entrées d'air dans le mur

extérieur. Il est également possible, pour éviter la pose de bouches d'entrée d'air en façade dans un

contexte bruyant, d'installer un système de ventilation double flux, avec (ou sans) récupérateur de

chaleur pour préchauffer l'entrée d'ai neuf en hiver.

Désolidarisation des équipements. Les bruits peuvent être à la fois transmis par voie aérienne,

notamment par les gaines, et par voie solidienne à travers la structure du bâtiment. Minimiser les

bruits mécaniques et aérauliques à la source reste la solution la plus simple pour réduire la pression

acoustique. Pour éviter les transmissions par voie solidienne, un équipement au sol susceptible de

vibrer peut être posé sur des plots ou un socle anti-vibratiles, un équipement placé sur une paroi

peut être désolidarisé de celle-ci au moyen de matériaux élastiques.

4.2.3. Matériaux Confère fiches de solution « matériaux »

4.2.4. Ouvertures

Des fenêtres acoustiques : Une forte épaisseur de vitrage est la meilleure façon de renforcer la

performance acoustique d'une fenêtre. Un vitrage monolithique de masse égale offre des résultats

supérieurs à un double-vitrage. Cependant, les doubles-vitrages ont l'avantage de pouvoir concilier

isolation thermique et acoustique.

Pour renforcer plus particulièrement l'isolation acoustique, le double-vitrage doit être constitué de

deux vitres d'épaisseur différente, par exemple 4/6/10. Les liaisons entre la maçonnerie et les

menuiseries et l'ajustement entre les ouvrants et les dormants doivent être effectués avec soin,

l'étanchéité à l'air des menuiseries participant également fortement à l'isolement acoustique.



4.3. Organisation


Pour protéger un ou des bâtiments de bruits extérieurs, l'architecte doit étudier l'implantation et

l'orientation des bâtiments en fonction des sources de bruits repérées. Puis, à l'intérieur des

bâtiments, les locaux et pièces doivent également être disposés selon les éventualités de nuisances

sonores ; de même, les baies vitrées doivent être conçues de manière à concilier confort visuel et

confort acoustique.

Un des bâtiments (entrepôt) ou un des locaux (local technique) peut parfois servir d'écran

acoustique vis-à-vis des autres bâtiments. Si ce n'est pas le cas, la création d'écrans acoustiques

naturels (merlons) ou artificiels (mur anti-bruit) peut être envisagée.

Le confort acoustique est par ailleurs étroitement lié au confort d'été, l'ouverture des fenêtres

laissant entrer les bruits extérieurs.

� Le rôle du maître d'ouvrage

- Repérer les sources de bruit existantes autour du site

- Emettre des exigences de résultats en matière acoustique

- Imposer le respect des exigences réglementaires en vigueur

� Le rôle du maître d'œuvre

- Respecter les exigences réglementaires et appliquer les règles de l'art

- Tenir compte de l'acoustique au niveau du plan masse et la disposition des locaux et des pièces

- Chercher à concilier confort visuel et confort acoustique

- Prévoir éventuellement des écrans acoustiques

- Renforcer si besoin l'isolation acoustique des parois opaques et vitrées

- Privilégier les chapes flottantes

- Choisir des entrées d'air acoustiques ou installer une ventilation double-flux sur un site bruyant

- Limiter les phénomènes de réverbération

- Contrôler le niveau de pression acoustique des équipements et la qualité de leur installation



Démarche environnementale et acoustique

Dans le résidentiel, le respect de la dernière réglementation acoustique (NRA), datant de 1994 et

obligatoirement applicable aux logements construits depuis le 1er janvier 1996 suffit dans la

majorité des cas. Néanmoins, la maîtrise d'ouvrage et la maîtrise d'œuvre doivent vérifier si le

contexte ne nécessite pas davantage de précautions.

Les bâtiments tertiaires doivent respecter des exigences réglementaires en termes d'isolement et de

durée de réverbération (loi 92-1444 du 31 décembre 1992). Des dispositions particulières ont été

fixées pour certains types de locaux, comme par exemples pour les établissements d'enseignement

par l'arrêté du 9 janvier 1995.

Pour aller plus loin dans la démarche environnementale vis-à-vis du confort acoustique, la maîtrise

d'ouvrage et la maîtrise d'œuvre peuvent se référer à un cahier des charges acoustique plus exigent,

établi par le GIAC (Groupement de l'ingénierie acoustique) à la demande l'ADEME (janvier 2000). Il

va plus loin, pour le confort acoustique de certaines catégories de bâtiments en fonction leur

utilisation, que la réglementation, aussi bien pour les bâtiments qui subissent les bruits que ceux qui

les émettent.

Incidence économique

Toutes précautions prises en amont par rapport aux risques de nuisances acoustiques, au moment

du programme et de la conception, reviennent moins cher que toutes les corrections acoustiques

pouvant être apportées par la suite.

La conception des bâtiments est un processus complexe faisant intervenir une masse importante de

connaissances maîtrisée par divers spécialistes. Ce processus conduit à une définition incrémentale

du projet par augmentation et précision des informations aboutissant à un projet détaillé, jusqu'à

l'obtention d'une "image" satisfaisante et suffisamment précise pour être réalisée. Il en résulte que

la conception des bâtiments, est caractérisée par deux points importants :

� la pluridisciplinarité : la conception des bâtiments est le domaine de l'intervention de plusieurs

acteurs tels que l'ingénieur de structure, l'ingénieur de fondations, le technicien, etc. Le but de

chacun d'eux est de vérifier le bon fonctionnement du bâtiment vis-à-vis des fonctions qu'ils

maîtrisent. Les éléments de réponse qu'ils apportent s'avèrent parfois conflictuels. Ainsi la

conception aboutit à un compromis, à une solution globale satisfaisante pour tous les intervenants.

Une bonne conception ne consiste donc pas à juxtaposa le travail de chaque spécialiste, mais à

l'intégrer.

� l'évolution : la logique du travail des concepteurs est de diviser le processus de la conception en

plusieurs étapes ayant pour but de stabiliser le projet en cours de conception, ce qui permet de

détecter et de limiter les coûts d'études, les délais et les risques d'erreur. Le point de départ pour

l'étape suivante est le consensus obtenu à l'étape précédente, il oriente le projet vers son état final.

Pour chaque étape quatre points essentiels sont à considérer :

- l'identification des objectifs à atteindre,

- la proposition des solutions,



- l'évaluation des performances des solutions proposées,

- la comparaison des performances obtenues avec les objectifs fixés.

Une bonne architecture permet d'obtenir des solutions satisfaisantes du point de vue acoustique et

cela sans avoir recours à des solutions sophistiquées. Les différents moyens appropriés à cette fin

ont été identifiés, ils tiennent compte aussi bien de la réglementation en vigueur que des

recommandations de différents spécialistes dans ce domaine.

4.3.2. Transport collectif Confère objet opérationnel « trafic »

4.3.3. Plan masse

Le site étant choisi, l'acousticien peut intervenir sur la disposition du bâtiment par rapport aux bruits

extérieurs tout en utilisant les caractéristiques du site. Il s'agit, en effet, de l'architecture globale qui

prend en considération les problèmes d'implantation, les règles d'urbanisme, d'environnement.

La performance acoustique, dans cette étape de la conception, peut être traduite par la validité du

projet, c'est-à-dire la permission de construire le bâtiment sur le site proposé, et ensuite refléter la

qualité acoustique du projet, c'est-à-dire de l'autoprotection du bâtiment vis-à-vis de toutes les

sources de nuisances extérieures.

Compte tenu de cette performance, l'acousticien prend sa décision qui consiste soit à remettre en

cause le projet et proposer les mesures nécessaires, soit à passer à l'étape suivante.

Pour évaluer la performance acoustique correspondant à ce niveau, nous avons été amenés à définir

des règles basées d'une part sur les exigences réglementaires (la construction des bâtiments au

voisinage des aéroports) et, d'autre part sur les différentes recommandations proposées par des

experts dans le domaine.

Ces règles, qui sont affectées des notes reflétant leur importance et pouvant être modifiées par les

concepteurs en vue de prendre en considération leur préférence, nécessite un minimum

d'informations sur l'identité sonore du site : l'existence des aéroports au voisinage, des routes

bruyantes, des gares routières, etc.

4.3.4. Voirie Confère objet opérationnel « trafic »



4.3.5. Résumé sommaire

Critères Objectifs à atteindre pour chaque sous-critère Spécifications complémentaires

Nature de

l’environnement

sonore de la

construction

Evaluer et prendre en compte

Exploiter des db « gratuits »

- les sources sonores extérieures.

- les contraintes d’aménagement pour respecter la

tranquillité du voisinage

- les obstacles naturels et artificiels dans la

recherche de l’isolement vis à vis du bruit aérien.

Insertion dans le

paysage

- Utiliser le végétal comme écran ou paroi

absorbante

Dispositions

générales

- Orienter le bâtiment en fonction des sources de

bruits de l’environnement.

Choix d’équipements extérieurs

(ventilation, climatisation… ) peu

bruyants : Emergence des unités

extérieures inférieure à dB(A) le

jour et dB(A) la nuit

- Prendre en compte la destination des pièces au

moment de leur positionnement dans le bâtiment.

- Eloigner les sources de bruits (équipements,

canalisations, ...) des pièces principales, placer des

espaces tampons en intermédiaire.

- Choisir les équipements les moins bruyants et les

implanter là où ils gênent le moins.

- Désolidariser du bâtiment les équipements et

canalisations trop bruyants par des matériaux

antivibratils.

Performances

des différents

locaux

- Isolation acoustique vis à vis de l’extérieur : voir

classement des voies vis à vis du bruit routier,

ferroviaire (arrêté du 30 mai 1996) et avions (code

urbanisme L. 147-3)

Secteurs réglementés : prévoir

une marge de 0 à 3 dB par rapport

à la réglementation (bruit aérien),

et de 0 à 5bd(A) pour les bruits de

choc

- Isolement acoustique des parois entre les locaux

vis à vis des bruits aériens et des bruits de choc

Secteur non réglementé : Fixer des

objectifs similaires aux secteurs

réglementés

- Prévenir la réverbération et la résonance par un

bon traitement acoustique

Correction acoustique à prévoir

dans les lieux de réunions ou les

circulations

- Prendre en compte le bruit de la pluie pour les

toitures légères (à éviter)



Conclusion

Cette étude nous a beaucoup appris, par de nouvelles connaissances mais surtout au niveau de la

gestion de projet.

Il a été très intéressant de travailler en binôme. Etant donné que nous venons de branches

différentes, Génie des Systèmes Urbain et Génie des Procédés, nous avions deux visions différentes

des thèmes. D’un côté les notions de GSU et de l’autre celles du développement durable. Cette

particularité de notre binôme nous a permis de compléter une partie de nos lacunes et de

confronter nos points de vue. Par son contenu ce projet nous a beaucoup intéressé et nous y avons

chacune trouvé notre apport personnel.

Nous avons eut des difficultés à commencer le projet. Nous avons fait l’erreur de ne pas redéfinir le

sujet entre nous puis avec Mme Buhé, ce qui nous a fait perdre du temps. Cependant nous avions

tout de même trouvé le projet HQE2R au cours de nos recherches préliminaires. Ensuite, nous avons

eut des problèmes de communication avec l’autres binôme, constitué de Célia et Céline. Ce qui a

engendré des problèmes d’organisation et d’incompréhension.

Cependant nous avons su résoudre ces soucis en fixant des rendez-vous hebdomadaire et en créant

une adresse G-mail. Cette adresse n’a pas été suffisamment utilisée, nous avons plus souvent

communiqué par mail. Nous avons aussi réalisé un planning que nous nous sommes efforcées de

tenir. Il aurait fallu fixer des dates et des objectifs plus précis.

Nous pensons avoir été réactives aux conseils de Mme Buhé, en particulier au niveau des

corrections. Ce projet nous a permis de nous plonger dans l’univers professionnel en travaillant en

équipe. Nous avons ainsi pu nous améliorer et corriger nos lacunes en gestion de projets avant de

partir en PFE.



Bibliographie

Réduire la consommation d'énergie et améliorer la gestion de l'énergie

Cours et projet BA01 – Equipements techniques du bâtiment


http://www.eau2pluie.com/

http://www.eaufrance.fr

http://www.euractiv.com/fr/developpement-durable/eau-conomie-durabilit/article-174574

http://www.ideesmaison.com/Maison-ecolo/Materiaux-et-equipements/Recuperation-de-l-eau-de-

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http://www.atlantique-environnement.fr/index_fichiers/eaudepluie.htm


http://www.vedura.fr/

http://www.eaudanslaville.fr/spip.php?article560

http://www.provencegeoconseils.com/assainissement.htm

http://www.lorraine.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/theme15.pdf

http://www.total.com/fr/responsabilite-societale-environnementale/dossiers/eau-douce/mieux-

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http://www.observatoire-environnement.org/OBSERVATOIRE/2-eau-et-usages-28-62.html

http://www.ademe.fr/partenaires/Boues/Pages/f14.htm

http://www.encyclopedie-gratuite.fr/Definition/Technique/norme-rejet-eaux.php

Contact : Station d’épuration de Lannion et de La Croix Saint Ouen.

Confort acoustique

http://cataloguesetra.documentation.equipement.gouv.fr/

http://www.certu.fr/IMG/pdf/MementoAcoustique.pdf

http://www.cher.equipement-agriculture.gouv.fr/article.php3?id_article=594

http://www.preventica.com/dossier_confort_acoustique.php

http://www.ecologie.gouv.fr/Reglementation-acoustique-de-la.html

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/25/30/13/PDF/ajp-jp4199404C530.pdf

GAHIA Formation au référentiel HQE – Confort Acoustique

réalisation d'un guide de solutions pour l'aménagement urbain durable

Documents