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Diagnostic énergétique

Rapport d’étude

Étude réalisée avec le soutien de :

Maître d’ouvrage : Mairie de Chonas l’Amballan

Objet de l’étude : Groupe scolaire Étude réalisée par :

ERMEL ENERGIE 3 Avenue du Général Leclerc 38200 Vienne

Rév. Date Description Auteur Validation

A2 26/05/2011 Rapport d’étude Sébastien DURY Marcel Guillen

B1 15/06/2011 Rapport final Sébastien DURY Marcel Guillen

C1 15/06/2012 Rapport final révisé Marcel Guillen Marcel Guillen

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ERMEL ENERGIE Diagnostic Energétique de bâtiment Groupe scolaire Chonas l’Amballan

Sommaire

1 Introduction ...................................................................................................................... 3

2 Description des bâtiments et de ses équipements .............................................................. 4

2.1 Renseignements généraux .......................................................................................................... 4

2.2 Bâti ............................................................................................................................................... 7

2.3 Conditionnement des locaux ..................................................................................................... 10

2.4 Autres usages énergétiques ...................................................................................................... 11

3 Analyse ........................................................................................................................... 12

3.1 Bâti ............................................................................................................................................. 12

3.2 Chauffage .................................................................................................................................. 14

3.3 Bilan initial des consommations énergétiques estimées .......................................................... 20

4 Préconisations d’améliorations ........................................................................................ 22

4.1 Méthodologie ............................................................................................................................ 22

4.2 Améliorations des bâtiments .................................................................................................... 24

4.3 Amélioration des systèmes de chauffage.................................................................................. 26

4.4 Ventilation ................................................................................................................................. 27

4.5 Gestion de l’énergie .................................................................................................................. 28

4.6 Bilan après améliorations .......................................................................................................... 28

4.7 Validation TH-C-E ex .................................................................................................................. 31

4.8 Principe d’une chaufferie bois ................................................................................................... 32

5 Conclusion ...................................................................................................................... 33

Références ................................................................................................................................. 34

Annexes 35

Principaux résultats du calcul RT2005 ................................................................................................... 35

Thermographie infrarouge .................................................................................................................... 35


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1 Introduction

La mairie de Chonas l’Amballan souhaite porter un diagnostic énergétique sur les bâtiments du groupe scolaire. L'objectif de cette étude est la détermination des gisements potentiels d’économies d’énergies et l’évaluation d’un plan d’action pour l’amélioration énergétique des bâtiments. Le maître d’ouvrage pourra décider, en parfaite connaissance, des investissements qu'il souhaite entreprendre comme par exemple l’amélioration de l'isolation thermique du bâtiment, l’optimisation des systèmes thermiques etc...

Par la suite, il appartiendra au maître d’ouvrage, et aux entreprises et personnes chargées de l’exécution des travaux, de prendre à cet égard toutes les précautions nécessaires et en particulier au regard de la réglementation thermique 2005 et à ses décrets présents et à venir définissant ses modalités d’application aux bâtiments existants.


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2 Description des bâtiments et de ses équipements

2.1 Renseignements généraux

2.1.1 Données générales Maître d’ouvrage : Commune de Chonas l’Amballan Bâtiments : École maternelle, école primaire, périscolaire. Code postale : 38131 Ville : Chonas l’Amballan Téléphone : 04-74-58-81-48 Télécopie : 04-74-58-95-90 Email : [email protected] Interlocuteur principal Nom : Mr Jacques Jury Fonction : Adjoint au maire Données météorologiques Latitude : 45°27’36.91’’N Longitude : 4°48’41.89’’E Altitude : 257m Station météorologique : Lyon-Bron Température extérieure de base : -11°C

mailto:[email protected]


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2.1.2 Données énergétiques Électricité Un seul compteur électrique sous le tarif bleu, de puissance souscrite 36 kVA, alimente l’ensemble de ces bâtiments, Nous avons recueilli les factures du groupe EDF afin de déterminer les consommations d’électricité de chaque bâtiment. Ci-dessous la consommation en électricité et les dépenses du groupe scolaire sur 3 années :

Année Consommation [kW.h] Montant réel [TTC] PU [€TTC/kW.h]

2007 51 237.00 5 203.42 0.1016

2008 51 095.00 5 258.40 0.1029

2009 49 861.00 5 149.96 0.1033 Ci-dessous l'évolution de la consommation et du montant payé:

0 €

1 000 €

2 000 €

3 000 €

4 000 €

5 000 €

6 000 €

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

2007 2008 2009

[€]

[kW

h]

Année

Évolution de la consommation et du montant à payer en électricité pour le groupe scolaire

Consommation [kW.h]

Montant réel [TTC]

On peut constater que la consommation en électricité du groupe scolaire reste à peu près constante tout comme les prix. Les besoins couverts par l’électricité sont :

- Eclairage - ECS - Chauffage des bâtiments annexes - Divers (ordinateurs, auxiliaires, cuisinière, armoire réfrigérante)


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Fuel domestique Les livraisons de fuel sont communes pour le groupe scolaire et la mairie. Les consommations de chacun des bâtiments ne sont pas identifiées. Ci-dessous les livraisons et dépenses de fuel des quatre dernières années :

Date Mètres cubes Consommation [kWh] Montant réel [TTC] PU [€TTC]

2007 15.2 151 079.48 8 850.40 0.0586

2008 16.6 165 502.00 13 091.66 0.0791

2009 17.5 174 235.72 9 165.80 0.0526

2010 19.3 192 101.96 12 413.89 0.0646

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

2007 2008 2009 2010

[€]

[kW

h]

Année

Évolution de la consommationet du montant réel de fuel pour l'ensemble des bâtiments

Consommation [kWh]

Montant réel [TTC]

On peut constater que les consommations de fuel sont en constantes augmentation depuis quatre ans, en effet en 2007 la consommation était de 151 079 kWh alors qu’en 2010 elle est de 192 101 kWh soit une augmentation de 40 000kWh en quatre ans. Les besoins couverts par la consommation de fuel sont :

Chauffage des bâtiments : école primaire et maternelle et la mairie et ses dépendances


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2.2 Bâti

2.2.1 Fonctionnement des établissements Notre étude portera sur les bâtiments suivants :

L’école primaire (Type Jules Ferry) datant du début du XXe siècle(1914): composée de quatre classes, de deux cages d’escalier, d’une bibliothèque, d’une salle de rangements et de deux bureaux.

Les bâtiments périscolaires datant des années 70 et 80 : composés de la cantine, de la cuisine, d’une garderie et des sanitaires.

L’école maternelle construite en 2003 : composée de deux grandes classes, d’une salle d’évolution, de sanitaires, de vestiaires, d’une salle de repos, et d’un bureau.


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2.2.2 Zonage du site Pour l'étude énergétique, à partir des plans papiers remis lors de la visite, nous avons défini le zonage suivant : École maternelle : Surface utile : 371 m² Volume chauffé : 1014 m3

Nombre de niveau : 1

Zone Libellé Surface [m²] Volume [m3]Hauteur sous

plafond [m]

1 Classes 145.8 437.4 3

2 Salle d'évolution 70.25 189.675 3/2.4

3 Sanitaires 25.7 64.25 2.5

4 Vestiaires 39 97.5 2.5

5 Salle de repos 27.2 68 2.5

6 Bureau+Tisannerie+circulation 63 157.5 2.5 École primaire : Surface utile : 281 m² Volume chauffé : 852 m3



plafond [m]

1 Salles de classe rez de chaussée 93 320.85 3.45

2 Salles de classe étage 93 254.82 2.74

3 Bureaux 19.9 52.337 2.6

4 Bibliothèque + rangements 74.8 224.4 3 Bâtiments périscolaires : Surface utile : 183 m² Volume chauffé : 505 m3



plafond [m]

1 Cantine 70.3 201.058 2.9

2 Classe 61.05 177.045 2.9

3 Cuisine 11.66 26.818 2.3

4 Sanitaires 40.15 100.375 2.5

2.2.3 Modifications prévues

Il est prévu de détruire les bâtiments périscolaire (cantine, classe, sanitaires, cuisine) afin de reconstruire une cantine mieux adaptée avec cuisine ainsi que de nouvelles salle de classe. De plus, l’installation d’une seule chaudière centralisée avec un réseau de chaleur pour tous les bâtiments pourront être envisagés.


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2.2.4 Composition des bâtiments École maternelle :

Description Matériau extérieur Structure Isolation

Murs extérieurs Enduit [10mm] Béton [200mm] Laine de roche [100mm]

Toiture terrase Aucun Béton [200mm] Mousse isolante [100mm]

Toiture sous combles Aucun Plafond suspendu [25mm] Laine de verre [200mm]

Murs

Plafonds

Description Encadrement Vitrage Occulattion nocturne

Fenêtre Aluminium double oui

Portes extérieures Aluminium double non

Fenêtres

École primaire :


Murs extérieurs Enduit [10mm] Pierre [500mm] Aucune

Toiture sous combles Aucun Bois [60mm] Aucune

Plancher sur vide sanitaire Aucun Béton [300mm] Aucune

Murs

Plafonds


Fenêtres double vitrage Bois double oui

Portes extérieurs Bois aucun non

Fenêtres

Périscolaire :


Murs extérieurs isolés Enduit Parpaings [200mm] Laine de verre [100mm]

Murs extérieurs non isolés Enduit Parpaings [200mm] Aucune

Toiture isolée Aucun Plafond suspendu [20mm] Laine de verre [100mm]

Toiture non isolée Aucun Bois [30mm] Aucune

Plancher sur terre plein isolé Aucun Béton [300mm] Polystyrène [100mm]

Plancher sur terre plein non isolé Aucun Béton [300mm] Aucune

Portes extérieurs Bois aucun non

Murs

Plafonds

Planchers


Fenêtre bois double vitrage Bois double oui

Porte fenêtre bois Bois double non

Porte bois Bois non non

Fenêtres


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2.3 Conditionnement des locaux

2.3.1 Système de chauffage Chaudière fuel pour l’école maternelle et l’école primaire :

Régulation : Une régulation avec un réduit nocturne mais pas de réduction de température pendant les weekends et les vacances. Chauffage électrique pour les bâtiments périscolaires : Émetteurs : radiateurs électriques pour les sanitaires, la garderie et la cuisine et un plancher chauffant pour la cantine. Emetteurs : Radiateurs en fonte ou en fonte d’aluminium avec robinets thermostatiques. Voici les températures de consignes du groupe scolaire :

École maternnelle

École primaire

Périscolaire

19.7

21

Températures de

consignes [°C]

22

Chaudière Marque Brûleur ModèlePuissance de

chaudière [kW]

Année de

fabrication

Maternelle+Primaire De Dietrich Cuenod C14 80 à 115 2003


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2.3.2 Ventilation La maternelle possède une VMC simple flux non modulée avec des bouches auto-réglables qui assurent le renouvellement de l’air. Aucun système ne permet de faire varier les débits d’air en fonction de l’occupation des pièces. L’école primaire possède deux petites VMC situées dans les combles assurant le renouvellement de l’air.

2.4 Autres usages énergétiques

2.4.1 Eau chaude sanitaire La production d’eau chaude sanitaire est assurée par un ballon électrique qui est situé dans la cuisine des bâtiments périscolaires. Cette eau n’est utilisée que pour la cuisine. Un petit ballon d’eau chaude électrique alimente l’école maternelle.

2.4.2 Éclairage Les différents bâtiments sont équipés de tubes fluorescents et de lampes à incandescence.

2.4.3 Autres appareils raccordés au réseau électrique Lors de la visite nous avons identifié les équipements électriques suivants :

Four Armoires réfrigérantes Ordinateurs


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3 Analyse

3.1 Bâti

3.1.1 Résumé rapide de la thermographie IR Une thermographie infrarouge des bâtiments à été réalisée le 29 Octobre 2010. Voici un bref résumé des conclusions tirées grâce à la thermographie. Vous trouverez ci-joint en annexe le rapport complet de cette thermographie IR. Maternelle :

On constate de forte déperditions par les parois vitrées Primaire :

On peut facilement constater que les murs sont composer de deux pierres différentes, une pierre dense et très conductrice au niveau des fondation et une pierre plus friable, moins conductrice au dessus.


13/35

Périscolaire :

Les parois sont très déperditives, on peut voir les radiateurs à travers les murs, le pont thermique au niveau du sol est aussi très prononcé. Notre inspection met en évidence :

- Les pertes thermiques par les murs en pierre de l’école primaire sont importantes

- La partie basse de l’école primaire est plus déperditive que le haut du bâtiment.

- Les murs et toitures des bâtiments annexes (accueil, salle de restauration, sanitaires) sont isolés, les pertes thermiques se font principalement par les menuiseries et le périmètre du plancher bas.

- Le bâtiment récent de l’école maternelle n’est pas très performant.

- Le chauffage n’est pas réduit pendant les congés scolaires

- Des fenêtres sont restées ouvertes derrières les volets fermés

-

Sur la basees constations faites lors de la visite nous préconisons :

- La mise en place d’un système de gestion du chauffage

- Sensibiliser le personnel à la maitrise de l’énergie afin d’éviter les gaspillages.

- Des économies substantielles pourront être réalisées grâce aux actions suivantes:

- Le remplacement des menuiseries sur les bâtiments les plus anciens.

- L’isolation thermique des murs et du grenier de l’école primaire

Comme on peut le constater, le mur de l’école primaire est composé de deux matériaux différents. Pour les fondations, il est très conducteur mais très solide tandis qu’au dessus, il est plus friable et plus isolant.


14/35

3.2 Chauffage

3.2.1 Conditions d’utilisation Grâce aux sondes placées dans les différents bâtiments, nous avons pu déterminer les températures de consignes, examiner les systèmes de régulation (la nuit, le weekend, les vacances scolaires), et ainsi effectuer notre étude. Ci-dessous l’évolution de la température dans la maternelle du 10/02/11 au 10/03/11 :

A partir de ce graphique, on peut constater que le chauffage fonctionne aussi pendant le week-end ’aucune régulation de vacances scolaire n’est en place. On peut voir une régulation de nuit mais seulement parfois une régulation de week end. Ci-dessous l’évolution de la température dans l’école primaire du 02/02/11 au 02/02/11 :

-5 0 5

10 15 20 25 30

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/20

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Évolution de la température dans la maternelle

Placard Salle de cours Circulation Extérieur

-5

0

5

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:00

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/03

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09

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:00

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/03

/20

11

00

:00

Relevé de température dans l'école primaire

Placard Cage d'escalier Salle de cours Extérieur


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Ci-dessous l’évolution de la température de la maternelle pour la journée du 27 Février 2011

A partir de ce graphique, on peut observer précisément l’évolution de la température dans l’école maternelle. On constate que le chauffage doit démarrer autour de 6h et s’arrêter vers 22h. Il y a donc des économies à faire sur ce genre de régulation car l’école ne commence qu’à 8h et finit vers 16h30.Il serait plus convenable d’arrêter le chauffage vers 16h. Ci-dessous l’évolution de la température de l’école primaire pour la journée du 27 Février 2011

A partir de ce graphique, on peut observer précisément l’évolution de la température dans l’école primaire. On constate que le chauffage doit démarrer autour de 4h et s’arrêter vers 21h. Il y a donc des économies à faire sur ce genre de régulation car l’école ne commence qu’à 8h et finit vers 16h30.Il serait plus convenable de démarrer vers 6h/6h30 et d’arrêter le chauffage vers 16h.

0

5

10

15

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252

1:3

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:36

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00

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02

:24

:00

Tem

pért

ure

en [°

c]

Heures

Évolution de la température dans la maternnelle

Température de la maternelle

Température extérieure

06H

14

22H

04

ΔTmax = 3.1°C

0

5

10

15

20

25

00:00:00 04:48:00 09:36:00 14:24:00 19:12:00 00:00:00 04:48:00

Tem

pé

ratu

re e

n [

°C]

Heures

Température de l'école primaire

Température extérieure

4h20 21h19

ΔTmax = 3.4°C

Évolution de la température dans l'école primaire


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3.2.2 Synthèse des déperditions du groupe scolaire Les déperditions thermiques du bâtiment ci-dessous sont calculées selon les normes NF EN 12831 et NP P 52-612/CN :

Pertes Dperditions G

W/K W W/Km3

Maternelle 802.52 26 483.29 0.64

Primaire 1 120.54 33 945.65 1.31

Périscolaire 966.63 28 415.72 1.91

Total 2 889.69 88 844.66

Bâtiments

Total des pertes

Périscolaire

École primaire

40%

19%8%

14%

0% 19%

Détail des pertes

Mur

Toit

Plancher

Ouvrant

Pont Thermique

Aeraulique

École maternelle

7%12%

0%

19%

30%

32%

Détail des pertes

Mur

Toit

Plancher

Ouvrant

Pont Thermique

Aeraulique

17%

14%

5%

10%7%

47%

Détail des pertes

Mur

Toit

Plancher

Ouvrant

Pont Thermique

Aeraulique


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3.2.3 Consommation de chauffage Après avoir déterminé les pertes, les consommations de chauffage sont calculées selon la méthode des DJU en tenant compte de l’intermittence et des apports gratuits. L'intermittence prend notamment en compte le taux d'occupation. La consommation de chauffage est donnée par la formule générale ci-dessous Cch [kW.h] = Pertes * DJU * 24 * Cint * (1 –Apports* Creg.) / Rg DJU : Degrés jour unifiés

2007 2008 2009 Moyenne Trentenaire

2104 2159 2333 2199 2524 Cint : Coefficient d'intermittence prenant en compte les réductions de consigne.

Batiments

Maternelle

Primaire

Périscolaire

Coefficient d'intermittence moyen

92.00%

88.18%

92.61% Rg: rendement de l'appareil de chauffage

Bâtiments Génération Régulation Distribution ÉmissionRendement

global

Maternelle 80.00% 95.00% 90.00% 95.00% 64.98%

Primaire 80.00% 95.00% 90.00% 95.00% 64.98%

Périscolaire 100.00% 98.00% 100.00% 98.00% 96.04%

Rendements

Besoins bruts Apports

kWh/an kWh/an kWh/an kWh/m².an

Maternelle 54 690.60 24 245.60 46 741.13 134.07

Primaire 58 021.15 41 856.21 69 966.58 249.26

Périscolaire 47 054.47 6 474.37 47 677.22 260.30

Total 159 766.22 72 576.17 164 384.93 214.54

Résumé consommation de chauffage

Consommation

Comme on peut le constater sur la graphique ci-dessous, la hausse de la consommation énergétique pour le chauffage est en partie liée au à la rigueur climatique. Les DJU (degrés jours unifiés) mesurent l’écart l’écart de température entre une référence de 18°C et la température réelle mesurée sur l’année.


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0

500

1000

1500

2000

2500

0

50 000

100 000

150 000

200 000

2007 2008 2009

[DJU

]

[kW

h]

Évolution de la consommation du groupe scolaire et des DJU

42%

30%

28%

Répartion des consommations pour le chauffage

École primaire

École maternelle

Bâtiments périscolaire

On peut constater que le bâtiment le plus gourmand en énergie est l’école primaire car il n’est pas du tout isolé puis les bâtiments périscolaires et enfin la maternelle.


19/35

3.2.4 Estimation de la consommation de l’éclairage La consommation de l'éclairage est estimée en fonction : - du type d'équipement d'éclairage. - des ratios de puissance au m2 par activité de la zone. - de la durée de fonctionnement de l'éclairage. - du ratio d'éclairage naturel.

Maternelle

Primaire

Périscolaire

Total 16986

1650

Batiments

Résumé consommation éclairage

Consommation

[kWh/an]

8064

7272

3.2.5 Estimation de la consommation des appareils électrique Pour la maternelle, nous avons pris en compte l’ordinateur et imprimante du bureau : Pour les bâtiments périscolaires, nous avons pris en compte les armoires réfrigérantes et le four de la cuisine.

Total 2960

Bâtiments Consommation [kWh/an]

Résumé de consommation des appareils électriques

Maternelle

Périscolaire

260

2700

Primaire 2000

3.2.6 Estimation de la consommation des auxiliaires

Consommation [kWh/an]

Résumé de consommation des auxilliares

Bâtiments

Ventilation Maternelle

Ventilation Primaire

Total

1836

821

2657

3.2.7 Estimation de la consommation d’eau chaude sanitaire Pour les bâtiments périscolaires, le calcul a été réalisé à partir d’un ratio contenant le nombre de repas :

Périscolaire 3683

Total 3772

Résumé de consommation d'eau chaude sanitaire

Bâtiments Consommation [kWh/an]

Maternelle 89


20/35

3.3 Bilan initial des consommations énergétiques estimées

3.3.1 Bilan énergétique

Postes

Fuel

domestique

(kW.h)

Electricité

(kW.h)

Energie finale

(kW.h)

Dépense

(€_TTC)

Energie finale

(kW.h/m²)

Dépense

(€_TTC/m²)

Chauffage 116 708 47 677 164 385 12 655 197 15

Divers 0 26 374 26 374 2 886 32 3

Total 116 708 74 051 190 759 15 541 229 19 La consommation de fuel du groupe scolaire représente 65% de la consommation total.

Chauffage

86%

Divers

14%

Energie finale (kW.h)

Le poste majoritaire est le chauffage. Nous obtenons un ratio de consommation énergétique finale de 229 kWh/m², cette valeur est sensiblement supérieure à la moyenne nationale des écoles qui se situe à 155 kWh/m² selon la dernière enquête publiée par l’ADEME. Le coût énergétique est également plus élevé que la moyenne nationale avec 19€ TTC/m² contre 9 € TTC/m² toujours selon la même source.


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3.3.2 Bilan environnemental Le bilan environnemental des bâtiments est présenté ci-dessous en énergie primaire et émission de gaz à effet de serre (équivalent CO2). Pour passer de l’énergie finale à l’énergie primaire, il faut multiplier par 2.58 pour l’électricité et par 1 pour le fuel.

PostesEnergie finale

(kW.h)

Energie primaire

(kW.h)

GES

(kg_CO2)

Energie primaire

(kW.h/m²)

GES

(kg_CO2/m²)

Chauffage 164 385 239 715 39 017 287 47

Divers 26 374 68 046 2 215 82 3

Total 190 759 307 761 41 233 369 49

On constate que le groupe scolaire est classé au niveau E (énergie) et D (climat) du DPE. Ce ne sont pas des bâtiments performants au niveau de la consommation d’énergie.

Consommation conventionnelle : Estimation des émissions :

Bâtiment économe Faible émission de GES

Bâtiment énergivore Forte émission de GES

Nota : étiquette indicative. Le calcul ne correspond pas au calcul réglementaire DPE

Consommations énergétiques (en énergie primaire) Emissions de gaz à effet de serre (GES)

369 49 kWhEP/m².an kgéqCO2/m².an


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4 Préconisations d’améliorations

4.1 Méthodologie

4.1.1 Rappel du cadre réglementaire Dans le cadre d’un projet de réhabilitation, le maitre d’ouvrage devra appliquer la réglementation en vigueur. Actuellement, la réglementation thermique RT2005 des bâtiments existants est applicable.

Selon la nature des travaux de réhabilitation et le coût global des travaux la réglementation globale ou par éléments sera applicable à ce projet. Dans le cadre de l’application de la réglementation thermique élément par élément, tout élément modifié ou créé devra satisfaire aux critères de la réglementation. La figure suivante indique les valeurs minimales requises par la RT2005 pour les éléments du bâti.


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4.1.2 Objectif Compte tenu de l’évolution de la réglementation, nous vous conseillons de viser un niveau BBC (Bâtiment Basse Consommation) :

- Consommation moyenne maximale de 50 kWh EP/m².an en résidentiel

- Consommation RT 2005 - 40% en non résidentiel

Et selon la RT 2012 :

- Des travaux d'amélioration de la performance énergétique doivent être réalisés dans les bâtiments tertiaires publics et privés avant fin 2020.

4.1.3 Chiffrage Le chiffrage des investissements sera réalisé d’après : Les bases de données internes à ERMEL ENERGIE, Les valeurs issues du guide du diagnostic de performance énergétique [2] disponible sur site du ministère de l’emploi, de la cohésion sociale et du logement, La base de chiffrage « Annuel des Prix du Bâtiment 2010 » Pour chaque amélioration ayant un impact sur les consommations de chauffage, une nouvelle simulation est réalisée.


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4.2 Améliorations des bâtiments

4.2.1 École primaire

4.2.1.1 Isolation des murs La thermographie infrarouge montre bien que les murs ne possèdent aucune isolation. L’installation de l’isolation des murs par l’extérieur permettra de réduire les déperditions et diminuer les consommations de chauffage. Cette amélioration est indispensable afin de réduire les consommations de chauffage et améliorer le confort.

Nous vous recommandons de faire effectuer par des professionnels qualifiés, l’isolation des murs extérieurs. Elle permettra de supprimer tout les ponts thermiques dus aux différents murs de refends, et de plus, cela permettra de pouvoir utiliser le bâtiment pendant les travaux. L’isolation par l’extérieur aura l’avantage de pouvoir continuer à utiliser le bâtiment pendant les travaux ainsi que de réduire les ponts thermiques :

- Les ponts thermiques des mirs de refends et du plancher intermédiaire seront supprimés car ils seront recouverts par l’isolant.

- Afin de ne pas laisser de ponts thermiques au niveau des fenêtres, il sera nécessaire de faire des retours d’isolant sur les tableaux et appuis de celles-ci.

Gains : L’isolation des murs entraîne un abaissement du coefficient de transmission thermique et diminue ainsi les déperditions. Les besoins de chauffage se trouvent allégés et la consommation d’énergie correspondante est diminuée. Chiffrage : Nous avons évalué ci-dessous l’isolation par l’extérieur, avec 16 cm de polystyrène ou équivalent, sur une base de 125 €HT/m². et une surface totale de murs à isoler de 750 m² :

Consommation Gain

Situation initiale

Consommation chauffage kW.h/an 69 967

Dépenses € HT/an 4 459

Equivalent carbone kg CO2/an 20 990

Isolation murs extérieurs 16 cm LDR

Consommation chauffage kW.h/an 42 930 27 037

Dépenses € HT/an 2 736 1 723

Equivalent carbone kg CO2/an 12 879 8 111

Investissement € HT 93 750

Temps de retour brut années 54

Améliorations murs

Grâce à l’isolation par l’extérieur, les pertes thermiques par les murs et les ponts thermiques seront fortement diminuées, le gain sur les consommations de chauffage de l’école primaire sera de 39%.Nous n’avons pas tenu compte du projet de construction pour ce qui est de l’aspect extérieur car nous n’avons pas les informations.


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4.2.1.2 Isolation de la toiture Nous préconisons une isolation des toits de l’école primaire avec 40 cm de laine de roche.

Chiffrage : Le budget pour les travaux d’isolation est estimé sur la base de 36 €HT/m2 pour l’installation de 40 cm de laine de roche déroulée ou soufflée.

Améliorations toiture Consommation Gain

Situation initiale




Isolation toiture terrasse


Dépenses € HT/an 3 461 998



Temps de retour brut années 3 Le gain sur la consommation de chauffage de l’école primaire sera de 22%.

4.2.2 École maternelle Malgré un bâtiment récent, ses caractéristiques thermiques ne sont pas à la hauteur car nous avons pu constater que de ont thermiques étaient présents. Des travaux seraient très couteux et très difficile à rentabiliser. Nous ne préconisons donc pas d’amélioration sur le bâtiment en lui-même.

4.2.3 Périscolaire Un projet de démolition et de reconstruction est en œuvre .Pour la réalisation de ce projet, nous vous invitons à vous fixer des objectifs de performance au niveau BBC (Bâtiment Basse Consommation) pour ne pas répéter les erreurs de la maternelle.


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4.3 Amélioration des systèmes de chauffage

4.3.1 Chaudière fuel à condensation En installant une nouvelle chaudière fuel à condensation avec un gain de 5 % sur le rendement pour la maternelle et l’école primaire voici les économies engendrées.

Consommation Gain

Situation initiale




Chaudière fuel condensation






Améliorations chauffage

Le gain sur la consommation total de chauffage du groupe scolaire est de 6%.

4.3.2 Optimisation de la programmation A partir des sondes de températures que nous avons placées, nous avons pu constater que les journées de chauffage étaient trop longues par rapport à l’utilisation des bâtiments et qu’il n’y avait pas de régulation de weekend. Les appareils à installer sont :

- Unité centrale

- Sonde ambiance par pièce

- Commutateur

- Régulateur de chaudière

-

Grâce à ce système de régulation voici les économies engendrées.

Consommation Gain

Situation initiale




Régulation






Améliorations régulation

Le gain sur la consommation total du groupe scolaire est de 13%.


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4.4 Ventilation

4.4.1 École maternelle L’école maternelle possède une VMC simple flux non modulée, c’est-à-dire que les débits extraits sont toujours les mêmes que la pièce soit occupée ou pas. Nous vous proposons d’installer une VMC modulée qui permettra donc de faire des économies. Ainsi le confort des occupants sera améliorer et lorsque les locaux ne seront pas occupés, la chaleur restera à l’intérieur ce qui permettra de faire des économies à la fois sur la consommation électrique de la ventilation et aussi sur la puissance de chauffage.

Nous avons évalué la rentabilité sur la base des investissements suivants : Caisson VMC modulée 2 033 €TTC Réseau de gaine 30 €TTC/6m Remise en service avec installation 1 200 €TTC

Consommation Gain

Situation initiale




Combinaison des améliorations aérauliques





Temps de retour brut années 4.7

Améliorations aérauliques

Le gain sur la consommation de chauffage de la maternelle est de 28 % et le confort des occupants sera amélioré.

4.4.2 École primaire L’école primaire possède deux caissons de ventilation simples flux non modulés, c’est-à-dire que les débits extraits sont toujours les mêmes que les pièces soient occupées ou non. Nous vous proposons d’installer une VMC modulée qui permettra donc de faire des économies. Ainsi le confort des occupants sera améliorer et lorsque les locaux ne seront pas occupés la chaleur restera à l’intérieur ce qui entraînera des économies à la fois sur la consommation électrique de la ventilation et aussi sur la puissance de chauffage.

Consommation Gain

Situation initiale




Combinaison des améliorations aérauliques





Temps de retour brut années 5.5

Améliorations aérauliques

Le gain sur la consommation de chauffage de l’école primaire est de 15%.


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4.5 Gestion de l’énergie

Des économies d’énergie pourront être réalisées grâce à une sensibilisation accrue du personnel et des enseignants, notamment sur les postes de chauffage éclairage et fermeture des fenêtres. Afin de sensibiliser le personnel, nous recommandons de l’informer sur le coût et l’impact environnemental de l’énergie inutilement consommée. Nous recommandons à la commune de mettre en place une gestion énergétique sur son patrimoine. La création d’un poste de responsable énergie (sensibilisation, expertise technique, conseils performance énergétique…) pourra être envisagée au niveau de la structure intercommunale (CAPV). La mise en œuvre d’indicateurs permettra de comparer les consommations énergétiques à la rigueur climatique (DJU), la population (habitants), les surfaces chauffées… et de faire une analyse pertinente pour identifier les dérives. Un suivi mensuel des améliorations proposées sera nécessaire ainsi qu’un tableau de bord de l’évolution des économies en fonction des objectifs fixés.

4.6 Bilan après améliorations

4.6.1 Bilan économique

Consommation Gain

Situation initiale

Consommation totale kW.h/an 49 733



Combinaison des améliorations

Consommation totale kW.h/an 26 225 23 508

Dépenses € HT/an 1 671 1 498




Combinaison des améliorations

Dans ce cas, les consommations et dépenses énergétiques sont fortement réduites, le temps de retour brut sur investissement est de 22 ans pour un investissement global de 112 683 €TTC. Après toutes ces améliorations les bâtiments seront assez performants et consommeront moins d’énergie. Le gain sur la consommation de chauffage du groupe scolaire est de 69%.


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4.6.2 Bilan énergétique Le bilan énergétique de la maternelle et de l’école primaire est présenté ci-dessous en énergie finale et dépense TTC

PostesFuel domestique

(kW.h)

Electricité

(kW.h)

Energie finale

(kW.h)

Dépense

(€_TTC)

Energie finale

(kW.h/m²)

Dépense

(€_TTC/m²)

Chauffage 37 113 0 37 113 2 365 57 4

Divers 0 17 614 17 614 1 928 27 3

Total 37 113 17 614 54 727 4 293 84 7

Chauffage

68%

Divers

32%

Energie finale (kW.h)

Chauffage

55%

Divers

45%

Dépense (€_TTC)

Le poste majoritaire reste le chauffage par rapport à l’énergie. Nous obtenons un ratio de consommation énergétique finale de 84 kWh/m², cette valeur est vraiment inférieure à la moyenne nationale des établissements administratifs qui se situe à 155 kWh/m² selon la dernière enquête publiée par l’ADEME. Le coût énergétique serait également inférieur à la moyenne nationale avec 7€ TTC/m² contre 9 € TTC/m² toujours selon la même source.


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4.6.3 Bilan environnemental Le bilan environnemental des bâtiments est présenté ci-dessous en énergie primaire et émission de gaz à effet de serre (équivalent CO2)

PostesEnergie finale

(kW.h)

Energie primaire

(kW.h)

GES

(kg_CO2)

Energie primaire

(kW.h/m²)

GES

(kg_CO2/m²)

Chauffage 37 113 37 113 11 134 57 17

Divers 17 614 45 445 1 480 70 2

Total 54 727 82 557 12 613 127 19

Chauffage

45%Divers

55%

Energie primaire (kW.h)

Chauffage

88%

Divers12%

GES (kg_CO2)

Les bâtiments seront plus performants et se trouveront au niveau C du DPE.

Consommation conventionnelle : Estimation des émissions :

Bâtiment économe Faible émission de GES

Bâtiment énergivore Forte émission de GES

Nota : étiquette indicative. Le calcul ne correspond pas au calcul réglementaire DPE

Consommations énergétiques (en énergie primaire) Emissions de gaz à effet de serre (GES)

127 19 kWhEP/m².an kgéqCO2/m².an


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4.7 Validation TH-C-E ex

L’objectif est de trouver les solutions constructives afin de diminuer les consommations énergétiques et d’atteindre le niveau BBC (bâtiment basse consommation) selon la réglementation thermique RT 2005 pour les bâtiments existants (Cref-40%). Le calcul réglementaire (TH-C-E ex) montre que la combinaison d’améliorations proposées permettre d’atteindre le label BBC à condition d’installer une chaufferie automatique au bois. Pour atteindre l’objectif, l’ensemble des améliorations suivantes devra être effectué : Pour l’école maternelle :

- Une ventilation double flux afin de limiter les pertes aérauliques

- L’installation d’un système d’optimisation de la programmation du chauffage

- La mise en place d’une chaufferie bois

- L’éclairage devra être changé par des lampes plus économiques en énergie

Pour l’école primaire :

- L’isolation thermique des murs par l’extérieur et de la toiture

- L’installation d’une VMC double flux

- L’installation d’un système d’optimisation de la programmation du chauffage

- La mise en place d’une chaufferie bois

- L’éclairage devra être changé par des lampes plus économiques en énergie

Les consommations énergétiques du groupe scolaire sont à présent calculées selon la méthode Th-C-E par le logiciel Climawin. Elles intègrent les consommations du chauffage, de la climatisation, de l’eau chaude sanitaire, de la ventilation, de l’éclairage et des auxiliaires. Les consommations sont exprimées en énergie primaire.et sont rapportées à la Surface Hors-Œuvre Nette (SHON) d’où un écart possible avec les précédents calculs rapportées à la surface utile.

Pour l’école maternelle :

Cep projet = 62.95 kWh EP/m2.an

Cep référence = 65.06 kWh EP/m2.an

Gain = +3.25 %

Pour l’école primaire : Cep projet = 35.35 kWh EP/m2.an

Cep référence = 59.19 kWh EP/m2.an

Gain = +40.28 %

Les fiches de synthèses détaillées de calcul TH-C-E sont données en annexe.


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4.8 Principe d’une chaufferie bois

L’installation d’une chaufferie à bois déchiqueté (plaquettes) avec son silo pourrait être une alternative intéressante du point de vu économique et environnemental.

Schéma de principe

La proximité des bâtiments (mairie, maternelle, primaire, projet d’extension), permet d’envisager ce projet, les avantages sont multiples : le coût du combustible est moindre, un chauffage uniformisé, une diminution importante des émissions de gaz à effet de serre.

Une chaufferie biomasse aurait les avantages suivants :

- Baisse des coûts de combustibles d’environ 40% - Diminution très importante des émissions de gaz à effet de serre (55% à 75%) - Migration vers une énergie renouvelable -

Cet investissement pourra être en partie financé par les aides : - ADEME via le fonds chaleur - Certificats d’économie d’énergie

Une étude de faisabilité en bonne et due forme, conforme au cahier des charges de l’ADEME « Etude de faisabilité, chaufferie bois », sera indispensable pour définir de façon précise les équipements, le génie civil ainsi que les modifications des installations thermiques.


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5 Conclusion

La consommation énergétique du groupe scolaire de Chonas l’Amballan est relativement élevée, elle est sensiblement supérieure à la moyenne nationale des bâtiments de même catégorie. Suite à notre diagnostic énergétique, nous avons pu identifier des améliorations pouvant réduire la consommation en énergie des différents bâtiments. Nous préconisons de réaliser immédiatement les améliorations liées aux systèmes de régulation du chauffage, et de mener une mission de type comportementale afin de sensibiliser le personnel et les enseignants. Cette action, ne nécessitant pas d’investissement important, seront rentabilisées très rapidement et permettront de mettre fin à des gaspillages. L’installation de système de ventilation double flux permettra de réduire les déperditions liées au renouvellement d’air. Cette amélioration est à envisager rapidement car elle générera des gains élevée qui permettront de rentabiliser les investissements en quelques années. L’objectif de bâtiments à basse consommation peut être envisagé sur le moyen terme. Les calculs règlementaire RT2005 que nous avons réalisé montre que le label BBC peut être atteint pour l’école primaire en isolant efficacement les murs et la toiture et en installant une chaufferie fonctionnant au bois. L’ensemble de ces améliorations devra être coordonné avec projet d’extension du groupe scolaire actuellement en cours d’étude.


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Références

Réglementation thermique RT2005 FFB, ADEME et COSTIC: « Amélioration énergétique des bâtiments existants : les bonnes solutions », Edité par l’ADEME. Guide de l’AICVF – Bâtiments non-résidentiels: « Calcul prévisionnel des consommations d’énergie » Juillet 2000 Guide de recommandations « Diagnostic de Performance Energétique » 2009 Petite GTB dans des bâtiments tertiaires et de taille moyenne – ADEME - 30/04/2003 Journal officiel de la République Française : « Arrêté du 3 mai 2007 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des bâtiments existants ». Journal officiel de la République Française : « Arrêté du 15 septembre 2006 relatif au diagnostic de performance énergétique pour les bâtiments existants proposés à la vente en France métropolitaine ». Ministère de l’Economie : « Energie et matières premières, prix des énergies », mise à jour août 2008. Energie et patrimoine communal, Enquête TNS Sofres 2005, ADEME, 21/11/2007.


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Annexes

Principaux résultats du calcul RT2005

Thermographie infrarouge

diagnostic énergétiquemairie-chonaslamballan.fr/file-fetch/277-12-07-26-chonas-02-c1-audi… ·...

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