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La démarche durable se construit en amont

HUGO LEROUX hleroux@industrie-technologies.com

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Le bâtiment consomme trop. La nouvelle réglementation thermique va obliger les acteurs du BTP à revoir leur copie énergétique. Sans sacrifier au confort. À toutes les étapes de la construction, des solutions innovantes existent. Encore faut-il les articuler harmonieusement. Dès la conception, le secteur doit donc chambouler ses habitudes.

Exit, les passoires thermiques ! Voilà le nouveau leitmotiv de l'industrie du BTP. Voeu pieux ? Plus après le 1er janvier 2013. À cette date, la nouvelle réglementation thermique, dite RT 2012, issue du Grenelle de l'environnement, s'appliquera à toute construction neuve. D'ailleurs, elle est déjà une obligation pour les bâtiments neufs du tertiaire depuis le 1er juillet 2011. La RT impose un besoin énergétique de 50 kWh/m2/an en moyenne pour cinq usages principaux : ventilation, climatisation, chauffage, éclairage, eau chaude. À titre de comparaison les performances se situent actuellement entre 150 kWh/m2/an pour le neuf et 300 pour l'ancien. Moins contraignante pour la rénovation, la RT 2012 entraîne tout de même un véritable changement de paradigme.

Conséquence : les meilleures pratiques de l'écoconstruction, jusqu'alors l'apanage de quelques bons élèves respectant des labels contraignants, vont s'imposer à tous les acteurs du BTP. « La conception d'un bâtiment à haute efficacité énergétique relève de deux principes : minimiser les pertes thermiques et maximiser les gains solaires », explique David Marigny, ingénieur responsable de projet chez Bouygues Immobilier. « Cela passe d'abord par l'architecture bioclimatique, qui consiste à intégrer le bâtiment dans son environnement grâce à l'exposition et le choix des surfaces vitrées. Ensuite, il y a tout un panel de choix techniques, de l'isolation aux équipements ».

Les équipementiers en ébullition

Pour Charles Baloche, directeur R&D du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), les opportunités industrielles sont à la hauteur du challenge : « La RT 2012 va doper une foultitude de technologies car elle impose une performance thermique globale. Rien ne sert d'isoler un mur à la perfection si la fenêtre est une passoire thermique. » Matériaux de gros oeuvre, isolants, vitrages, mais aussi dispositifs de chauffage, d'éclairage, de renouvellement d'air... Dans tous les secteurs, les centres R&D des équipementiers sont en ébullition. Des solutions très performantes existent déjà sur le marché.

Surtout, une directive européenne imposera d'ici 2020 des bâtiments à énergie positive. Des bâtiments qui consomment moins d'énergie qu'ils n'en produisent ! Les énergies renouvelables seront donc forcément de la partie. Alors que le photovoltaïque peaufine ses modes d'intégration sur les façades et les toits, capteurs solaires thermiques, pompes à chaleur ou géothermie débarquent aussi dans le mix énergétique du futur immeuble.

Enfin, les solutions de pilotage énergétique centralisées deviennent convaincantes. En se basant sur un réseau d'informations remontées par des capteurs, ces gestions techniques du bâtiment (GTB) optimisent le fonctionnement des équipements et donc leur consommation.

Pour autant, le bâtiment est-il prêt à intégrer cet éventail de solutions ? Traditionnellement, l'architecte élabore un dessin technique du bâtiment : l'esquisse. Celle-ci transite par des bureaux d'études techniques, qui apportent sur ce squelette des préconisations en matière de structure, d'isolation, d'acoustique ou d'équipement. Le tout est finalement transmis au constructeur et à ses sous-traitants. Pour des préoccupations évidentes de solidité des ouvrages, l'ingénieur structure est consulté très en amont de cette démarche. Mais thermiciens ou acousticiens ne doivent plus être les « parents pauvres » de cet échange entre les différents corps de métier. « Trop souvent, l'ingénieur thermique propose une isolation sur des plans déjà figés, tel un pompier pour éteindre l'incendie thermique », constate Bernard Sésolis, directeur du cabinet Tribu Énergie. « Cela ne suffit plus pour atteindre les 50 kWh/m2/an. Il faut considérer ces questions dès l'esquisse ».

Les développeurs d'outils de conception numérique ont compris la leçon. Les logiciels de dessin assisté par ordinateur des architectes et les logiciels de calcul dynamique des différents ingénieurs convergent vers l'interopérabilité. Objectif : réaliser l'esquisse et les différentes simulations mécaniques, thermiques, acoustiques, sur une même maquette numérique, que chaque spécialiste peut implémenter. Ces pratiques ont déjà cours dans l'aéronautique ou l'automobile, où des logiciels comme Catia de Dassault Systèmes, permet de concevoir des appareils de manière totalement intégrée. « Dans les concours d'architecture, certains jurys exigent d'ores et déjà des rendus de projets sous forme de maquette numérique », s'enthousiasme Emmanuel di Giacomo, conseiller technique architecture chez Autodesk, qui développe plusieurs solutions de logiciels pour le bâtiment.

Prévoir la réalisation

Plus encore que dans des secteurs industriels plus « classiques », le gouffre entre théorie et réalisation peut rapidement devenir catastrophique dans le BTP. Les acteurs de la construction diffèrent en taille et ne sont pas toujours sensibilisés aux dernières pratiques. « Les ponts thermiques, passages préférentiels des déperditions de chaleur, résident souvent dans les interstices entre les différents lots de travail. Par exemple, à la jonction entre un mur et une fenêtre, ou pendant l'installation du réseau électrique, chaque lot étant réalisé par un acteur différent », observe Johann Souvestre, ingénieur au département efficacité énergétique de BASF.

« Il faut à tout prix éviter l'usine à gaz : un empilement de technologies parfaites sur le papier, mais irréalisables », confirme Charles Baloche. Le problème se pose également dans la conception des équipements : « Les véritables efforts en R et D portent moins sur des performances absolues, déjà satisfaisantes, que sur une mise en oeuvre plus simple des équipements », poursuit l'expert du CSTB. « Prendre plus de temps pendant la conception, c'est un surcoût. Mais le gain est considérable en termes de cohérence du projet, de déroulement du chantier, et donc de performance énergétique au final », résume Christian Cardonnel, directeur du cabinet Cardonnel Ingénierie.

La maquette numérique fédère les ingénieurs du projet

Autodesk, leader français de la conception assistée par ordinateur, développe des suites logicielles interopérables pour le bâtiment. Elles permettent aux architectes et aux bureaux d'études techniques de modéliser leurs solutions sur une même maquette numérique (ou BIM, pour building information modelling). Résistances de structure, simulations thermiques, acoustiques et calculs de conformité à la RT 2012 devraient ainsi se greffer sur l'esquisse de l'architecte sans nécessiter la ressaisie des données. Cependant, il reste encore un point à faire évoluer tempère Bernard Sésolis, directeur du cabinet Tribu Énergie. « La passerelle est encore limitée. La simulation thermique obéit à une méthode complexe que les logiciels de dessin des architectes ne peuvent pas encore absorber totalement. »

LES LABELS, FORCÉS D'ÉVOLUER

Une consommation énergétique inférieure à 50 kWh/m²/an pour cinq usages principaux. Cette exigence constituait le critère principal du label bâtiment basse consommation (BBC). Elle devient la règle du bâtiment neuf avec la nouvelle réglementation thermique RT 2012. Le BBC mourra donc de sa belle mort. Quant au label multicritère HQE (haute qualité environnementale) incluant des dimensions sanitaires, hydrologiques et végétales, il réévalue actuellement ses préconisations thermiques à la hausse. Les labels devraient évoluer pour prendre en compte les consommations finales de l'occupant ou l'« énergie grise » consommée pendant la construction.

Les trois exigences de la réglementation

50 kWh/m2/an La consommation d'énergie primaire moyenne pour un bâtiment neuf (variation en fonction des régions). 26°C La température intérieure maximale atteinte au cours d'une séquence de cinq jours chauds. 120 L'indice minimal d'apport bioclimatique (naturel) en chauffage, refroidissement et éclairage pour des bureaux.

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