"Mieux comprendre les notions de consommations réglementaires, prévisionnelles et réelles". L’IFPEB et le CSTB souhaitent rappeler la définition et les fonctions des outils. Les uns servent le besoin des politiques publiques (calcul RT), d’autres la conception et l’optimisation des bâtiments avec ses usages. Présentation de conclusions de travaux conjoints CSTB et IFPEB, l’utilisation de la simulation thermique dynamique en phase de conception, exécution et exploitation apparaît une voie prometteuse pour une meilleure maîtrise de la consommation des bâtiments.

1. Matinée technique IFPEB - 28 novembre 2012
Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
CSTB-IFPEB

2. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
Eléments de contexte :
La Règlementation thermique 2012
Une nouvelle exigence de consommation maximale : 50kWhep/(m2SHON.an) en moyenne
• Consommation conventionnelle pouvant s’écarter de la consommation effective
La Garantie de Performance Energétique (sujet non traité ici)
Le rapport C. Costa/M. Jouvent sur la Garantie de Performance Energétique (GPE) propose les
nouvelles terminologies de GPEI et GRE.
• Cadre Juridique et technique en construction
Des objectifs partagés par les acteurs de la construction :
Mieux concevoir et réaliser,
Mieux exploiter,
Mieux communiquer
•Intérêt à clarifier les notions de consommations conventionnelles,
prévisionnelles et réelles
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3. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
LA CONSOMMATION REGLEMENTAIRE
Les exigences globales RT2012 sur les consommations d’énergie
• Une exigence de résultat sur la performance globale :
Un maximum de 50 kWhep/(m²SHON.an) pondéré par des coefficients de modulation
dépendant pour les immeubles de bureau de la catégorie des locaux (C1 ou C2), de la
localisation géographique, de l’altitude et des émissions de gaz à effet de serre des énergies
utilisées.
• Une exigence de moyens qui prévoit une obligation de mesure ou d’estimation des
consommations d’énergie par usage.
Concernant les immeubles de bureaux, la règlementation impose en particulier l’équipement en systèmes
permettant de mesurer ou de calculer la consommation d’énergie pour le chauffage, le refroidissement, la
production d’eau chaude sanitaire, l’éclairage, le réseau des prises de courant et pour les centrales de
ventilation.
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4. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
La consommation calculée dans le cadre de la RT2012
• est obtenue par un calcul selon la méthode Th-BCE 2012 , méthode de Simulation
Energétique dynamique (SED) au pas de temps horaire
• évalue une consommation conventionnelle sur les 5 postes règlementaires : chauffage,
refroidissement, production d’ECS, éclairage et auxiliaires. Elle n’intègre donc pas les postes de
consommation liés aux autres usages tels que la bureautique, les ascenseurs etc.
• est exprimée en énergie primaire, différente de l’énergie finale « au compteur » facturée au
consommateur,
• correspond à une consommation calculée dans des conditions climatiques, d’occupation et
d’utilisation du bâtiment conventionnelles définies par la règlementation
=> La consommation calculée :
a pour vocation d’apprécier les performances énergétiques du bâtiment à climat et usage
constants. Elle permet ainsi de comparer des bâtiments entre eux du point de vue de leur
conception
n’a pas pour vocation à prédire finement les futures consommations d’un bâtiment donné :
du fait du périmètre des consommations,
et des hypothèses conventionnelles de climat et d’usage.
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5. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
LA CONSOMMATION PREVISIONNELLE
Le calcul prévisionnel a pour objectif de prévoir au mieux les consommations effectives d’un
bâtiment donné afin d’optimiser le projet à la fois d’un point de vue technique et économique.
Ce calcul ne relève d’aucune règlementation, il n’est donc pas obligatoire.
La consommation prévisionnelle :
• est obtenue par un calcul sur la base d’outils de SED dédiés (TRNSYS, VE, ENERGY+…),
• Est évaluée dans des conditions au plus près du futur environnement climatique du
bâtiment ainsi qu’à son mode d’occupation projeté.
• Par rapport à un calcul de consommation règlementaire, le calcul prévisionnel peut par
exemple :
- utiliser des données météo locales plus précises,
- intégrer des scenarii d’occupation (horaires d’ouverture, périodes de fermeture,
déplacement des collaborateurs, visiteurs etc.), la densité de postes de travail et les équipements de
bureautique projetés etc.,
- intégrer l’impact des futurs usagers (températures de consigne, etc.)
- intégrer la prévision des consommations des postes « non règlementaires » dont la part
relative est significative pour les immeubles de bureau basse consommation (et ont un impact sur les postes
règlementaires).
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6. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
LA CONSOMMATION PREVISIONNELLE
Les limites de la prévision sont liées principalement :
• aux modèles physiques embarqués dans l’outil de simulation énergétique. Ces derniers
offrent en effet par définition une représentation de la réalité toujours perfectible,
• à une connaissance imparfaite au stade de la conception de paramètres susceptibles
de modifier de manière importante la consommation de bâtiments de dernière
génération:
. - caractéristiques des composants effectivement utilisés en phase de
construction et à leur mise en œuvre,
- usage du futur bâtiment (scenarii de présence et comportement des
occupants) et de son mode de gestion (pilotage des installations techniques et
maintenance),
- méconnaissance au stade de la conception des équipements mobiliers.
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7. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
LA CONSOMMATION REELLE*
Les causes de différence entre consommations prévisionnelles et réelles:
• Les conditions climatiques pendant la période d'observation sont bien évidemment
différentes de celles utilisées pour les calculs,
• Les conditions d’occupation. Même si elles sont bien anticipées en phase de
conception, elles sont susceptibles d’évoluer fortement durant la vie du bâtiment,
• Le comportement des occupants tels que par exemple l’ouverture et la fermeture des
fenêtres et des protections mobiles, les dérogations imprimées aux systèmes de contrôle
mis en place, etc..
• Les défauts de mise en œuvre ou des non-conformités des composants utilisés.
Ce point peut faire l’objet d’investigations à la réception du bâtiment, c’est le cas
aujourd'hui par exemple pour l’étanchéité à l’air,
• La gestion des équipements peut différer de celle prévue, en particulier en relation
avec des conditions d'occupation différentes.
* Le terme de consommations « réelles » est ici utilisé pour désigner les consommations d’énergie finale mesurées aux compteurs. Stricto
sensu, il s’agit donc d’une consommation « réelle » associée à une précision de mesure.
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8. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
ILLUSTRATIONS
Immeuble de bureau récent
160
Lyon Bureautique - VDI
140
Consommations d'énergie primaire (kWhEP/m²/an)
Ecarts par postes (Mesurées -
120 Prévues)
Chauffage
Consommations prévisionnelles
100
Consommations mesurées Consommations mesurées
mesurées
80
Eclairage
~24%
~23,7% Postes RT
Autres postes 60
Consommations prévisionnelles Parking
Cuisine
onnelles
40
20
0 100 200 300 400 500 600 700
Consommation en énergie primaire : kWhEP/m²/an
0
Refroidissement Ventilation Ascenseurs
Divers
Ecart mesuré/prévu sur consommation totale EP ~23,7% -20
Somme des Ecarts mesuré/prévu par postes de
consommation
~24,9%
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9. Mieux comprendre les notions de consommations
règlementaires, prévisionnelles et réelles
ILLUSTRATIONS
Immeuble de bureau récent 100
Région Parisienne Chauffage et Ecarts par postes (Mesurées - Prévues)
Consommations prévisionnelles
Consommations d'énergie primaire (kWhEP/m²/an)
80
Consommations mesurées
Consommations mesurées
60
urées Bureautique
Ventilation
~0.5% 40
Postes RT
Autres postes
Consommations prévisionnelles ECS
nelles 20
0
0 50 100 150 200
Eclairage Ascenseurs
Consommation en énergie primaire : kWhEP/m²/an
-20
Ecart mesuré/prévu sur
consommation totale EP
~0,5%
-40
Somme des Ecarts mesuré/prévu par
postes de consommation
~47%
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10. Proposition de cadre méthodologique
OBJECTIF:
- rapprocher les consommations calculées des consommations mesurées en
exploitation
METHODOLOGIE :
- affiner la connaissance du fonctionnement du bâtiment lors des différentes
phases en "rejouant" le calcul SED
Livraison du bâtiment
Conception Construction Exploitation
Entrée en
service
Année 1 Année 2
parfait
achèvement
Calcul SED Calcul SED Calcul SED
prévisionnel recalé exécution recalé exploitation
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11. Proposition de cadre méthodologique
Les paramètres explicatifs des consommations et leur possibilité de mesure :
Exploitation :
Conception Construction Reception Exploitation
Mise au point
Climat
Environnement climatique Environnement proche
(masques,…)
caractéristiques des Bâti Caractérisation de la
composants et leur mise Systèmes énergétiques performance en phase
en œuvre immobiliers exécution
Scénari d’occupation
Conditions d'utilisation du Usages des locaux
bâtiment (zoning)
Equipements mobiliers
Gestions manuelles bâti
Comportement des systèmes et équipements
occupants mobiliers
Pilotage des Vérification
Gestion-régulation et équipements bâti et des reglages
maintenance du bâtiment systèmes
initiaux
Non Mesurable Mesurable
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12. Proposition de cadre méthodologique
Sur le cycle de vie du bâtiment, l'outil SED est utilisé lors des différentes phases :
Phase de conception
- Identification des données d'entrées les plus impactantes qui seront "mesurées" en phases de
construction (paramètres intrinsèques) et d'exploitation
- Première prévision des consommations futures
Phase de construction/réception
- "mesure" à la réception des paramètres impactant définis en phase de conception et correction
éventuelle
- Re-calcul des consommations sur la base des éléments mesurés sur le bâtiment construit
Phase d'exploitation
- Mesure des données hors performances intrinsèques
- Re-calcul des consommations sur la base des données mesurées en exploitation
- Comparaison avec les consommations observées
- Interprétation des résultats
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