Bruno Peuportier et Mija Frossard des Mines ParisTech présentent le projet européenne Affordable Zero Energy Buildings (Bâtiments zéro énergie à coût abordable)

1. Le projet européen AZEB
Affordable Zero Energy Buildings
Bâtiments zéro énergie à coût
abordable
Bruno PEUPORTIER et Mija FROSSARD
MINES ParisTech – CES
www.azeb.eu 1

2. Sommaire
Objectifs du projet
Partenaires
Définition d’un bâtiment « nearly zero energy »
Problématique des coûts
Démarche proposée
Etudes de cas
Conclusions
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3. Contexte et objectifs du projet
Directive européenne sur la performance énergétique des
bâtiments : tous les bâtiments publics devront s'approcher d'un
bilan énergétique zéro dès la fin de 2018 et les autres bâtiments
deux ans après
-> renchérissement des coûts de construction ?
Elaborer une méthodologie pour réduire les coûts à toutes les
étapes du cycle de vie d'un projet de construction à énergie zéro
(conception, construction, exploitation...)
Recenser des technologies appropriées
Elaborer une démarche d'optimisation technico-économique
La tester sur des études de cas dans différents pays.
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4. Partenaires
DNA (Pays Bas, association de consultants) : coordination, lean
management, communication
Passivhaus Institut (Allemagne) : construction passive,
technologies
Tecnalia (Espagne, Centre technique), VISESA (Espagne,
logement social), OHL (Espagne, entreprise) : aspects sociaux et
économiques
Politecnico di Milano (Italie, centre de recherches) : confort
Oberon Konzeptbau (Bulgarie, entreprise) : étude de cas
ARMINES (France, centre de recherches) : optimisation
Projet de mai 2017 à avril 2020
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5. Bâtiment « nearly zero energy »
quantité d'énergie nécessaire à satisfaire la demande associée
entre autre à 5 postes (chauffage, rafraîchissement, ventilation,
eau chaude sanitaire et éclairage).
quantité quasi nulle ou très basse d’énergie requise devrait être
couverte dans une très large mesure par de l’énergie produite à
partir de sources renouvelables, notamment locales
"entre autre", "quasi nulle ou très basse", "dans une très large
mesure" et "notamment" permet ainsi diverses interprétations
Exemple en France : E+C-, premiers niveau de l’énergie positive à
plus de 100 kWh/m2 (bilan net en énergie primaire)
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6. Exemples de questions posées
jusqu'où faut-il améliorer la performance de l'enveloppe, quelle
épaisseur d'isolant mettre en œuvre, le triple vitrage est-il
toujours préférable ?
une ventilation double-flux est-elle indispensable ?
la réduction du coût et des impacts environnementaux des
modules photovoltaïques va-t-elle modifier l'optimum
économique/environnemental pour donner la priorité à la
production renouvelable par rapport à l'efficacité énergétique
-> développement d’une méthode d’optimisation, coût de
construction et performance
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7. Etapes d’un projet
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8. Boite à outils
Evaluation du bilan énergétique : PHPP
Evaluation du confort thermique : STD, COMFIE
Evaluation des impacts environnementaux : ACV, EQUER
Optimisation : AMAPOLA
Garantie de performance : calculs d’incertitude, AMAPOLA
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9. Exemples d’application, études de cas
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Bulgarie : Maison individuelle de 200 m2 en
zone rurale : séjour, 3 chambres, bureau,
salon
Maison passive : structure béton, isolation,
triple vitrage
Espagne : logements
collectifs, 32 appartements
(2376 m2)
7 kWh/m2 chauffage,
8 kWh/m2 climatisation

10. Use of the software
Creation of a building information model using PLEIADES
 3D model from 2D plans
www.azeb.eu 10

11. Optimisation multicritère par algorithme
génétique
Représentation génétique des solutions
1 solution = 1 individu = 1 concept de bâtiment
Chaque individu est représenté par un chromosome
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12. Optimisation multicritère par algorithme
génétique
Algorithme génétique NSGA-II (Deb, 2002)
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Initialisation
aléatoire de la
population
Sélection pour
reproduction
1
Croisement et
mutation
génétiques
2
Évaluation
des enfants
3
Sélection pour
remplacement
4
Critère
d’arrêt
Fin
Solutions
non-dominées OUI NON

13. Example case study n°1
www.azeb.eu 13
Results
 Multi-objective optimisation
identify Pareto optimal
solutions
 nZEB constraint intensify the
search and convergence toward a
specific region of the front
 Better nZEB solutions in the
Pareto front from the optimisation
with constraint
nZEB/positive energy balance

14. Example case study n°1
www.azeb.eu 14
Checking comfort using thermal simulation
Adaptive
comfort zone
according to
e.g. EN 15251
Prevailing outdoor
temperature
Indoor
temperature

15. Conclusions sur le projet AZEB
Processus depuis les phases amont jusqu’à la conception détaillée et
l’exploitation
Complémentarité entre différents outils : PHPP, COMFIE pour le
confort, EQUER pour l’analyse de cycle de vie, AMAPOLA pour
l’optimisation et la garantie de performance, AQSI pour la
performance sociale
Test dans 6 études de cas
Préparation de modules de formation
Site internet du projet : https://azeb.eu/
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16. Ces travaux ont été réalisés :
dans le cadre du projet européen A-ZEB, financé par le programme de recherche et d'innovation
Horizon 2020 de l'Union Européenne (grant agreement No 754174),
Avec l’aide de www.izuba.fr et www.kocliko.co
Merci de votre attention
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https://azeb.eu/