L’optimisation énergétique d’un bâtiment consiste à réduire ses consommations tout en conservant des conditions adaptées à son usage, au confort des occupants et au fonctionnement de ses équipements.
Elle ne repose pas sur une solution unique. Chauffage, ventilation, climatisation, isolation, régulation, installations électriques et usages interagissent entre eux. Une amélioration efficace nécessite donc de comprendre le fonctionnement global du bâtiment avant de modifier ses équipements.
Le secteur du bâtiment représente une part importante des consommations énergétiques françaises. L’amélioration de l’efficacité énergétique du parc existant constitue ainsi l’un des principaux leviers de réduction des consommations et des émissions associées.
Pour les maîtres d’ouvrage, architectes et entreprises, les études techniques permettent de transformer un objectif général d’économie d’énergie en solutions dimensionnées, coordonnées et adaptées au projet.
Qu’est-ce que l’optimisation énergétique d’un bâtiment ?
Optimiser un bâtiment énergétiquement ne signifie pas nécessairement remplacer tous ses équipements.
La première étape consiste à identifier où et comment l’énergie est utilisée, puis à rechercher les leviers d’amélioration adaptés au fonctionnement réel du bâtiment.
Selon le projet, l’analyse peut notamment concerner :
- les besoins de chauffage et de refroidissement ;
- le fonctionnement des installations CVC ;
- la ventilation ;
- les températures et périodes de fonctionnement ;
- la régulation et le pilotage ;
- les besoins en eau chaude ;
- les installations électriques associées ;
- les caractéristiques thermiques du bâtiment ;
- les usages et périodes d’occupation.
Deux bâtiments similaires en apparence peuvent présenter des besoins très différents selon leur destination, leur occupation et leurs équipements.
L’objectif est donc de faire correspondre les installations aux besoins réels, plutôt que de raisonner uniquement à partir de leur puissance nominale ou de leur ancienneté.
Le CVC, un levier majeur de performance énergétique
Le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC) sont au cœur de nombreuses stratégies d’optimisation énergétique.
Ces équipements doivent fournir les conditions nécessaires au confort et à l’usage du bâtiment, mais leur performance dépend fortement de leur dimensionnement, de leur régulation et de leur interaction avec le bâti.
Une installation surdimensionnée, mal réglée ou inadaptée aux besoins peut fonctionner dans des conditions éloignées de son optimum.
L’étude CVC permet notamment de travailler sur :
- les besoins thermiques ;
- la production de chaleur ou de froid ;
- les réseaux de distribution ;
- les équipements terminaux ;
- les débits et besoins de ventilation ;
- les températures de fonctionnement ;
- la régulation ;
- l’organisation générale des installations.
L’enjeu n’est donc pas seulement de choisir un équipement performant, mais de concevoir un système cohérent avec les besoins du bâtiment.
Pour définir les installations adaptées dès la conception du projet, découvrez nos études de conception CVC et plomberie.
Dimensionnement : adapter les équipements aux besoins réels
Le dimensionnement joue un rôle essentiel dans la performance d’une installation.
Lorsqu’un bâtiment est rénové, isolé différemment ou destiné à de nouveaux usages, ses besoins thermiques peuvent évoluer fortement. Reconduire automatiquement la puissance des anciens équipements peut alors conduire à un surdimensionnement ou à une installation mal adaptée.
Les bilans thermiques permettent d’estimer les besoins de chauffage et de refroidissement et constituent une base pour définir les solutions techniques.
Un dimensionnement cohérent facilite ensuite :
- le choix des équipements ;
- leur fonctionnement dans une plage adaptée ;
- la régulation ;
- l’équilibrage des réseaux ;
- l’anticipation des consommations ;
- la préparation des études d’exécution.
L’optimisation énergétique commence donc souvent par une question simple : de quelle puissance le bâtiment a-t-il réellement besoin ?
Régulation et pilotage : consommer selon les besoins
Une installation énergétique performante doit également fonctionner au bon moment et au bon niveau.
La régulation permet d’adapter le fonctionnement des équipements aux besoins du bâtiment : température demandée, horaires d’occupation, conditions extérieures ou sollicitations particulières.
L’ADEME souligne l’importance du pilotage des installations CVC et de l’adaptation du chauffage aux besoins réels pour réduire les consommations.
Selon les installations, cela peut notamment passer par :
- une programmation horaire adaptée ;
- des consignes cohérentes avec l’usage des locaux ;
- une modulation du fonctionnement ;
- une meilleure coordination entre production et distribution ;
- l’adaptation des réglages aux périodes d’occupation.
Un équipement techniquement performant peut en effet consommer inutilement s’il fonctionne lorsque le bâtiment n’en a pas besoin.
Ventilation : concilier énergie et qualité d’usage
Réduire les consommations ne doit pas conduire à négliger la ventilation.
Le renouvellement d’air reste indispensable au fonctionnement et à la qualité d’usage du bâtiment. Dans une construction ou une rénovation, modifier l’étanchéité, l’occupation ou les installations thermiques peut modifier les besoins de ventilation.
L’objectif est donc de rechercher un équilibre entre renouvellement d’air, confort et consommation énergétique.
La conception des réseaux, les débits, le fonctionnement des équipements et leur coordination avec le chauffage ou le refroidissement doivent être étudiés ensemble.
Une ventilation mal adaptée peut pénaliser à la fois le confort et la performance globale du bâtiment.
Études thermiques et performance énergétique
Les études thermiques permettent de mieux comprendre le comportement du bâtiment et d’évaluer ses besoins.
Elles peuvent notamment contribuer à déterminer les besoins de chauffage et de refroidissement, à comparer différentes hypothèses et à orienter le dimensionnement des installations.
Dans les projets de construction neuve concernés par la RE2020, la performance énergétique fait partie d’une approche environnementale plus large intégrant également l’impact carbone et le confort d’été.
Il faut néanmoins distinguer les deux sujets :
l’optimisation énergétique concerne aussi bien les bâtiments existants que les projets neufs, tandis que la RE2020 est une réglementation applicable à la construction neuve dans son champ d’application.
Pour les projets neufs concernés par la réglementation environnementale, découvrez notre expertise en études thermiques RE2020.
Électricité : anticiper les besoins des équipements techniques
L’évolution des installations thermiques peut également avoir des conséquences sur les équipements électriques.
Une nouvelle production de chauffage ou de refroidissement, des équipements de ventilation différents ou de nouveaux dispositifs de pilotage peuvent modifier :
- les puissances électriques nécessaires ;
- les alimentations ;
- les tableaux ;
- les cheminements ;
- les interfaces entre équipements ;
- certains besoins en courants faibles.
L’optimisation énergétique doit donc intégrer les interactions entre CVC, plomberie et installations électriques CFO/CFA.
Anticiper ces besoins dès la phase d’étude permet d’éviter de découvrir tardivement une contrainte électrique liée à une solution thermique déjà retenue.
Pour intégrer les besoins électriques au projet, découvrez notre expertise de bureau d’études électricité CFO/CFA.
Optimisation énergétique des bâtiments tertiaires
La maîtrise des consommations prend une importance particulière dans le secteur tertiaire.
Le dispositif Éco Énergie Tertiaire concerne notamment les bâtiments, parties de bâtiments ou ensembles immobiliers accueillant au moins 1 000 m² d’activités tertiaires.
Il prévoit une réduction progressive des consommations d’énergie finale de :
- 40 % à l’horizon 2030 ;
- 50 % en 2040 ;
- 60 % en 2050,
par rapport à une année de référence, avec également la possibilité d’atteindre des valeurs absolues fixées selon les catégories d’activité.
L’ADEME rappelle que la rénovation énergétique des bâtiments tertiaires peut mobiliser plusieurs familles d’actions : amélioration du bâti, modernisation des systèmes énergétiques et optimisation de leur fonctionnement.
Pour les exploitants et maîtres d’ouvrage concernés, la performance énergétique devient donc à la fois un enjeu économique, technique et réglementaire.
Optimisation énergétique et réhabilitation : une approche globale
Dans un bâtiment existant, les différents leviers ne doivent pas être envisagés indépendamment.
Améliorer l’isolation peut modifier les besoins de chauffage. Remplacer un système de production peut nécessiter de revoir les réseaux. Une nouvelle ventilation peut interagir avec les besoins thermiques. Et l’évolution du CVC peut modifier les installations électriques.
Une approche globale permet de :
- hiérarchiser les actions ;
- identifier les interactions entre lots ;
- adapter le dimensionnement ;
- préparer les travaux ;
- réduire le risque d’incompatibilités ;
- conserver une cohérence entre consommation, confort et faisabilité.
Pour approfondir cette approche sur le bâti existant, consultez notre article consacré à la réhabilitation énergétique d’un bâtiment.
De la conception à l’exécution
Une solution d’optimisation n’a d’intérêt que si elle peut réellement être mise en œuvre.
Après la définition des principes techniques vient donc la préparation de l’exécution : plans, schémas, dimensionnements, notes de calcul et coordination entre les différents corps d’état.
Ces études permettent de traduire la solution retenue en documents exploitables pour la réalisation du projet.
La coordination devient particulièrement importante lorsqu’un même espace doit accueillir plusieurs réseaux techniques : ventilation, plomberie, chauffage, climatisation et installations électriques.
Pour préparer la phase chantier, découvrez nos études d’exécution CVC et plomberie.
Quel est le rôle d’un bureau d’études dans l’optimisation énergétique ?
Le rôle d’un bureau d’études est de transformer les besoins et objectifs du projet en solutions techniques cohérentes et dimensionnées.
Selon la mission confiée, l’intervention peut porter sur :
- l’analyse des besoins ;
- la conception des installations ;
- les bilans et dimensionnements ;
- les études de prix ;
- les plans et schémas ;
- les études d’exécution ;
- la coordination entre les différents lots techniques.
INGETECH intervient en génie climatique et électrique, notamment sur les installations CVC, la plomberie, les études thermiques, les lots CFO/CFA et la coordination technique.
Cette vision transversale permet d’intégrer les interactions entre les différents équipements tout au long du projet.
Vous souhaitez améliorer la performance énergétique d’un bâtiment ?
Chaque bâtiment possède ses propres usages, contraintes et installations.
Avant de choisir une solution technique, il est donc essentiel de comprendre les besoins, dimensionner les équipements et coordonner les différents lots.
INGETECH accompagne maîtres d’ouvrage, architectes et entreprises dans leurs études en génie climatique et électrique, de la conception jusqu’à la préparation de l’exécution.
Sources
- Ministère de la Transition écologique – Construction et performance environnementale du bâtiment
- Ministère de la Transition écologique – Éco Énergie Tertiaire
- ADEME – Rénovation énergétique des bâtiments tertiaires
- Ministère de la Transition écologique – Réglementation environnementale RE2020
