FÉDÉRATION  
Install Magazine 960 – mai 2019

Vers une analyse du cycle de vie des bâtiments

Présentations lors de la remise du Prix Marcel Herman

L’Atic, l’association des techniciens HVAC belges, estime que le transfert de connaissances constitue sa tâche prioritaire. C’est pourquoi elle désire également encourager les étudiants prometteurs par le biais du prix Marcel Herman, qui est décerné aux travaux de fin d’études méritants dans notre secteur. Pour l’année académique écoulée, ce prix est revenu à Matthias Van Hove (UGent) pour son étude sur les installations ECS et à David Ceulemans (Université d’Anvers) pour son travail sur le potentiel des collecteurs d’asphalte. Ils ont tous deux reçu un montant de 1.000 euros.

Déterminer le potentiel des collecteurs d’asphalte

L’idée consistant à équiper la chaussée de conduites hydrauliques pour réguler la température n’est pas nouvelle. En été, on peut par exemple évacuer de la chaleur de l’asphalte pour limiter l’usure et l’orniérage. En hiver, on peut réchauffer la chaussée pour lutter contre le verglas. Le potentiel d’utilisation utile de l’énergie thermique extraite de l’asphalte est toutefois jusqu’ici resté assez limité. Avec l’avènement de la technique de pompe à chaleur, du refroidissement passif et du chauffage basse température, le chauffage entre désormais dans la danse.

Première condition pour pouvoir appliquer de telles techniques : avoir une idée de ce qu’un collecteur d’asphalte peut effectivement fournir. Ceci était précisément le sujet du travail de fin d’études de David Ceulemans pour son master à l’Université d’Anvers. Afin de pouvoir déterminer le rendement dans des conditions concrètes, un prototype de collecteur d’asphalte a été construit. Ce prototype a été muni de 120 capteurs, dont une petite centaine de thermocouples. Ce prototype se distingue de la plupart des autres projets équivalents par le fait qu’il a été soumis à de véritables conditions climatiques. Il est en outre possible de faire varier le régime de fonctionnement du collecteur (longueur des circuits, débit, etc.). Le but est ainsi d’aboutir à un modèle de simulation facilement utilisable afin d’évaluer le potentiel de tels collecteurs, tout en gardant un œil, par exemple, sur le branchement sur des réseaux de chaleur ou des champs géothermiques. Les modèles de calcul actuels exigent en effet de grandes capacités informatiques.

Fonctionnement optimal des systèmes de production d’ECS

L’étude de Matthias Van Hove (UGent) porte sur la question suivante : comment faire fonctionner un réseau de distribution étendu pour l’ECS de façon éco-énergétique, sans risque de légionellose. La lutte contre la légionellose s’accommode en effet assez mal d’économies d’énergie. D’un point de vue énergétique, on tend à maintenir la température d’ECS aussi près que possible de la température de confort de 45-50°C. Ce qui correspond justement aussi à la température idéale pour la prolifération de la légionnelle. Dès lors, si on veut lutter efficacement contre celle-ci, on a besoin de températures supérieures à 60°C, ce qui implique une consommation d’énergie plus élevée.

Une solution optimale consiste à porter l’ECS à la température de confort, et ensuite d’augmenter la température périodiquement pour contenir la croissance de la légionnelle dans des limites sûres. Une étude a déjà été menée sur le sujet par le CSTC et UGent, à l’aide d’un dispositif de test et d’une simulation. L’étude de Matthias Van Hove va un peu plus loin. Il a ainsi étudié les possibilités d’économie d’énergie potentielles d’un tel régime de chauffe. Ceci a été calculé à l’aide de toutes les données disponibles du site Breughelpark à Zellik. La combinaison entre une meilleure isolation et une variation de la température semble être la plus prometteuse, avec des économies potentielles allant jusqu’à 43% par rapport à la consommation actuelle.

Voir au-delà des émissions de CO₂

L’Atic a pris l’habitude d’inviter un orateur d’honneur pour se remise de prix. Cette année, ce fut au tour de Karen Allacker (KULeuven), qui a présenté une autre vision sur l’impact environnemental des bâtiments. Lorsque nous évoquons l’effet des bâtiments, nous nous limitons aujourd’hui avant tout à l’impact climatique, et même là, nous nous focalisons sur un seul aspect de celui-ci : les émissions de CO₂ qui sont dues à l’utilisation des bâtiments.

La problématique est toutefois bien plus large. Outre le changement climatique, il y aussi des aspects comme la consommation d’eau, la pollution chimique, la biodiversité… En nous focalisant sur un problème bien déterminé, nous risquons de perdre de vue les autres aspects. Trouver une solution pour les émissions de CO₂ peut avoir des conséquences négatives sur d’autres domaines. Un matériau isolant peut, par exemple, d’un côté engendrer des gains énergétiques, mais être de l’autre difficilement recyclable.

De plus, l’évaluation de la consommation énergétique des bâtiments est axée unilatéralement sur la phase d’utilisation. Or, il ne s’agit que d’une partie de la problématique : plus on accorde d’attention à l’enveloppe du bâtiment, plus la consommation d’énergie due à l’usage de celui-ci diminue, mais plus la quantité d’énergie qui est nécessaire pour réaliser le bâtiment augmente. Dans des bâtiments très bien isolés, il est concevable que la consommation d’énergie nécessaire à la production des matériaux de construction soit supérieure à celles des habitants durant toute la durée de vie du bâtiment. D’un certain point de vue, l’actuelle approche axée sur l’enveloppe du bâtiment est donc contreproductive.

Dépasser le cadre de la propriété

Il faut par ailleurs dépasser les limites de la parcelle de terrain, et se rendre compte que l’endroit où est situé le bâtiment a aussi un impact sur la consommation totale d’énergie. Si, par exemple, on bâtit une maison QNE dans une région isolée, cela n’est pas sans conséquence. La balance énergétique de l’habitation même sera peut-être positive, mais la localisation engendrera des déplacements supplémentaires, qui se traduiront également par de l’énergie consommée. De tels bâtiments éloignés entraînent également des coûts supplémentaires en termes d’infrastructures (approvisionnement en eau potable, égouts, routes, canalisations…). Un appartement moyen en ville peut donc avoir un impact inférieur à celui d’une maison passive isolée, si on prend tous les aspects en compte.

Analyse du cycle de vie

C’est pourquoi une étude a été menée sur l’impact de l’ensemble du cycle de vie du bâtiment. Un des éléments en la matière est la performance environnementale des matériaux de construction. Il s’agit d’une méthode destinée à déterminer l’effet environnemental des éléments de construction (par ex. un type de brique rapide ou d’étanchéité de toiture…), de la production jusqu’au recyclage. Les résultats peuvent être consultés dans la banque de données en ligne Totem (www.totem-building.be).

À côté de cela, il existe aussi une méthode de calcul de l’impact environnemental global durant toute la durée de vie d’un bâtiment, en fonction du type de bâtiment, du niveau d’isolation, des matériaux utilisés, etc. Environ 21.500 variantes de bâtiments ont ainsi été répertoriées dans cette étude, dont la première conclusion est qu’il n’y a pas un degré d’isolation optimal unique, mais différents, selon le type d’habitation. L’approche actuelle, qui impose un niveau E, indépendamment des propriétés du bâtiment, a donc l’avantage de la clarté, mais ne conduit pas toujours à des résultats optimums.

Ce qui est certain, c’est que plus nous prenons de facteurs en compte, plus les limites de l’approche actuelle unilatérale apparaissent au grand jour. Il convient dès lors de prendre les bonnes décisions sur base de ces facteurs.

Par Alex Baumans

www.atic.be