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immeuble de bureaux à énergie positive
®
« Vers des bâtiments à énergie positive »31 mars et 01 Avril 2010
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Bonne Energie®, au cœur de la Zac de Bonne
• Vaste programme de restructuration d’une caserne militaire au centre de Grenoble de 8,5 ha – 850 logements
• Zac HQE développée dans le programme européen de recherche Concerto/Sesac : une référence parmi les éco-quartiers français
• 1er Grand Prix éco-quartier de France en novembre 2009 délivré par le ministère de l’écologie
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De fortes contraintes liées au programme et au site
• Programme très ambitieux (Cep < 40 kWhEP)
• Esprit anticipateur du concours lancé en 2006 par la ville de Grenoble
• Optimisation du foncier : terrain de 291 m², shon de 1 865 m²
• Intégration dans un éco-quartier aux règles d’urbanisme exigeantes
• Sol de qualité géo-technique médiocre, situé en zone sismique
• Nécessité d’une architecture valorisante et pédagogique
• Conditions de vente en adéquation avec le marché
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Bonne Energie®, l’immeuble à énergie positive
• Bâtiment consommant moins d’énergie qu’il n’en produit (toutes consommations confondues)
• Performances anticipant largement la norme BEPOS (2020)
• Démarche environnementale d’économie d’énergie sans perte de bien-être ni dégradation des conditions de travail
• Grand Prix Spécial du Jury de la Biennale d’Habitat Durable de Grenoble en juin 2008
• Trophée Constructeo « Bâtiment privé » en décembre 2009
• Démarche soutenue par l’ADEME (lauréat Prébat)
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L’idée initiale
Un bâtiment vivant, comme un arbre établissant un lien naturel et fondamental entre les éléments.
Un bâtiment qui décrit un trait continu de la terre au soleil, de l’eau vers le ciel.
Pour protéger, emmitoufler : un manteau souple, confortable, doux.
Pour éclairer, ouvrir, contrôler : lumière, ouverture, confort.
L’équipe Maitre d’ouvrage
Architectes
Bureau Etudes Energie Environnement
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La modélisation énergétique dés l’esquisse
• Une étude de Simulation Thermique Dynamique et de FLJ, dés l’esquisse de concours, puis en phases APS/APD/PRO
• L’analyse fine du confort et la recherche du meilleur compromis Hiver/Eté (< 27°C),
• l’évaluation précise des puissances, des consommations, et des dépenses
Zones Critiques
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T °CT-01 T-07 T-08 T-09 T-11T-15 T-16 T-20 T-EXT
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-2,9 °C
22,9 °C -3,0 °C
-3,2 °C
26,3 °C -2,5 °C
24,7 °C -2,9 °C
-2,6 °C
25,2 °C -3,0 °C
23,7 °C -3,5 °C
-3,1 °C
23,8 °C -2,9 °C
26,0 °C -2,9 °C
23,8 °C
26,3 °C
24,3 °C
24,2 °C
26,9 °C
28,8 °C
26,8 °C
28,9 °C
28,9 °C
28,2 °C
27,5 °C
26,0 °C
27,2 °C
27,6 °C
27,1 °C
26,1 °C 23,1 °C -3,0 °C
SBase C1 Delta
27,2 °C 23,5 °C -3,8 °C
26,3 °C 23,1 °C -3,3 °C
27,0 °C 23,2 °C -3,8 °C
27,0 °C 23,6 °C -3,5 °C
26,6 °C 23,1 °C -3,5 °C
26,4 °C 23,2 °C -3,2 °C
28,5 °C 25,5 °C -3,0 °C
24,0 °C -3,3 °C
28,5 °C 25,8 °C -2,7 °C
27,9 °C 24,6 °C -3,3 °C
27,6 °C 24,8 °C -2,8 °C
ZoneTemp maxi en occupation
27,1 °C 23,6 °C -3,6 °C
27,4 °C
Représentation des masques vus par le récepteurzone : ZONE 1 - RDC , pièce : OpenSpace , orientation : Sud
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-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60
JAN-NOV
FEV-OCT
MAR-SEP
AVR-AOU
MAI-JUL
JUIN
DEC
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Des carnets de détails en esquisse
• Une obligation de précision conceptuelle dés l’esquisse pour valider la performance
• La création d’une machine énergétique totalement optimisée
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Définition énergie primaire / énergie finale
• Energie primaire : forme d’énergie disponible dans la nature avant toute transformation.
Elle doit généralement être transformée en une source d’énergie secondaire pour être mise en œuvre et transportée. L’énergie secondaire est-elle même transformée en énergie finale au stade de l’utilisation.
• Energie finale : énergie livrée aux bornes de l’utilisateur, énergie mesurée au compteur
En France, pour l’électricité, 1 kW d’énergie finale correspond à 2,58 kW d’énergie primaire. Le coefficient 2,58 correspond au rendement moyen de la chaine de production française de l’électricité (estimé à 2 en Suisse et 2,85 en Allemagne)
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Comparatif des différents labels et référentiels
RT 2005 THPE(Très Hte
perf. Energétique)
BBC(Bât. Basse Consom.)
Minergie-P® RT 2012Projet
Bonne Energie®
France France France Suisse France France
Réf. Réglementaire
Arrêté 24/05/2006
Arrêté 08/03/2007
Arrêté 08/03/2007
2003 En cours (2012)
2009
T° de chauffe en °C
19 19 19 20 19 19
Chauffage Oui Oui Oui Oui Oui Oui
Refroidissement Oui Oui Oui Oui Oui Oui
ECS Oui Oui Oui Oui Oui Oui
Elec. Auxilliaire (ventilation, asc…)
Oui Oui Oui Oui Oui Oui
Eclairage Oui Oui Oui Non Oui Oui
Equip.domestique/bureautique
Non Non Non Non Non Oui
Objectif de consom.
80 à 250 kWhep/m²/an
RT2005-20% Tertiaire neuf
RT2005-50%
Habitat30
kWhep/m²/anAdministratio
n25
kWhep/m²/an
50 kWhep/m²/an
56 kWhep/m²/anSoit
26 kWhep/m²/anHors
bureautique(30
kWhep/m²/an)
Cep ref – 72%
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Enveloppe du bâtiment
Limiter les consommations de chauffage tout en assurant le confort en toutes saisons
• Inertie thermique très lourde
• Isolation thermique renforcée (0,15 W/m²/an mur ; 0,1 en toiture)
• Traitement de tous les ponts thermiques
• Parfaite étanchéité à l’air
• Conception de l’immeuble permettant quasiment un équilibre thermique
• Consommation chauffage 7 500 kWh/an soit l’équivalent d’un convecteur de 1 000 W pour chauffer un plateau de 300 m² (PU installée = 17kW Chaud)
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Fenêtres
Elever la performance d’isolation de l’ensemble fenêtre/store/volet intérieur pour augmenter les surfaces vitrées
• Fenêtre bois à rupture de pont thermique en liège
• Triple vitrage à l’argon (Uw = 0,85 W/m²Shon/an)
• Protection solaire extérieure par brise soleil orientable et relevable avec pilotage automatique (station météo)
• Volets intérieurs motorisés (bouchon thermique)
• La fenêtre avec volet intérieur isolant fermé a la même performance d’isolation que le mur (0,16 W/m²Shon/an)
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Contrôles de l’enveloppe en fin de travaux
Les objectifs de performances thermiques sont atteints
• Contrôle par caméra thermique (isolation, ponts thermiques, étanchéité)
• Contrôle de l’étanchéité à l’air du bâtiment : coefficient de perméabilité à l’air mesuré à la livraison :
Q4Pa-surf=0,57m3/h/m² soit 3 fois plus performant que la valeur par défaut (BBC-Effinergie bureaux neufs)
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Chauffage / ventilation double flux / rafraîchissementAssurer le confort thermique en toutes saisons et réduire la consommation électrique
• Pompe à chaleur réversible sur nappe phréatique
• Centrale de traitement d’air avec récupération d’énergie haute performance sur l’air extrait (échangeur 90%)
• Chauffage uniquement par l’air, à travers le système de ventilation double flux (grilles de soufflage et de reprise)
• Performances visées :
- en hiver : température des locaux de 19°C pour -11°C extérieur
- en été : température inférieure à 26,5°C pour 34°C extérieur
• Rafraîchissement direct / nappe ou par PAC si canicule
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Eclairage / bureautique / équipements auxiliaires
Limiter les consommations d’électricité d’usage en gardant d’excellentes conditions de travail
• Eclairage : luminaires de bureaux équipés de détecteurs de présence et de luminosité + gradation et temporisation
• Bureautique : ordinateurs portables ou PC limité à 30 W
• Equipements auxiliaires : moteurs de ventilation à vitesse variable, pompes hydrauliques et moteur d’ascenseur haut rendement
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Energie produite : données principales
Produire plus d’énergie que la consommation totale de l’immeuble
• Surface de la centrale photovoltaïque : 446 m² dont 382 m² de surface effective de panneaux photovoltaïques (576 modules de 0.66 m²)
• Puissance installée : 48 000 Wc
• Production annuelle estimée : 47 500 kWh/an soit 124 kWh/m² panneau/an
• Recette annuelle : vente électricité à GEG = 28 500 € HT/an, contre 3 000 € de dépense énergétique tous postes confondus,
• Bilan carbone : 2,5 tonnes de CO2 évitées chaque année
• Tarif de rachat bénéficiant de la prime de l’intégration au bâti (arrêté du 10/07/06 et circulaire du 17/04/07)
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Energie produite : technologie
Modules photovoltaïques
• Modules photovoltaïques de marque Photowatt de type bi-verre transparent sans cadre utilisant la technologie des cellules polycristallines
• L’encapsulation des cellules est réalisée entre deux plaques de verre trempé ce qui confère aux modules un isolement électrique et une fiabilité accrue
• Chaque module (576 au total) est composé de 4x9 cellules 5 pouces (125.5 x 125.5 mm)
Onduleurs
• Onduleurs de marque Schneider Electric (type SunEzy SE2800 et SE600E) délivrant respectivement en sortie 2.8 et 4.6 kW de puissance nominale pour une puissance du générateur photovoltaïque de 3.2 et 5.4 kWc
• Coût brut de la centrale hors ossature primaire 340 000 € ht (subvention Région : 55 000 €)
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Positionnement de Bonne Energie® par rapport aux référentiels existants ou à venir
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Bilan production / consommation de Bonne Energie® en kWhep/m²
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L’usage
La conception de Bonne Energie® privilégie le bien vivre sans diminution d’usage ou de confort
• Bien-être, ergonomie et liberté d’aménagement
• Grand confort thermique et visuel (lumière du jour)
• Manuel des bonnes pratiques
• Assistance des utilisateurs sur la base d’un contrôle des consommations (125 points de contrôle)
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La réalisation
• Bonne Energie®, lancé en blanc par PRD
• Qualité de réalisation
• Contrôle de suivi des performances
• Atteinte des objectifs de performance
• Inscription dans le marché : réservation avant livraison par des acquéreurs
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Le concept Bonne Energie®
1. Localisation urbaine dans un éco-quartier avec desserte transports en commun, stations vélo…
2. Densité d’occupation du sol élevée
3. Possibilité de production d’énergie renouvelable jusqu’à 100% des besoins de l’immeuble
4. Immeuble sobre en énergie avec un maximum de consommation à 10 kWh/m²/an pour chauffage et rafraîchissement (chauffage >0 et rafraîchissement très limité par la gestion des apports internes)
5. Mise en œuvre d’un immeuble à enveloppe multifonctionnelle (structure, isolation thermique, production d’énergie, stockage d’énergie)
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Le concept Bonne Energie® (suite)
6. Conception de l’immeuble intégrant une simulation thermique-dynamique, un suivi de la construction et de la livraison définis par un cahier des charges contractuel, un contrôle à la livraison et à la fin de l’année de PA (performance thermique de toutes les parois, ponts thermiques, étanchéité à l’air, consommation de l’éclairage et des auxiliaires, production d’énergie)
7. Limitation des consommations d’eau
8. Immeuble confortable, agréable et doux à l’usage
9. Relation à l’utilisateur régie par un bail vert, un livret d’accueil définissant les bonnes pratiques, une formation, un suivi des consommations et de l’usage
10. Calcul de l’énergie grise et prise en compte des futures normes 2020
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Paris : +33 (0) 1 40 17 91 91
Lyon : +33 (0) 4 72 91 54 40
www.prd-fr.com
Mirande : +33 (0) 5 62 66 92 50
www.addenda.fr
Grenoble : +33(0) 4 76 56 24 04
www.charon-rampillon.com
