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bureau d’études rénovation et thermique du bâtiment

Projet de rénovation énergétique MJC et Centre administratif de Talochon-la-Gamine

Pour ce qui est de l’avenir, il ne s’agit pas de le prévoir, il faut le rendre possible. Antoine Pignon.

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Rapport de conception énergétique et d’analyse par simulation dynamique

POURQUOI CETTE ETUDE ? ........................................................................ 1

CONTENU DU DOCUMENT ................................................................................ 1

SITUATION GEOGRAPHIQUE ET CLIMAT .............................................. 2

1- PARTICULARITES GEOGRAPHIQUES ET HISTORIQUES LOCALES .............. 2

2-DISPOSITION PROCHES, OMBRAGES .......................................................... 3

HYPOTHESES DE MODELISATION RETENUES ..................................... 3

1-ETAT DES LIEUX ........................................................................................... 3

2-APPORTS INTERNES PAR LES EQUIPEMENTS ET L’ECLAIRAGE ................... 5

3-SCENARIOS D’OCCUPATION ET CHALEUR METABOLIQUE DES OCCUPANTS6

4-PONTS THERMIQUES ................................................................................... 7

PROPOSITIONS ................................................................................................ 8

NIVEAUX DE CONFORT ACTUELS … ................................................................. 8

NIVEAUX DE CONFORT ETAPE I … .................................................................. 9

NIVEAUX DE CONFORT ETAPE II… .............................................................. 10

NIVEAUX DE CONFORT ETAPE III… ............................................................ 10

CONCLUSIONS ............................................................................................... 12

ANNEXES ......................................................................................................... 15

VALEURS DETAILLEES DES QUALITES THERMIQUES INITIALES DES PAROIS : ... 17

ZONAGE .......................................................................................................... 20

SCENARIOS D’OCCUPATION ET CHALEUR METABOLIQUE DES OCCUPANTS ...... 20

APPORTS INTERNES PAR LES EQUIPEMENTS ET L’ECLAIRAGE .......................... 22

VITRAGES SOLAR CONTROL ............................................................................ 22

VITRAGES CLIMAPLUS .................................................................................... 23

NORMES BIBLIOTHEQUE .................................................................................. 23

NIVEAUX DE CONFORT ACTUELS … ................................................................ 24

CONFORT D’ETE : ............................................................................................ 24

CONFORT D’HIVER : ........................................................................................ 25

ETAPE 1 : PREMIER NIVEAU D’AMELIORATION… ........................................... 26

NIVEAUX DE CONFORT ETAPE I … .................................................................. 28

CONFORT D’ETE DE L’ ETAPE I: ....................................................................... 28

CONFORT D’HIVER DE L’ ETAPE I: ................................................................... 29

NIVEAUX DE CONFORT ETAPE II … ................................................................. 31

CONFORT D’ETE RESULTATS DE L’ETAPE II: .................................................... 32

CONFORT D’HIVER DE L’ETAPE II: .................................................................. 33

NIVEAUX DE CONFORT ETAPE III …................................................................ 36

CONFORT D’ETE RESULTATS DE L’ETAPE III: .................................................. 37

CONFORT D’HIVER DE L’ ETAPE III: ................................................................ 38

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Projet de rénovation énergétique de la MJC et du centre administratif

Rapport de conception énergétique et d’analyse par simulation dynamique

Pourquoi cette étude ?

La Mairie de Talochon-la-Gamine, consciente des prix de l’énergie et de l’effet néfaste de sa consommation

excessive sur notre environnement veut, dans un souci à la fois d’économies et d'amélioration du service

rendu à ses concitoyens, initier un projet de rénovation d’un bâtiment.

Ce bâtiment à deux niveaux comprend la MJC et le centre administratif de la commune, et un logement de

fonction. Ce projet a pour but d’améliorer le confort des employés et des usagers de la MJC et des services

communaux. Il a aussi pour but de redonner, en ces temps de difficultés sociales, toute sa place à l’accueil

que peuvent permettre les locaux de la M.J.C. Et aussi celui et d’enrichir les fonctions administratives d’un

volet souligné d’accompagnement et d’assistance aux habitants . C’est pourquoi des capacités d’accueil,

certes minimes, vont être installées dans les bureaux.

Situé à quelques kilomètres de Milly-Lamartine le projet a pour autre contrainte de conserver la qualité

esthétique de perception du paysage, que l’on a à l’intérieur du bâtiment, surtout pour la partie recevant du

public.

Contenu du document

Le logiciel Pléiades-Comfie (Izuba) est l’outil utilisé pour simuler dynamiquement le comportement

thermique du bâtiment. Les résultats présentés ici en sont directement issus.

L’étude suit les recommandations indiquées dans le Cahier des charges de la simulation dynamique

(Izuba) en indiquant dans l’ordre les points suivants :

Situation géographique, climat et particularité géographique.

Contexte dans lequel se trouve le bâtiment actuellement

Hypothèses de modélisation

Etude des consommations de chauffage

Solutions envisagées et résultats de simulation

.

Situation géographique et climat

La MJC, le Centre Administratif et le logement d’un employé communal avec sa famille sont regroupés en

un seul bâtiment datant des années 70 situé à Talochon-la-gamine - une commune du mâconnais située à

290 m d’altitude, appartenant à la Communauté d'agglomération du MACONNAIS-VAL DE SAONE . A

défaut de données météo sur Talochon-la-Gamine, le fichier météo utilisé est celui de Mâcon, en effet la

commune est située à 14 km au nord ouest de la ville et à une altitude supérieure (Mâcon est en moyenne à

257 mètres).

Le climat continental alterne des hivers longs et rigoureux avec des étés chauds et orageux. Les

températures y sont très contrastées au cours de l’année.

Dans ce contexte un soin aussi important doit être apporté au confort d’été qu’au confort d’hiver.

1- Particularités géographiques et historiques locales

La commune est située non loin de Milly, lieu qui inspira tant l’enfance du premier romantique français,

Alphonse de LAMARTINE. Il y composa certaines de ses ‘Méditations poétiques’ avant de trouver l’inspiration autour d’un lac ( Le lac du Bourget). Il conserva toute sa vie un attachement particulier à Milly qu'il racheta à sa sœur Suzanne en 1830, mais qu'il dut revendre, la mort dans l'âme, en 1860. La mairie tient à conserver les vues sur le Sud et sur l'est que possède ce bâtiment qui correspondent presque

à celles que connurent le poète. La bibliothèque a été conçue dans ce sens avec de larges ouvertures sur ces

deux orientations donnant des vues lointaines, qu’il serait bon de préserver. Le maire nous a de plus relaté les

résultats d’une étude américaine le ‘cabinet ‘Heschong Mahone’ ‘ portant sur l'éclairage naturel ‘qui a démontré que les élèves des écoles californiennes disposant de plus de lumière naturelle progressaient plus vite en mathématiques et en lecture que les autres.’ C’est pourquoi conserver de grandes baies vitrées dans la

bibliothèque reste primordial.

De plus, Bonnay En Maconnais ou Berzé-la-Ville (doyenné clunisien) ne sont pas les seuls villages millénaires nés

sous l’impulsion de l’Abbaye de Cluny, une trace écrite présente dans les registres de la célèbre abbaye

atteste la fondation du doyenné de Talloce-la-petite (De l'ancien français talevaz, « petit bouclier ». ) au

solstice d’été (à la saint Jean) de l’an de grâce 1011 qui sera surnommée par la suite Talochon-la-gamine. Et

pour fêter ce millénaire, la municipalité désire pouvoir accueillir pendant les deux semaines

anniversaires nombre d’invités et de conférenciers, et transformer les locaux de la M.J.C. en salles de réunion

et de manifestations. Du doyenné (la demeure) il ne reste que de belles ruines que l’on peut admirer depuis la

bibliothèque.

[ Ce bâtiment fut détruit - ainsi qu’une grande partie du doyenné (ensemble de paroisses) de Talloce-la-grande - non pendant la guerre des Armagnacs et des Bourguignons mais lors des guerre de religion, en 1562, par le capitaine calviniste Ponsenac à la tête d'une troupe de sept mille hommes, saccageant, pillant, brûlant couvents et églises. ]

Vue Sud de la bibliothèque sur le Col du Bois-Clair on aperçoit

plus loin Sologny puis Milly Lamartine *

Vue Est sur ‘La roche de Talloché’ haut lieu

préhistorique. panorama sur la vallée de la Saône,

le Jura et les Alpes du nord. * deux itinéraires pédestres balisés permettent de découvrir les paysages et l’histoire des lieux : Milly – Sologny – Talochon et

Talochon- Sologny-Berzé-la-ville. (à Sologny on peut faire une pause pour se désaltérer à la cave du père Tienne)

2-Disposition proches, ombrages

Sur le Nord une butte de remblais de 2,5 mètres de haut cache toute vue intéressante, et protège

des vents.

Pour les autres côtés, aucun masque n'affecte l'ensoleillement de ce bâtiment, ni lointain, ni proche.

Le pourtour du bâtiment y est un espace dégagé de 5 mètres, appartenant à la commune, est

disponible pour tout aménagement respectant la qualité du lieu.

Hypothèses de modélisation retenues

1-Etat des lieux

- Environnement et Climat Site Talochon la Gamine est à une altitude de 290 m ; Ses Coordonnées géographiques sont :

Latitude : 46° 20' 56'' Nord Longitude : 4° 41' 60'' Est Fuseau horaire UTC +1:00

Station météorologique de référence Nom: Mâcon (RT2005) Nom du fichier: Mâcon_RT2005.try Altitude: 217m

Température minimale : -6.9°C Température maximale : 31.6°C Température moyenne : 11.59°C

DJU 18 : 2643

Selon les informations qui nous ont été fournies, le site ne comporte pas de masque solaire. En revanche,

le modèle inclut bien entendu les masques proches pour chaque ouverture, du type de ceux illustrés .

Remarque : Si l’on porte crédit aux publications de la DIRECTION DÉPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE

ET DE LA FORÊT DE SAÔNE ET LOIRE on remarque ces dernières années une évolution des températures

et insolations des débuts d’années qui pourraient être prise en compte dans la considération de l’apport

solaire par les fenêtres . Plus de détails: ANNEXE Environnement et Climat

- Modèle du bâtiment Les plans d’architecte, nous ont permis de modéliser le bâtiment avec tous ses murs intérieurs et

extérieurs, et toutes ses ouvertures (portes et fenêtres). Pour son comportement, un certain nombre

d’hypothèses sont posées essayant de refléter au plus près la composition et l’utilisation du bâtiment.

Façade nord Façades sud et est

Les hypothèses présentées ici sont celles du bâtiment tel qu’il est actuellement

- Enveloppe du bâtiment Parois Dans ce tableau l’ensemble des hypothèses sur les propriétés thermiques définies avec la mairie

et bien connues (composition des parois, vitrages.) : ‘Le système constructif de L’enveloppe est simple :

trame de 3,2 m de murs béton (15 cm), habillée de panneaux de façade : allège béton 15 cm de 1m de haut, et menuiserie en bois simple vitrage. ‘

Importance des déperditions au vu des objectifs de la RT2005

des murs

des.vitrages

du.toit

du plancher

Importance relative calculée en fonction

de l’efficacité relative de chaque paroi

par rapport aux objectifs de la RT2005

et de la surface globale de chaque type

de paroi, il apparaît que le défaut

d’isolation des murs est prioritaire, suivi

de celle du plancher bas puis des

vitrages, le toit peut être traité mais

plus tardivement.

Plus de détails:: ANNEXE Valeurs détaillées des qualités thermiques initiales des parois

- Vitrages et ensoleillement L’un des principaux apports gratuits à la saison froide mais non prévisible peut être l’ensoleillement reçu à

travers les vitrages. De nombreux facteurs influencent les flux d’énergie qui traversent une paroi vitrée: la

conception architecturale, l’albédo du sol, les menuiseries, etc. Mais, les principales différences entre des

fenêtres avec les mêmes dimensions dans le même climat sont dues à leur orientation et à la nature du

vitrage.

Répartition constatée des vitrages sur le bâtiment:

Niveau - Unité local Surf m² Orienta

tion

% surface

habitable

% de S.vitrage

par orientation

Commmentaire / préconisation

RdC 24,2 sud 11,29% 50,2% Sud proche

24 nord 11,19% 49,8% Nord Trop importante

Surf.habitable 214,4 m² 48,20 22,5% Un peu trop importante (16%)

Étage 16.2 sud 11,25% 50,2% Sud proche

8,1 est 5,6% 25,1% Est proche

8 nord 5,56% 24,8% Nord Trop importante

Surf.habitable 144 m² 32,30 22,5% Un peu trop importante (16%)

Etat des lieux, influence relative en hiver (Janvier) des gains et déperditions par orientation et surfaces

actuelles des vitrages

%age relatif gains par orientation

-30,00%

-20,00%

-10,00%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

1

Taux global G/D

RdC.Sud

Rdc.nord

R+1 Sud

R+1 Est

R+1 Nord

Etat Actuel :

Les vitrages au sud bien gérés peuvent

apporter du chauffage solaire l’hiver, ceux au

nord sont très déperditifs, doivent être

limités fortement. Ceux de la Bibliothèque à

l’est (R+1 est) sont peu influents, la dimension

esthétique peut alors prendre beaucoup plus

d’importance dans les choix sur l’amélioration

des surfaces à l’est.

%age relatif gains avec diminution de moitié des vitrages nord

FS=0,65

-20,00%

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

1

Taux global G/D

RdC.Sud

Rdc.nord

R+1 Sud

R+1 Est

R+1 Nord

Améliorations : L’aspect qualité du vitrage

est déterminant, en améliorant de 10% le

Facteur solaire du vitrage (la proportion de

rayonnement entré sur celle incidente) on

amplifie de 23% l’effet des vitrages au Sud ,

sans changer les performances au nord et à

l’est. Le taux global (G/D) passe de 25% à

près de 44%.

En conservant cette qualité et en diminuant

de plus de moitié la surface des vitrages au

nord on obtient une augmentation de 122%

des gains (on passe d’un G/D de 44% à 97%),

on peut alors considérer l’apport solaire

comme un système de chauffage aléatoire

mais efficace.

Plus de détails : ANNEXE Vitrage et ensoleillement

2-Apports internes par les équipements et l’éclairage

Les puissances dissipées par l'éclairage sont calquées sur les heures d'occupation des pièces et sont

de l'ordre de 5W/m2 selon la RT2005

Les puissances dissipées par les équipements sont spécifiques à l’ équipement de chaque salle mis on

remarque l’ampleur relative des consommations impliquées par les appareils de la salle informatique :

Presque 3 fois la consommation des autres zones. Auxquelles on ajoutera la consommation du

climatiseur lorsqu’il sera sollicité.

Part de consommation globale ramenée par pièce et par jour :

part relative des consommations

Informatq

Logement

Bureaux

Séjour

Part relative de la surface

Informatq

Logement

Bureaux

Séjour

Les appareils de la salle informatique consomment

une bonne part de la consommation électrique…

Alors que leur salle n’a qu’une faible part de la

surface utilisée globale.

L’objectif est de ramener la part relative de consommation de l’informatique à une

proportion similaire à la taille de la pièce

3-Scénarios d’occupation et chaleur métabolique des occupants

Le logement et les bureaux Les locaux de la MJC

Globalement, chaque pièce constitue une zone à elle seule pouvant évoluer indépendamment des autres.

En fonction de différents éléments (puissance dissipée par les appareils, consigne de température,

nombre de personnes…) le comportement thermique d’une pièce peut différer de sa voisine proche.

- Scénarios d’occupation

Trois zones d’activités différentes coexistent, chacune présentant un scénario d’occupation homogène.

Au rez de chaussée :

- un ensemble de deux bureaux et une salle d’acceuil ouverts aux heures de bureaux.

- un logement utilisé par l’employé communal, utilisé de 18 heures à 9 heures en semaine.

Au premier étage :

Les trois salles de la MJC : informatique, gymnastique et bibliothèque ouvertes le mardi,

vendredi et samedi de 17 à 23 heures, et le mercredi de 10 à 23 heures.

Il y a une densité d’utilisation prévue légèrement différente entre les salles.

Zone d’activité Horaires d’occupation

MJC Mardi, vendredi, samedi de 17h à 23h, mercredi de 11h à 23h

Bureaux et accueil de 8h à 18h du lundi au vendredi y compris pendant les vacances scolaires

Logement Toute la semaine, en dehors des heures de bureau

- Chaleur métabolique

La chaleur métabolique dégagée est estimée à 80 Wh/personne.heure.

Cette puissance dissipée joue un rôle dans l’évaluation des besoins en chauffage et en aération du

bâtiment, surtout pour les E.R.P. : la MJC et l'accueil. Le nombre d’occupants simultanés de la M.J.C est

actuellement de 15 personnes. L’utilisation optimale des locaux, un objectif de la commune, amène à

prendre en compte ces valeurs dans les améliorations permettant de tripler la fréquentation de la M.J.C:

Pour un renouvellement d’air neuf minimal fixé à 18 m3 /heure par personne cela donne :

11 usagers pouvant utiliser simultanément la salle informatique, soit 198 m3/heure ( 2,3 vol/heure)

15 usagers au maximum pour la salle de gymnastique soit 270 m3/heure ( 3,2 vol/heure)

salle de bibliothèque : 19 usagers au maximum pour la (soit 3m² par lecteur) soit 342 m3/heure ( 2,25

vol/heure).

De plus lors des deux semaines à partir de fin Juin, les locaux de la MJC devrons pouvoir accueillir des

invités à la densité de une personne au m². (soit 7,3 vol/heure)

La salle d'accueil peut recevoir 7 usagers (8 personnes en tout avec l’hôtesse).

Chaque bureau, occupé par un employé sera finalement considéré être utilisé par deux personnes

(exactement 2,08) pour pouvoir recevoir du public.

Le logement ne voit pas sa fréquentation modifiée, il reste occupé par 5 à 6 personnes.

4-Ponts thermiques

L’étude des ponts thermiques permet de prendre en compte, voire d’anticiper les pertes de chaleur

liées aux jonctions ou assemblages de deux composants de l’enveloppe du bâtiment. Ci-dessous un

exemple de fuite thermique au travers d’un plancher

On trouvera ci après la liste des ponts thermiques étudiés, leur valeur et la référence d’origine par

rapport à la norme française RT2005. On tiendra compte dans notre simulation de tous les ponts

thermiques nécessaires selon la configuration et l’emplacement de la pièce étudiée.

LISTE DES Ponts Thermiques W/m.K Ref RT 2005

PT1-Plancher bas/Vide sanitaire 0,4 ITE1.2.10

PT2-Plancher haut/extérieur 0,29 ITE3.1.5

PT3-Plancher intermédiaire/extérieur 0,06 ITE2.1.1

PT4-Appui menuiserie sur allège 0,14 ITE5.1.2

PT5-menuiserie/linteau 0 ITE5.2.2

PT6-menuiserie/flancs 0 ITE5.3.2

PT7-seuils de portes 0,14 DC.3.4

PT8-refends inter-pièce 0,06 ITE4.3.1

PT9-Angles sortants 0,15 ITE4.1.1

PT10-Plancher haut/balcon donnant sur extérieur 0,75 ITE3.1.1

PT11-Plancher haut / refend donnant sur intérieur 0,03 ITE3.3.1

PT12-Plancher intermédiaire/balcon donnant sur

local 0,89 ITE2.2.1

PT13-seuil de porte étage = appui allège 0,14 ITE5.1.2

PROPOSITIONS

Niveaux de confort actuels …

LA MAISON POUSSIVE : Est une habitation qui va dépenser beaucoup d’énergie, pour assurer

un niveau de confort somme toute moyen.

1- Confort d’été

La zone de confort à prendre en compte est la zone de confort BRAGER.

Cette image est la synthèse du Taux d’inconfort, on remarque les points de la bibliothèque et de la salle de gymnastique en dehars de la zone. (respectivement à 57% et 14% de confort) Les points au dessus de la ligne du dessus signifient un environnement trop chaud , en dessous, un environnement trop frais (moins grave dans ce contexte car il suffit d’ouvrir les fenêtres) Le Taux d’inconfort [%]: C’est le rapport entre le nombre d’heures d’occupation où le couple (Température opérative (Top) (En abscisse, à gauche), Température extérieure (Text) En ordonnée) est à l’extérieur de la zone de confort et le nombre d’heures total d’occupation. Le Taux de confort [%]: C’est le complément ( à l’intérieur de la zone de confort )

2- Confort d’hiver

Exceptée la sale informatique (points verts) toutes les salles sont en confort. Mais avec une consommation

de 337 U.V. de chauffage (unités virtuelles) Plus de détails : ANNEXE Niveaux de confort actuels la zone de confort BRAGER. Les points au dessus de la ligne du dessus signifient un environnement trop chaud (salle informatique), en dessous, un environnement trop frais.

Niveaux de confort Etape I …

Confort d’été Confort d’hiver

Avec la ‘maison Lascive’ on est passé à une consommation chauffage de 11 U.V. (unités virtuelles) de

chauffage Et plus de consommation liée à la climatisation. Plus de détails: ANNEXE Niveaux de confort

L’étape I a consisté à isoler très fortement les parois, ce qui a permis un confort d’hiver acceptable,

pour des consommations de chauffage 10 fois moindres. Mais sans équilibrage, c’est au détriment du

confort d’été, la ‘maison LASCIVE’ n’est plus capable d’évacuer toute sa chaleur à la saison chaude.

Niveaux de confort Etape II…

DE LA MAISON LASCIVE à LA MAISON PASSIVE: La maison passive est l’étape suivante; En

s’attachant à avoir un ensemble d’éléments et dispositifs statiques bien équilibrés entre le confort d’hiver

et d’été : Ex :une enveloppe qui adoucit toute forme d’influence de l’extérieur (froid et chaud) … avec des

matériaux inertes, ou parfois vivants (plantes) pour s’adapter aux saisons.

Mais elle oblige à penser encore une gestion STATIQUE optimisée des apports internes,

Le cas de la surpopulation temporaire de la MJC intégré à cette étape (ici 1 personne au m²) est un

exemple de ce que ne sait pas gérer la maison passive.

Confort d’été Confort d’hiver

Le confort d’été en MJC devient inexistant, il est bon au rez

de chaussée.

Le confort d’hiver en MJC est aussi inexistant, il reste bon

au rez de chaussée. (ligne des 19° et 17°C (consignes)

Avec la maison passive on est passé à une consommation chauffage de 12 U.V. (unités virtuelles).

Niveaux de confort Etape III…

DE LA MAISON PASSIVE à LA MAISON ACTIVE: La maison active c’est maison passive avec un peu

de nerf , dans l’absolu elle est réactive et s’adapte aux variations du milieu ; En pratique certaines

variables adaptatives comme les ouvertures et les ventilations sont programmables, et avec capacité de

changement dynamique de la programmation : Commme pour les semaines millénaires. En s’attachant à

avoir une enveloppe qui s’adapte suivant les saisons à l’équilibre entre ressources gratuites et besoins …

tout cela avec des composants assistés programmables. Le top (pas possible sur Pleîades) c’est d’évaluer

les besoins suivant l’évènementiel (intérieur et extérieur), Le cas d’une surpopulation imprévue de la

MJC est un exemple de ce que devrait savoir gérer de manière réactive la maison active.

Cette prise en compte de l’adaptativité permet de revenir à des vitrages moins performants mais ayant

un meilleur facteur solaire, afin de privilégier le confort visuel, et par là l’éclosion de futurs génies dans

la bibliothèque.

Confort d’été Confort d’hiver

En été, les températures restent plutôt fraiches

pour la semaine la plus chaude, mais il est possible

de programmer plus d’ouverture des volets… et

d’ouvrir les fenêtres

En hiver toutes les zones sont en confort …

Un taux d’inconfort de 0,77% pour la salle

informatique et de 0,51% pour la salle de

gymnastique.

Avec la maison active on est passé à une consommation chauffage de 8 U.V. (unités virtuelles) soit 2,3%

de celle de la maison poussive.

De plus certaines températures ont été revues à la hausse (nuit en logement), les chauffages du matin

pro-actifs afin d’éviter l’effet de paroi froide. Et les apports solaires de printemps, sans atteindre les

sommets du départ sont comparables :

Courbe de maison active, la puissance maximale atteinte est de 6200W, et se situe lorsqu’on en a le

plus besoin, fin Janvier, début février. Les apports sont importants de début Janvier jusqu’à la mi-mars

(mais on peut prolonger les scénarios d’ouverture d’hiver jusqu’à début Mai).

Courbe d’apports de maison poussive, la puissance maximale atteinte est de 8500W, et se situe

début mars. Les apports sont importants de début Février jusqu’à la fin-mars.

Soit un décalage d’un mois par rapport à la version finale.

CONCLUSIONS

S’il est nécessaire dans un premier temps de chercher les comportements de sobriété et une bonne efficacité

d’isolation, quitte à obtenir une « maison lascive », l’équilibrage des conforts été-hiver (démarche

bioclimatique) est indispensable dans un second temps. C’est la notion de maison passive classique.

Le passage à la « maison active » implique des mises en place d’appareils de régulation permettant de

réguler tant les apports solaires qu’une gestion du renouvellement d’air lié à la fréquentation.et d’occultation

programmables

Dans la dernière option proposée par « les Trois Petits Cochons », on peut arriver à des besoins annuels de

chauffage de 8 kWh.m2, soit avec une estimation de rendement de 60% du système de chauffage ( vu l’âge

de la chaudière), cela nous donne une consommation de 13,4 kWh/m².an. En prenant un facteur

d’incertitude de 50% ceci nous amène à 20,1 kWh/m².an.

Ceci sans qu’aucune pièce ne dépasse l’été la température de 27°C, compte tenu des exigences

d’occupation supplémentaires liées aux événements festifs préparés pour les années à venir !

De plus cette option a favorisé des vitrages plus déperditifs mais disposant de meilleurs facteurs solaires :

toutes les baies publiques Sud et Est ont été sauvegardées afin de respecter les vœux du maire et les futurs

Lamartine de la bibliothèque auront pu bénéficier de toute la luminosité nécessaire au développement de

leur potentiel.

La réduction de la puissance d’appel en pointes de la chaudière d’un facteur proche de 3, permet de

prolonger la durée de vie de la chaudière. Une étape ultérieure , faisant l’objet d’une étude plus poussée

pourra envisager le remplacement de la chaudière par un système d’énergie renouvelable toujours

disponible comme la géothermie, vu le faible niveau de puissance appelé et le niveau de consommation

devenu raisonnable.

étape ultérieure : Afin d’améliorer encore le niveau d’adéquation des ressources aux besoins, et permettre le

remplacement facile d’un système de chaufage conventionnel par une source d’énergie renouvelable, on

prendre la route de la maison pro-active :

- On passera alors d’une gestion pré-programmée des ouvertures, consignes de température et volume de

traitement de la ventilation à une gestion d’abord réactive puis pro-active de cette gestion :

- Dans la forme réactive, l’ouverture des volets s’adapte au différentiel entre ressources en ensoleillement

(via capteur extérieur) et besoins (via capteurs intérieurs) sous un pas qui peut être le quart d’heure ;

Le niveau de ventilation s’adapte au taux d’humidité ou celui de CO² présent dans chaque groupe de pièces.

– Les consignes de températures de chaque pièce adapteront des consignes de transition déclenchables

lorsque le constat d’absence ou de présence anticipées se fera dans la pièce.

Dans la maison pro-active :

- On passe à une gestion qui anticipe l’adéquation entre besoins et ressources à venir :

A la couche de la maison ré-active qui s’adapte en fonction de la saison et des disponibilités-besoins

immédiats s’ajoute celle du lissage du comportement en fonction des ressources et besoins à ‘moyen terme’

(1/4 de journée à ½ journée)

- l’ouverture des volets s’adapte au différentiel entre ressources en ensoleillement prévu (via information du

décideur – habitant ou centre de télé-gestion -) ensoleillement présent ( capteur extérieur) et besoins

prévisibles (immédiats via capteurs intérieurs OU à venir via indications programmées) sous un pas du

quart de journée ;

– Les consignes de températures de chaque pièce adapteront des consignes de transition déclenchables

lorsque le constat d’absence anticpipée ou de présence anticipée se fera dans la pièce.

Recommandations :

Les « Trois Petits Cochons » proposent trois axes d’amélioration, leur détail étant exposé en annexes :

Sobriété

- Réduction des consignes de température et leur critique de leur pertinence,

- PC portables et économiseurs,

- Suppression climatisation par ventilation nocturne (4 volumes/ heure)

- Réduction des surfaces vitrées au Nord (et cuisine au sud)

Efficacité :

- Isolation : ouate de cellulose 30 cm avec bardage bois 15 mm

- Ventilation DF (de 0,68 à 2 volume/h selon le taux de fréquentation avec bypass été)

- Protections solaires sud et est

- Vitrages performants (PVC double vitrage CLIMAPLUS, 4-16-4 Argon-PlanithermSolar)

privilégiant un bon facteur solaire (F= 0,47 pour Uw = 1,49 W/m2.K)

Confort bioclimatique :

- Inertie suffisante (15 cm de béton lourd minimum)

- Gestions des apports solaires (casquettes et occultations : stores variables & programmables)

- Installation de jardins en terrasse & pergolas

- Toitures végétalisées

Une version « isolation paille » faisant la renommée des « Trois Petits Cochons » depuis leur création aurait

été économiquement et écologiquement très rentable (en terme d’ECV) sans dégradation du confort.

L’ATec sur ce système constructif étant encore en cours de consolidation, cette option ne pourra être

envisageable pour des E.R.P. qu’avant la toute fin de l’avant projet fixée dans les cinq mois à venir.

La question pourra alors être reconsidérée, en fonction des impératifs de délais fixés par la mairie.

ASPECTS ECONOMIQUES

- Isolation des murs : Initialement était prévu une isolation par l’extérieur en paille + bardage bois, dont

le coût ne dépassait pas les 5 € du m² (2€ la paille, 3€ le bardage) si la pose était effectué par des

employés municipaux.

L’absence de DTU et d’Atec sur l’isolation en paille amène à considérer la solution de remplacement

Ouate de cellulose 30 cm + bardage bois, dont le prix avoisine avant pose les 10 € du m² ( 7,12 pour la

ouate et 3€ le bardage au m²). La pose est habituellement effectuée par des spécialistes.

- Les fenêtrs en PVC double vitrage CLIMAPLUS, 4-16-4 Argon-PlanithermSolar, d’une technologie

de fabrication rodée, sont dans une fourchette de prix raisonnable en Double Vitrage. Il faut contacter

un artisan pour obtenir les prix car la pose, sans laisser d’infiltration d’air (pour le bon fonctionnement

de la VMC), est un élément de poids dans le coût.

- La pose de toiture végétalisée : Suivant le modèle choisis a un prix de revient variable :

Solution N° 1 Pare-vapeur + isolant de 100 mm d’épaisseur + membrane de 1,5 mm + plaque de drainage + substrat 9 cm

+ semis Sarnavert répandu manuellement pour les petites surfaces ; ou mélange de la semence avec de l’eau

pulvérisé en toiture Coût estimatif 84,00 €/m² H.T rendu et posé

Solution N° 2 Pare-vapeur + isolant de 100 mm d’épaisseur + membrane de 1,5 mm + plaque de drainage

+ substrat 9 cm + tapis Sarnasédum - tapis précultivé pour une couverture végétale immédiate. Coût

estimatif : 110,00 €/m² H.T rendu et posé.

Solution N° 3 Pare-vapeur + isolant de 100 mm d’épaisseur + membrane de 1,5 mm + cassette Hydropack

- procédé tout en un : rassemble le système de drainage, de filtre, le substat et la végétation. Coût estimatif :

120,00 €/m² H.T rendu et posé.

Pergolas Fourchette générale , ordre d’idée: Pour la fourniture et la pose d'une pergola standard contre une maison.

dimension : 12 à 15m² , 1000 à 20000 € de la Pergola Bois, Pergola Métal . (un rapport 20).

Comme vous pouvez constater, c’est la pose qui sera l’élément le plus coûteux.

modèles en bois : les prix ‘matériaux’ des deux modèles les plus fréquents varient :

entre 500€ (surface 5,4 m² : 2mx2,70 m)

et 700 à 800 € en surface 16m², ( 4,35m x 3,70m) (haut de gamme avec belles finitions…)

- en surface sud : Avec 20 m linéaires, et installation de pergola sur deux niveaux , cela revient à poser 10

unités pergolas sur cette façade. (soit en matériaux = 8000 €)

(nous ne nous avancerons pas sur le coût d’installation sur ces deux niveaux)

- en surface est : Avec 11 m linéaires, et installation de pergola sur toit végétalisé , cela revient à poser 3

unités pergolas sur cette façade.

Ventilation double flux Fourchette générale : de 4000 à 7000 € (hors pose) pour un volume traité de 100 à 200 m3/h

Volets roulants & programmables

CélianeTM Interrupteur individuel de volets roulants à niveau d’ouverture programmable

émetteur - récepteur CPL/IR

La commande de volets roulants côute à partir de 115 €.

Les volets roulants en PVC sont ceux couramment présents dans les commerces.

ANNEXES

Environnement et Climat Site Nom: Talochon la Gamine Altitude: 490 m ; Coordonnées géographiques sexagésimales :

Latitude : 46° 20' 56'' Nord Longitude : 4° 41' 60'' Est Fuseau horaire UTC +1:00

Station météorologique Nom: Mâcon (RT2005) Nom du fichier: Mâcon_RT2005.try Altitude: 217m

Température minimale : -6.9°C Température maximale : 31.6°C Température moyenne : 11.59°C

DJU 18 : 2643

Janv Févr Mars Avri Mai Juin Juil Aout Sept Octo Nove Dece

472 386 313 235 108 45 16 19 74 182 348 445 Selon les informations qui nous ont été fournies, le site ne comporte pas de masque solaire. En revanche, le modèle

inclut bien entendu les masques proches pour chaque ouverture, du type de ceux illustrés .

Cependant, si l’on porte crédit aux publications de la DIRECTION DÉPARTEMENTALE DE L'AGRICULTURE ET DE

LA FORÊT DE SAÔNE ET LOIRE on remarque ces dernières années une évolution des températures et insolations

des débuts d’années qui pourraient être prises en compte dans l’évaluation de l’apport solaire par les ouvertures. Voici quelques extraits de bulletins émanant de cette Direction :

Printemps 2007 « La chaleur d'avril se prolonge sur la première décade de mai, avec des épisodes venteux induisant une forte évapotranspiration. La sécheresse s'accentue ainsi sur une grande partie du département. Des passages répétés de pluie à partir du 14 mai réduisent progressivement le déficit hydrique. Les cumuls mensuels sont localement importants : de 100 à 160 mm selon les postes d'observation de Météo France, excepté sur le Chalonnais où la pluviométrie atteint à peine 70 mm et où le cumul sur la période janvier - mai accuse un déficit encore marqué (de l'ordre de - 20%). La baisse des températures concomitante aux passages perturbés ne gomme pas les journées très chaudes de la première quinzaine. Sur l'ensemble du mois, la température moyenne est encore une fois sensiblement supérieure à son niveau habituel : + 2,5 degrés à Mâcon. Suite aux passages nuageux fréquents, l'insolation affiche un déficit d'environ 12% à Mâcon. »

Année 2007 « Le climat 2007 est marqué par d'importants écarts de températures et une pluviométrie fortement excédentaire sur les mois d'été. La température moyenne annuelle est une nouvelle fois supérieure à sa valeur normale, de l'ordre de 1,5 degrés. Cette situation masque en fait deux périodes très différentes : l'hiver et le printemps sont très doux, avec un mois d'avril quasiment estival (15 degrés de moyenne au lieu de 10 degrés) ; à partir du mois de juillet et jusqu'en fin d'année, le thermomètre retrouve un niveau beaucoup plus conforme à la normale. Alors qu'une situation de sécheresse se profilait en avril, l'arrivée de la pluie en mai et sa persistance durant tout l'été va relancer les cultures, mais aussi handicaper sérieusement la récolte fourragère. Ces écarts dans la répartition des précipitations conduisent finalement à un cumul pluviométrique annuel très proche de sa valeur normale. Malgré la forte pluviosité durant l'été, l'insolation annuelle est légèrement excédentaire (+ 2% à Mâcon grâce à l'ensoleillement exceptionnel au printemps). »

Année 2008 : un climat 2008 très capricieux Les conditions climatiques de 2008 sont marquées par une grande variabilité des températures et une pluviométrie excédentaire pour huit mois sur douze. La température moyenne annuelle est une nouvelle fois supérieure à sa valeur normale, de l'ordre de 1 degré. Cet écart, plus modeste que ces dernières années, est atténué par une ambiance estivale assez fraîche, alors que les températures printanières ont sensiblement dépassé leur niveau normal. Assez irrégulières au printemps, les précipitations ont été fréquentes et parfois intenses de juin à décembre. Des phénomènes violents ont accompagné les orages de l'été, notamment la grêle qui a gravement affecté le sud du vignoble. Sur l'ensemble de l'année 2008, la pluviométrie est partout excédentaire. Le dépassement des valeurs normales est cependant beaucoup plus marqué à l'est de la Saône, où il est en général supérieur à 20%. Suite aux pluies fréquentes durant l'été, l'insolation annuelle est légèrement déficitaire (- 2% à Mâcon, avec des écarts de - 20% à + 75% selon les mois).

Décembre 2009 : Après une première quinzaine de décembre très clémente, la neige est subitement arrivée le 18 du mois. Elle a été

abondante, les gelées ont été fréquentes mais le froid aura été de courte durée et la douceur est finalement revenue pour

les fêtes de fin d’année. Les températures moyennes sont supérieures aux normales de saison, masquant des écarts

importants au cours du mois. A Mâcon, la température moyenne pour le mois de décembre a été relevée à 4,1°C, soit

supérieure de 1,4°C aux normales. Cependant, elles n’ont pas dépassé 0°C entre le 15 et le 20 décembre, relevant même

jusqu’à - 14°C à Mâcon.

Il a plu de façon très inégale sur le département. La pluviométrie relevée par Météo France s'échelonne en effet de 65 mm

dans le sud-ouest du département à 113 mm à l’est, les quantités relevées à Mâcon étant aussi de 65 mm. Le bilan

pluviométrique annuel reste partout déficitaire (de - 8% à l’est à - 23% à l’ouest). La durée de l'ensoleillement est

inférieure aux normales (38 heures d’ensoleillement relevées contre 53 heures pour un niveau habituel d’un mois de

décembre).

2007 2008 2009

Sources : http://www.saone-et-loire.equipement.gouv.fr/IMG/pdf/27_conjoncture_agricole_mai_2007_cle7842f3.pdf

et http://www.saone-et-loire.equipement-agriculture.gouv.fr/article.php3?id_article=1487 Et http://www.saone-et-loire.equipement-agriculture.gouv.fr/IMG/pdf/conjoncture_agricole_saone_et_loire_mensuelle_decembre_2009_cle0edd3b.pdf

Données 2007 Données 2008

Valeurs détaillées des qualités thermiques initiales des parois :

Enveloppe du bâtiment Parois Dans ce tableau l’ensemble des hypothèses sur les propriétés thermiques définies avec la mairie

et bien connues (composition des parois, vitrages.) : ‘Le système constructif de L’enveloppe est simple :

trame de 3,2 m de murs béton (15 cm), habillée de panneaux de façade : allège béton 15 cm de 1m de haut, et menuiserie en bois simple vitrage. ‘

Type de paroi

Surface

m²

Matériaux Epaisseur Conductivité

thermique Résistance thermique

Coeff. de transmission

surfacique

Valeur U cible

RT2005

e (cm) λ (W/mK) R (m2.K/W) U (W/m2.K)

Plancher bas 214,4 béton 15 1,750 0,09

Isolation extérieure

polystyrène expansé 6 0,039 1,54

1,63 0,61 <0,27 W/m².K

Toiture 214 béton 15 1,750 0,09

Isolation extérieure

polystyrène extrudé 15 0,029 5,17

5,26 0,19 <0,2 W/m².K

Plafond intermédiaire

144

béton 15 1,750 0,09 11,11

Paroi extérieure 187 béton 15 1,750 0,09 11,11 < 0,36 W/m².K

Paroi intérieure béton 15 1,750 0,09 11,11 sans

vitrages

88 Simple vitrage et

menuiserie bois 0,25 4,08

< 0,9 ? W/m².K

Le système constructif de L’enveloppe est simple : trame de 3,2 m de murs béton (15 cm), habillée de

panneaux de façade : allège béton 15 cm de 1m de haut, et menuiserie en bois simple vitrage.

Les menuiseries sont équipées d’un simple vitrage, Ug = 4,95 W/m2.K et d’huisseries bois, Uf = 2,40

W/m2.K. Ellse ont donc un coefficient moyen de Uw = 4,08 W/m2.K, et un facteur solaire moyen de 0,59.

Importance des déperditions au vu des objectifs de la RT2005

des murs

des.vitrages

du.toit

du plancher

Importance relative Calculée en fonction de

l’efficacité relative de chaque paroi par

rapport aux objectifs de la RT2005 et de

la surface globale de chaque type de paroi,

il apparaît que le défaut d’isolation des murs

est majeure, suivi de celle du plancher bas

puis des vitrages, le toit peut être traité

mais plus tardivement.

Vitrage et ensoleillement L’un des apports principaux mais non prévisibles peut être, à la saison froide, l’ensoleillement reçu à travers

les vitrages. De nombreux facteurs influencent les flux d’énergie qui traversent une paroi vitrée: la

conception architecturale, l’albédo du sol, les menuiseries, etc. Mais, les principales différences entre des

fenêtres avec les mêmes dimensions dans le même climat sont dues à leur orientation et à la nature du

vitrage.

Les ratios de surface pris en compte dans la RT2005 sont :

S.TOTALE Vitrages=1/6 (16,5%) de la surface habitable, soit 16,5 m² pour une surface de 99m² au sol.

Répartition du vitrage selon les orientations :

Sud 50,00% soit 8,25/100 m² Nord 10,00% soit 3,3/100 m²

Est 20,00% soit 1,65/100 m² Ouest 20,00% soit 3,3/100 m²

Niveau - Unité local Surf

m²

Orienta

tion

% surface

habitable

% vitrage

Orientation

Equivallence

%Vitrage des

apport/Est

**

% Apports (+) &

Déperditions (-)

liés à Surface avec

un FS de 0,59 *

RdC services Accueil 12,1 sud

RdC logement Séjour 8,1 sud

Cuisine 4 sud 11,29% 50,2% Sud 1,5 + 38,66%

Bains/toilettes 4 nord

Chambre1 4 nord

Chambre2 4 nord

Rdc services Bureau1 4 nord

Bureau2 4 nord

toilettes 4 nord 11,19% 49,8% Nord 0,4 - 27,76%

Surf.habitable 214,4 m² 48,20

Étage Gym 8,1 sud

Bibliothèque 8,1 sud 11,25% 50,2% Sud 1,5 + 38,62%

Bibliothèque 8,1 est 5,6% 25,1% Est 0,3 - 10,28%

Informatique 4 nord

Toilette 4 nord 5,56% 24,8% Nord 0,2 - 13,81%

Surf.habitable 144 m² 32,30

* Les fenêtres ont un coefficient moyen Uw = 4,08 W/m2.K, et un facteur solaire moyen de 0,59. (59%

du rayonnement frappant la vitre est entré et transformé en chaleur)

** En prenant: l’hiver à 1m² de vitrage en façade sud apporte 3 fois plus qu’à l’est et 4 fois plus qu’au

nord.

Etat des lieux, influence relative en hiver (Janvier) des gains et déperditions par orientation et surfaces

des vitrages présents (en prenant en compte le Facteur solaire du simple vitrage).

%age relatif gains par orientation

-30,00%

-20,00%

-10,00%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

1

Taux global G/D

RdC.Sud

Rdc.nord

R+1 Sud

R+1 Est

R+1 Nord

Les vitrages au sud lorsqu’ils sont

bien gérés peuvent apporter un peu

de chauffage solaire l’hiver, ceux au

nord sont fortement déperditifs.

Ceux de la Bibliothèque à l’est sont

peu influents, l’esthétique peut

prendre beaucoup plus d’importance

dans le choix fait sur ces ouvertures.

%age relatif gains par orientation avec FS de 0,65

-30,00%

-20,00%

-10,00%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

1

Taux global G/D

RdC.Sud

Rdc.nord

R+1 Sud

R+1 Est

R+1 Nord

L’aspect Facteur solaire est

déterminant : en améliorant de

10% sa valeur, (le FS passe de

0,59 à 0,65)

on amplifie de 23% l’effet sur les

vitrages au Sud , sans réellemnt

changer les performances

relatives, ni l’efficacité au nord

et à l’est. Le taux global (G/D)

passe de 25% à près de 50%.

%age relatif gains avec diminution de moitié des vitrages nord

FS=0,65

-20,00%

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

1

Taux global G/D

RdC.Sud

Rdc.nord

R+1 Sud

R+1 Est

R+1 Nord

En conservant ce FS de 0,65 et

en diminuant de plus de moitié les

vitrages au nord on obtient :

Une augmentation de 122% des

gains ( on passe d’un taux G/D de

43% à 97%), on peut alors

considérer l’apport solaire comme

un système de chauffage

aléatoire mais efficace.

Apports solaires suivant l'orientation : Les apports solaires maximaux en kWh/m2.jour pour chaque mois suivant

l'orientation d'une façade en Région parisienne

Façade verticale SUD Façade verticale SUD-EST

ou SUD-OUEST

Façade verticale EST ou

OUEST

Façade verticale NORD-EST

ou NORD-OUEST

Façade verticale NORD

1. Les apports solaires sur une façade Sud sont plus importants en hiver qu'en été

2. Les fenêtres utilisées pour des usines, des écoles et des ateliers d’artistes étaient

orientées au Nord pour éviter les problèmes posés par le rayonnement direct du soleil;

toutes les autres orientations sont exposées au soleil à certaines périodes de l’année.

3. Une fenêtre conçue pour optimiser les apports solaires aura une influence sur les

performances thermiques du bâtiment pendant toute l'année. Il faut prévoir une

protection solaire afin d'éviter les effets négatifs de surchauffe en mi-saison et en été.

Zonage

Le logement et les bureaux Les locaux de la MJC Globalement, chaque pièce constitue une zone à elle seule pouvant évoluer indépendamment des autres.

En fonction de différents éléments (puissance dissipée par les appareils, consigne de température,

nombre de personnes l’occupant…) son comportement thermique peut différer de celui de sa voisine

proche.

Scénarios d’occupation et chaleur métabolique des occupants

Trois zones d’activités différentes coexistent, chacune présentant un scénario d’occupation homogène.

Au rez de chaussée :

- un ensemble de deux bureaux et une salle d’acceuil ouverts aux heures de bureaux.

- un logement utilisé par l’employé communal, utilisé de 18 heures à 9 heures en semaine.

Au premier étage :

Les trois salles de la MJC : informatique, gymnastique et bibliothèque ouvertes le mardi,

vendredi et samedi de 17 à 23 heures, et le mercredi de 10 à 23 heures.

Il y a une densité d’utilisation prévue légèrement différente entre les salles.

Zone d’activité Horaires d’occupation

MJC Mardi, vendredi, samedi de 17h à 23h, mercredi de 11h à 23h

Bureaux & accueil de 8h à 18h du lundi au vendredi y compris pendant les vacances scolaires

Logement Toute la semaine, en dehors des heures de bureau

La chaleur métabolique dégagée par les personnes est estimée à 80 Wh/personne.heure.

Cette puissance dissipée peut être significative dans l’évaluation des besoins en chauffage et en

climatisation du bâtiment, surtout pour les E.R.P. : la MJC et l'accueil.

Le nombre d’occupants simultanés de la M.J.C est actuellement de 15 personnes. L’utilisation optimale

des locaux est un objectif de la commune. Ceci amène à prendre en compte ces valeurs dans les

améliorations permettant de tripler l’usage des locaux M.J.C.

Salle Surface

m²

Nb personnes Contraintes aérauliques en

période d’occupation

Air renouvelé

m3/heure

vol/heure

Logement 107 5,4 97,2 0,34 toilettes 16,4 Bureaux 32 2 (dont 1 usager) 37,5 2,4 accueil 59 8 (dont 7 usagers) 144 0,9 informatique 32 11 198 2,3 gymnastique 32 15 270 3,2 bibliothèque 56,4 19 (3m² par lecteur) 342 2,25 Toilettes MJC 16

A 18 m3 /heure par personne cela donne :

11 usagers pouvant utiliser simultanément la salle informatique, soit 198 m3/heure ( 2,3 vol/heure)

15 usagers au maximum pour la salle de gymnastique soit 270 m3/heure ( 3,2 vol/heure)

salle de bibliothèque : 19 usagers au maximum pour la (soit 3m² par lecteur ou 0,33 personne par m².) soit 342

m3/heure ( 2,25 vol/heure)

La salle d'accueil peut recevoir 7 usagers (8 personnes en tout avec l’hôtesse).

Chaque bureau, occupé par un employé sera finalement considéré être utilisé par deux personnes (exactement

2,08) pour pouvoir recevoir du public.

Le logement ne voit pas sa fréquentation modifiée, il reste occupé par 5 à 6 personnes.

Apports internes par les équipements et l’éclairage

Les puissances dissipées par l'éclairage sont calquées sur les heures d'occupation des

pièces et sont de l'ordre de 5W/m2 selon la RT2005

Les puissances dissipées par les équipements sont spécifiques à l’équipement de chaque

salle:

Salle Équipement/

référence

Durée d’occupation /

fonctionnement

Puissance brute

ou par m²

Émission

quotidienne **

complément

MJC

informatique 5 PC de 300 W chacun en permanence 1500 W 36 kWh * climatiseur de

5 kW

Logement

(107 m²)

puissance dissipée de

type RT2005

type RT2005 5 W/m2 9 kWh

Bureaux

(31,6 m²)

puissance dissipée de

type RT2005

type RT2005 14 W/m2 3,2 kWh

Séjour

(31,9 m²)

home cinéma 800 W mercredi et vendredi

soir

800 W 1 kWh

* Salle informatique Par suite des surchauffes ressenties, est installé un climatiseur de 5 kW .

** Emission quotidienne : des appareils, rapportée à une journée moyenne sur une semaine de 7 jours

part relative des consommations

Informatq

Logement

Bureaux

Séjour

Part relative de la surface

Informatq

Logement

Bureaux

Séjour

Les appareils de la salle informatique consomment

une bonne part de la consommation électrique…

Alors que leur salle n’a qu’une faible part de la

surface utilisée globale.

Vitrages Solar Control

CLIMAPLUS®SOLAR CONTROL

Double vitrage a Isolation Thermique Renforcee (ITR) et de controle solaire D e s c r i p t i o n

Le double vitrage SGG CLIMAPLUS SOLAR CONTROL est conçu pour assurer simultanément une

fonction de contrôle solaire par réduction des apports solaires, et une Isolation Thermique

Renforcée (ITR). La fonction de contrôle solaire est assurée par le composant verrier extérieur

du double vitrage. La fonction d’Isolation Thermique Renforcée est assurée soit par le verre de

contrôle solaire lui-même (par exemple SGG COOL-LITE K ou SK), soit par le verre intérieur (par

exemple de la gamme SGG PLANITHERM). Ces deux types de verre sont à faible émissivité. Les

2 verres sont séparés par un espace hermétique rempli de gaz isolant ou d’air déshydraté. Dans

le cas où le double vitrage n’intègre pas de verre à faible émissivité, il porte le nom de SGG

CLIMALIT SOLAR CONTROL.

Av a n t a g e s

La fonction de contrôle solaire des doubles vitrages SGG CLIMAPLUS S.C. offre les avantages :

- limitation de la surchauffe intérieure des pièces non climatisées ;

- économies d’énergie liées à la réduction des besoins de climatisation grâce à la limitation des

apports solaires ;

- amélioration du confort visuel (réduction de l’éblouissement).

Vitrages Climaplus

SGG CLIMAPLUS®

Gamme de doubles vitrages a Isolation Thermique Renforcee (ITR)

D e s c r i p t i o n

Le double vitrage vitrage SGG CLIMAPLUS multifonction repondant a la plupart des besoins.

P e r f o r m a n c e s

Les doubles vitrages de la gamme SGG CLIMAPLUS offrent une isolation thermique pres de

3 fois superieure a

celle des doubles vitrages classiques. Leur coefficient de transmission thermique (Ug) peut

atteindre 1,1W/(m2.K) contre 3W/(m2.K).

Ils repondent aux exigences de la norme EN 1279. Ils recevront le marquage C€ lorsque

celui-ci sera mis en application

Réglementation thermique Les doubles vitrages de la gamme SGGCLIMAPLUS permettent aux chassis de fenetres

(aluminium a rupture thermique, bois, PVC) de satisfaire aux exigences de la reglementation

thermique.

Normes bibliothèque

La bibliothèque, établissement E.R.P. de classe S de 5ème

catégorie (moins de 200 personnes) :

LIVRE III : Dispositions applicables aux établissements de la cinquième catégorie CHAPITRE II - Règles techniques Section 5 - Chauffage, ventilation Traitement d'air et ventilation

Les systèmes dans lesquels les débits de soufflage et d'extraction sont limités chacun à cent mètres cubes par heure par local sont des systèmes à double flux.

§ 3. Dans les boutiques à rez-de-chaussée d'une surface inférieure à 500 mètres carrés et ne comportant que des circulations principales (1) d'une largeur minimale chacune de 1,80 mètre, l'effectif théorique du public est calculé sur la base de une personne par mètre carré sur le tiers de la surface des locaux accessibles au public = soit 0,33 personne par m².

Niveaux de confort actuels …

LA MAISON POUSSIVE : Est une habitation qui va dépenser beaucoup d’énergie, pour

assurer un niveau de confort somme toutes moyen.

Confort d’été :

à partir de la configuration existante

Cette figure traduit le niveau de confort estimé dans

chaque pièce principale lors de la semaine la plus chaude

d’été; En abscisse la température extérieure, en ordonnées

celle à l’intérieur du local. Excepté pour les salles de Gym,

et de bibliothèque, qui sont surchauffées on remarque que

le confort est assuré partout ailleurs. Et la salle

informatique est climatisée mais cela coûte 155 unités

virtuelles de consommation fraîcheur (UVCF)

par an.

Heureusement qu’il y a la climatisation pour permettre l’usage correct de la salle informatique :

Elle est presque utilisée à pleine puissance lors de 2 journées les plus chaudes ( jusqu’à 4 kW) .

Plusieurs pièces du logement ont cependant atteint 28°C pendant plusieurs heures :

Confort d’hiver :

Exceptée pour la salle informatique, qui présente

régulièrement des points de surchauffe, (la

climatisation y pallie), toutes les pièces présentent un

niveau de confort digne d’un hôpital : 22°C. D’ailleurs

pour des personnes bien portantes, ni trop jeunes ni

trop âgées, se pose la question : Un tel niveau de

température en hiver est il vraiment bénéfique pour la

santé ?

Ce confort a un coût , que nous allons chiffrer à 337

unités virtuelles de consommation chauffage (UVCC).

Mais gardons à l’esprit que c’est énorme, On peut

atteindre 10 à 20 fois moins (c’est l’objectif). Tout en

restant en bonne santé et en conservant un niveau de

confort agréable.

On observe bien le regroupement des températures durant usage autour de 21°C.

Etape 1 : Premier Niveau d’amélioration…

DE LA MAISON POUSSIVE à LA MAISON LASCIVE : La maison lascive est une première

étape d’amélioration ; En s’attachant à avoir une bonne enveloppe elle va lutter efficacement

contre les déperditions thermiques … mais ne saura pas les évacuer lorsqu’il fait trop chaud.

Certaines maisons bois présentées comme « passives » ne sont en réalité que Lascives..

- Rendre le bâtiment plus efficace :

- Si l’on réduit de 60% les déperditions des murs (qui représentaient plus de 80% des

déperditions de l’enveloppe) , on change rapidement d’échelle de consommation. Une isolation

extérieure est simple et efficace, surtout lorsqu’on dispose de place.

- En installant du double vitrage sur l’une des pièces très déperditives où le confort obtenu sera

immédiat (perte de la sensation de paroi froide), on pourra évaluer le progrès relatif en

consommation : Ce sera le séjour de l’appartement (actuellement 380 UCCV.)

- Pertinence d’usage :

- Si l’on se place d’un point de vue pertinence du fonctionnement des PC , on remarquera :

- Il ne sert à rien de les faire fonctionner lorsque personne les utilise, surtout quand ils sont

munis de routines d’extinction automatique lorsqu’ils ne servent pas au bout de x minutes .

- Si l’on se place d’un point de vue pertinence des températures, on remarquera deux choses :

- Il ne sert à rien de chauffer lorsque l’on n’est pas là.

- Il ne sert pas à grand chose de chauffer à 22 °C , lorsque 19°C correspondent au même

confort pour des personnes en bonne santé.

- Chauffer au même niveau que les autres pièces des locaux comme le couloir et les toilettes

qui, pour peu de temps de séjour, peuvent offrir un bon confort avec quelques degrés de moins

est inutile.

- On peut afin de diminuer la sollicitation de la climatisation, ne la faire fonctionner QUE

pendant les heures d’ouverture, d’autant plus que les P.C. ne fonctionnent plus en dehors, et au

lieu de se déclencher à 25°C , la faire fonctionner à partir de 28°C, sachant qu’il y a un recours

de rafraîchissement en ouvrant la porte du couloir.

On obtient donc le tableau « Etape I » de consignes suivant :

Type d’action Où Anciennes

valeurs

nouvelles valeurs

Réguler la température

de chauffage Logement &

bureaux

Toujours à 22°C A 19°C en période de présence

A 15°C en période d’absence

Réguler la température

de chauffage Gym/couloirs

/toilettes

Toujours à 22°C A 15°C en période de présence

A 13°C en période d’absence

Réguler la température

de chauffage Bibliothèque /

Informatique

Toujours à 22°C A 19°C en période de présence

A 14°C en période d’absence

Réguler la température

de climatisation Informatique Toujours à 25°C A 28°C en période de présence

A 34°C en période d’absence

Améliorer l’efficacité

thermique du mur

Tous les murs

extérieurs

Non isolés Isoler par l’extérieur avec 36

cm de paille à 100kg/m3 et un

bardage bois de protection

Améliorer l’efficacité

thermique du vitrage

Les fenêtres

du salon

Simple vitrage Double vitrage haute qualité

tehrmique ’Héliance de Pasquet’

Niveaux de confort Etape I …

Confort d’été de l’ Etape I:

à partir de l’étape I

le niveau de confort estimé dans chaque pièce lors de

la semaine la plus chaude d’été. Excepté pour les

bureaux et acceuil, toutes les pièces sont

surchauffées. Heureusement la salle informatique est

climatisée mais cela coûte 37 unités virtuelles de

consommation fraîcheur (UVCF) par an.

La prochaine étape visera le confort d’été.

Les pièce du 1er niveau atteignent les 30°C pendant plusieurs heures :

Confort d’hiver de l’ Etape I:

Exceptée pour la salle informatique, qui présente

régulièrement des points de surchauffe,

(heureusement climatisée) , les pièces présentent

un niveau de confort acceptable: 19°C. Excepté

pour la salle de gymnastique dont la consigne

paraît un peu basse, est il possible de trouver une

autre salle pendant l’échauffement ?

Ce confort a un coût , chiffré à 38 unités

virtuelles de consommation chauffage (UVCC).

C’est encore beaucoup mais on a atteint un

facteur 9 par rapport au départ.

On observe le regroupement des températures pendant usage autour de 18 °C, la salle

informatique qui continue de surchauffer parfois, et la salle de gym à gauche un peu fraîche.

Du côté des appels de puissance de la chaudière c’est surtout l’accueil qui est gros consommateur, suivi

par la bibliothèque.

Ce diagramme nous montre, que l’on a commencé à réduire les besoins thermiques grâce à

l’isolation, mais de plus que si on a commencé à réduire la consommation due aux appareils, on

est loin du compte : Les ‘appareils’ apportent autant de chaleur que l’énergie solaire …

Niveaux de confort Etape II …

DE LA MAISON LASCIVE à LA MAISON PASSIVE: La maison passive est l’étape suivante;

En s’attachant à avoir un ensemble d’éléments et dispositifs statiques bien équilibrés entre le

confort d’hiver et d’été : Ex :une enveloppe qui adoucit toute forme d’influence de l’extérieur

(froid et chaud) … avec des matériaux inertes, ou parfois vivants (plantes). Mais elle oblige à

penser encore une gestion optimisée des apports internes, Le cas de la surpopulation de la

MJC est un exemple de ce que ne sait pas gérer la maison passive.

- Pour améliorer le confort d’hiver et mi-saison.

- On passe la température du logement à 3 niveaux de température :

16, 17 et 19°C ; le 17°C étant pour la nuit, afin de dormir mieux.

- Rendre le bâtiment plus efficace :

- Pour continuer de réduire la consommation d’hiver et l’inconfort d’été par les parois :

- Parois opaques.

- Nous préconisons l’installation de terrasse végétalisées sur les toits , de composition :

Les 15 cm de béton initial, 40 cm de laine de roche, 1 feuille de feutre bitumeux, et 20 cm de

terre végétale qui sera paysagée.

- Parois vitrées.

- En cherchant à diminuer la taille des fenêtres : les fenêtres de 3,10 m passent à :

2,10 m pour le séjour et l’accueil,

et à 1,10 m pour la cuisine, les chambres, les bureaux, la gymnastique.

A 1,50 m pour celles de la bibliothèque

et 1 m pour celles de la salle informatique.

Cela diminue fortement les d éperditions d’hiver.

- Pour réduire fortement l’inconfort d’été.

- tout en continuant à améliorer le confort d’hiver, le premier geste sera de contrôler les

apports solaires d’été tout en limitant les déperditions d’hiver ; en choisissant des vitrages

doubles ayant de relativement bonnes qualités d’isolation :

Le choix se fait sur des Fenêtres battantes en PVC avec Double Vitrage

‘CLIMALIT SOLAR CONTROL (CL SKN165/P) 6.15.6’ (voir descriptif en ANNEXE) que l’on

installe sur toutes les fenêtres existantes.

- En installant des casquettes conséquentes au dessus des ouvertures des façades Sud et Est

(accueil/cuisine/séjour/gymnastique/bibliothèque) sous forme de pergolas couvertes de vigne

vierge de variété ‘Ampelopsis Vetchii’ qui a la caractéristique d’être visuellement attrayante

pour ses couleurs de printemps et d’automne et prolonger par cela l’ambiance ‘bel ami’ de

Lamartine.

La pergola donnant sur l’est est particulièrement grande : D’une profondeur de 3,60m elle est

concue pour être un espace de détente dans le jardin paysagé qu’est devenue la toiture

végétalisée.

Les pergolas sur le sud donnent une ambiance champètre au bâtiment qui s’intègrera

harmonieusement dans les paysages décrits initialement.

A titre d’essai on installera même des casquettes simples au dessus des fenêtres de bureaux.

- Pertinence d’usage :

- Si l’on se place d’un point de vue pertinence de la climatisation :

- Pour diminuer encore l’appel de la climatisation, on substituera les P.C. ‘tours’ par des P.C.

portables, ceci réduira de 2/3 la consommation lors des périodes d’ouverture.

- Usage optimisé de la M.J.C. :

- Afin de répondre aux besoins en aération liés à l’usage des locaux de la M.J.C :

On adoptera les caractéristiques suivantes : Utilisation de VMC double flux :

Pour la MJC et bureaux, accueil : VMC de 0,75 vol/h eq.SF à deux régimes (50/100)

Pour le logement : VMC de 0,55 vol/h eq.SF à deux régimes (90/100)

- Scénario ‘Pingouin’ de la M.J.C. :

Afin de vérifier la réponse du bâtiment aux occupations extrèmes prévues pour les mille ans

de Talochon-la-gamine, on regardera ce qui se passe avec un taux d’occupation d’une personne

par m² avant l’étape suivante.

Confort d’été résultats de l’étape II:

A droite l’étape II de confort d’été, à gauche l’étape I de confort d’été.

à partir de l’étape II

On observe un petit mieux pour les salles du rez de chausée, excepté pour l’accueil,

Au 1er étage, la surchauffe n’est même plus visible sur le graphique. Sauf la salle informatique qui reste au

même niveau de confort, mais cela coûte 55 unités virtuelles de consommation fraîcheur (UVCF)

par an. (nous sommes en test ‘Pingouin’ dans les locaux de la MJC)

La prochaine étape visera un confort d’été modulable.

Les pièce du 1er niveau (excepté la salle climatisée) vont de 35 à 41°C pendant plusieurs dizaines

d’heures . Au rez de chaussée, la température reste entre 25 à 29°C. Les mesures prises ne semblent

pas avoir beaucoup fait évolué sur le confort d’été.

Confort d’hiver de l’Etape II:

A droite l’étape II de confort d’hiver, à gauche l’étape I : Pour cause de surpopulation les salles de

MJC sont en surchauffe. Il n’y a plus de problème de fraîcheur pour la salle de gym. Sinon les pièces du

rez de chaussée continuent à présenter un niveau de confort acceptable: 19°C. Excepté pour la cuisine et

le séjour souvent un peu plus basses (17,5 à 18°C) pour cause de consigne abaissée pour la nuit.

Ce confort a un coût , chiffré à 18 unités virtuelles de consommation chauffage

(UVCC). On a atteint un facteur 19 par rapport au départ. C’est l’objectif.

On a perdu en chaleur 1 à 2 °C, mais on est dans le contexte de bâtiment à 50 kWh/m².an (17°C la nuit

dans le logement). Il reste à trouver les moyens de regagner 1 à 2 °C sans reprendre en chauffage, tout en

éliminant la cause des surchauffes d’été. Ci dessous le cumul des températures d’hiver de l’étape I.

Du côté des appels de puissance de la chaudière l’accueil reste le gros consommateur, suivi par la

bibliothèque. Cependant les surfaces (la consommation) se dégonflent, la pointe de 5400W est passée à

3600W, et les pointes secondaires de 3900W sont passées à 2300W.

Version ‘Etape I’ des appels chaudière.

Version ‘Etape II’ des appels chaudière.

Ce diagramme nous montre la répartition globale des apports et déperditions :

Le rapport gains utiles/besoins thermiques est 1,18.

Niveaux de confort Etape III …

DE LA MAISON PASSIVE à LA MAISON ACTIVE: La maison active c’est maison passive

avec un peu de nerf , dans l’absolu elle est réactive et s’adapte aux variations du milieu ; En

pratique certaines variables adaptatives comme les ouvertures sont programmables, et avec

capacité de changement dynamique de la programmation : Commme pour les semaines

millénaires. En s’attachant à avoir une enveloppe qui s’adapte suivant les saisons à l’équilibre

entre ressources gratuites et besoins … tout cela avec des composants assistés

programmables. Le top (pas possible sur Pleîades) c’est d’évaluer les besoins suivant

l’évènementiel (intérieur et extérieur), Le cas d’une surpopulation imprévue de la MJC est un

exemple de ce que devrait savoir gérer de manière réactive la maison active.

-

- Pour revenir à la normale : Après avoir constaté les effets sur le confort d’été d’une

surpopulation des locaux de la M.J.C, nous réintroduisons les valeurs prévues : soit : occupation bureau 0,13prs /m² ( pr 2 personnes/bureau) et 0,33 prs/m² soit 19 lecteurs pour la

bibliothèque, un maximum de 11 occupants pour la salle informatique et 15 occupants pour la gym.

- En constatant les pertes drastiques des apports solaires, dues aux rétrécissements des

ouvertures : nous remettons sur les faces pertinentes des ouvertures initiales ou presque :

Zones Apports solaires bruts Départ

Zones Apports solaires

bruts Etape II

Ratio Intervention ?

kWh kWh

Chambre 1 885 Chambre 1 38 4,3% 1,10 m idem

Chambre 2 885 Chambre 2 38 4,3% 1,10 m idem

Bains / Toilettes 885 Bains / Toilettes 467 52,8% Anomalie * 0,4

Toilettes 885 Toilettes 14 1,6% 0,4 m idem

Bureau 1 885 Bureau 1 43 4,9% 0,80 m idem

Bureau 2 885 Bureau 2 24 2,7% 1,10 m idem

Cuisine 1655 Cuisine 108 6,5% 1,10 m***

Séjour 3311 Séjour 418 12,6% 3,10 m*2

Accueil 4966 Accueil 240 4,8% 3,10m*2

Couloir RdC 0 couloir rdc 0

Toilettes* 885 Toilettes* 3 0,3% 0,50 m

Bibliothèque 2654 bibli 442 16,7% 2*3,10m + 2*3,10m

informatique 3311 Info 54 1,6% 0,40 m

Gym 3311 gym 272 8,2% 2*1,10m****

- Pour améliorer le comportement du bâtiment face aux variations de contexte saisonnier :

- On définit des scénarios annuels des occultations ( 3 scénarios hebdos par an pour chaque

type de contextre de vitrage)

16, 17 et 19°C ; le 17°C étant pour la nuit, afin de dormir mieux.

- Rendre le bâtiment plus efficace :

- Pour continuer de réduire la consommation d’hiver et l’inconfort d’été par les parois :

- Parois opaques.

- Nous préconisons l’installation de terrasse végétalisées sur les toits , de composition :

Les 15 cm de béton initial, 40 cm de laine de roche, 1 feuille de feutre bitumeux, et 20 cm de

terre végétale qui sera paysagée.

- Parois vitrées.

- On retourne à de grandes ouvertures, le modèle de vitrage est moins isolant mais possède un

meilleur facteur solaire.

- Pour réduire fortement l’inconfort d’été.

- tout en continuant à améliorer le confort d’hiver, le premier geste sera de contrôler les

apports solaires d’été tout en limitant les déperditions d’hiver ; en choisissant des vitrages

doubles ayant de relativement bonnes qualités d’isolation :

Le choix se fait sur des Fenêtres battantes en PVC avec Double Vitrage

‘SGG CLIMAPLUS 6.15.6’ que l’on installe sur toutes les fenêtres existantes.

- En installant des casquettes conséquentes au dessus des ouvertures des façades Sud et Est

(accueil/cuisine/séjour/gymnastique/bibliothèque) sous forme de pergolas couvertes de vigne

vierge de variété ‘Ampelopsis Vetchii’ qui a la caractéristique d’être visuellement attrayante

pour ses couleurs de printemps et d’automne et prolonger par cela l’ambiance ‘bel ami’ de

Lamartine.

La pergola donnant sur l’est est particulièrement grande : D’une profondeur de 3,60m elle est

concue pour être un espace de détente dans le jardin paysagé qu’est devenue la toiture

végétalisée. Les pergolas sur le sud donnent une ambiance champètre au bâtiment qui

s’intègrera harmonieusement dans les paysages décrits initialement.

A titre d’essai on installera même des casquettes simples au dessus des fenêtres de bureaux.

- Usage optimisé de la M.J.C. :

- Afin de répondre aux besoins en aération liés à l’usage des locaux de la M.J.C :

On adoptera les caractéristiques suivantes : Utilisation de VMC double flux :

Pour la MJC et bureaux, accueil : VMC de 0,75 vol/h eq.SF à deux régimes (50/100)

Pour le logement : VMC de 0,55 vol/h eq.SF à deux régimes (90/100)

Confort d’été résultats de l’étape III:

En revenant à des taux d’occupation de la MJC

normaux, on voit que la programmation des

occultations et de la surventilation est très

efficace, puisque une bonne partie des salles est

plutôt fraîche en semaine la plus chaude de

l’année. Restent frais : Les bureaux, l’accueil et

les salles de MJC.

à partir de l’étape III

A gauche l’étape II, à droite l’étape III. Il fait plutôt frais, sans une seule once de climatisation.

La prochaine étape devrait viser la gestion dynamique du confort d’été.

Heures cumulées de températures : Les pièce du 1er niveau vont de 23 à 26°C (26°C pendant quelques

heures) . Au rez de chaussée, la température reste entre 21 et 25°C. Les mesures prises semblent

avoir stabilisé le confort d’été.

Confort d’hiver de l’ Etape III:

A gauche confort d’hiver étape II, a droite celui de l’étape III ; Les pièces continuent à présenter un

niveau de confort acceptable: 19°C. Excepté pour la cuisine et le séjour souvent un peu plus basses

(18°C) pour cause de consigne abaissée pour la nuit. Ce confort a un coût , chiffré à 8 unités virtuelles de consommation chauffage (UVCC). On a atteint un facteur

42 par rapport au départ : Nous sommes dans la plage des 50 kWh/m².an

On a regroupé à 18 °C, mais il reste des espaces peu chauffés (17°C la nuit dans le logement: Chambres,

cuisine, séjour). Ci dessous le cumul des températures d’hiver de l’étape I.

Du côté des appels de puissance de la chaudière l’accueil reste le gros consommateur, suivi par la

bibliothèque. Cependant les surfaces se dégonflent.

Version ‘Etape I’ des appels chaudière.

La puissance demandée attteignait les 5400 W.

Version ‘Etape III’ des appels chaudière.

On a une puissance d’appel chaudière abaissée à 1900 W lors de la semaine la plus froide.

Cette réduction de la puissance d’appel d’un facteur proche de 3, permettra de prolonger la durée de vie

de cette dernière.

Plus tard on pourra penser à changer la chaudière par un système d’énergie renouvelable disponible

comme la géothermie, vu le faible niveau de puissance appelé.

Ce diagramme nous montre une gestion optimale des apports

Le rapport gains utiles/besoins thermiques est 5,58 (au lieu de 1,18).

Les besoins thermiques restent autour de 3000 kWh.