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1 Présentation Bureau Veritas _ Date Énergétique du bâtiment Abdellatif TOUZANI

1 Présentation Bureau Veritas _ Date Énergétique du bâtiment Abdellatif TOUZANI 7 Mars 2017 2 Présentation Bureau Veritas _ Date Sommaire ►Contexte énergétique ►Energétique du bâtiment ►Bilan énergétique ►Installations techniques ►Diagnostic ►Eclairage ►L’optimisation des séquences d’opération 3 Présentation Bureau Veritas _ Date 3 0 20 40 60 80 100 1998 2000 2002 2004 2006 2008 1/ Consommation mondiale d’énergie 2/ Concentration en C02 (bleu) dans l’atmosphère et température moyenne (rouge) 4/ Population mondiale Contexte énergétique et environnemental 3/ Prix du baril de pétrole (US$) Source : Schilling & al, 1977, et AIE, 2002 4 Présentation Bureau Veritas _ Date Les réserves ? au rythme actuel de consommation… 4 … et des besoins croissants : 6 milliards d’habitants aujourd’hui, 10 Md en 2100, et des pays en plein développement Uranium ? 70 ans environ 5 Présentation Bureau Veritas _ Date Les conditions d’équilibre en CO2 5 6 Présentation Bureau Veritas _ Date Comment ne plus enrichir l’atmosphère en CO2 ? 6 D’où l’objectif des facteurs de réduction pour chaque pays… 7 Présentation Bureau Veritas _ Date Simulation : une famille de 4 personnes (Europe) 7 8 Présentation Bureau Veritas _ Date Industrie 90 25% Transport 104 29% Bâtiments 106 29% Autres 63 17% Consommation d'énergie finale dans la région MENA en 2007 Industrie 2 266 27% Transport 2 297 28% Bâtiments 2 794 34% Autres 917 11% Consommation d'énergie finale dans le monde en 2007 Enjeux énergétiques bâtiment dans le monde Poids dans la consommation d’énergie Maroc: 36 % 9 Présentation Bureau Veritas _ Date Enjeux du secteur du bâtiment dans le monde Perspective de la demande énergétique du secteur 2 318 2 794 3 007 3 208 3 423 3 639 39 106 129 145 166 192 - 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 5 000 1990 2007 2015 2020 2025 2030 MONDE MENA Mtep Source: AIE, 2009 Prospective de l'évolution de la demande en énergie finale du secteur des bâtiments selon le scénario de référence de l'AIE1,2% par an2,6% par an 10 Présentation Bureau Veritas _ Date Industrie 3 302 29% Transport 3 331 29% Bâtiments 3 639 32% Autres 1 134 10% Consommation d'énergie finale dans le monde en 2030 selon scénario de référence de l'AIE Industrie 177 25% Transport 228 31% Bâtiments 192 27% Autres 123 17% Consommation d'énergie finale dans la région MENA en 2030 selon scénario de référence de l'AIE Enjeux du secteur du bâtiment dans le monde Perspective de la consommation d’énergie 11 Présentation Bureau Veritas _ Date Consommation d’énergie dans le secteur du bâtiment 12 Présentation Bureau Veritas _ Date Choix des procédés et produits de construction 12 Fabrication des produits (dalles, blocs, vitrages, isolants...) Extraction des matières premières Utilisation (chauffage, ECS, éclairage...) Production d’énergie Construction Déconstruction recyclage, valorisation énergétique Production des matériaux (ciment, verre, plâtre, ...) Le cycle de vie d’un bâtiment 13 Présentation Bureau Veritas _ Date ÉTIQUETTE CO2 ÉTIQUETTE kWh 186 kWhEP / m2 44 kg / m2 Consommation énergétique des bâtiments 14 Présentation Bureau Veritas _ Date Quelques définitions ►Energie primaire, secondaire, finale, utile Charbon Pétrole Gaz naturel Hydroélectricité Solaire Nucléaire ENERGIE PRIMAIRE carburants Propane Butane Thermoélectricité ENERGIE SECONDAIRE Toute sorte d’énergie rendue chez le consommateur Affichée au compteur ENERGIE FINALE CONVERSION DISTRIBUTION Froid Chaleur ECS Eclairage ENERGIE UTILE UTILISATION 15 Présentation Bureau Veritas _ Date A quoi sert l'énergétique du bâtiment ? ►Le bâtiment est un gros consommateur d’énergie. le chauffage et/ou le refroidissement, pour assurer un climat intérieur confortable la circulation de fluides tels que l'air (ventilation), l'eau (eau chaude, chauffage) les transports (ascenseurs) l'éclairage les communications (téléphone, radio, télévision) la production de biens (cuisines, couture, etc.) 15 16 Présentation Bureau Veritas _ Date ►Le bâtiment devrait être confortable 16 Un bâtiment devrait assurer, sans aucune consommation d'énergie, un confort au moins équivalent à celui régnant à l'extérieur. 17 Présentation Bureau Veritas _ Date ►Suivant la conception, la consommation varie énormément. Un indice souvent utilisé pour comparer la consommation d'énergie des bâtiments est l'Indice de Dépense d'Énergie, ou IDE. On obtient cet indice en divisant la consommation annuelle d'énergie totale (de tous les agents énergétiques) exprimée en MJ (ou en kWh) par la surface brute de plancher chauffé (murs inclus). 17 18 Présentation Bureau Veritas _ Date Physique du bâtiment ►Capacité thermique. ►Modes de transfert de chaleur: Conduction; Convection; Rayonnement. Evaporation – condensation ►Rayonnement solaire: Surface du soleil: 64 MW/m2 Atmosphère: 1367 W/m2 (150 Millions km) 18 Spectre du rayonnement solaire 19 Présentation Bureau Veritas _ Date ►Une surface perpendiculaire au rayonnement (θ = 0°) reçoit un maximum d'énergie et plus l'angle d'incidence augmente, plus la quantité d'énergie reçue diminue. 19 20 Présentation Bureau Veritas _ Date Besoins de l’occupant ►Confort: Etat de bien être général. ►Qualité de l’air: Absence de pollution. ►Aération: Assurer un environnement intérieur confortable. 20 21 Présentation Bureau Veritas _ Date Confort dépend des paramètres suivants ►Conditions thermiques: ►Qualité de l'air: ►Température de l'air ►Sources de rayonnement (radiateurs, poêles, soleil) ►Température des surfaces environnantes ►Perméabilité thermique des surfaces en contact avec le corps ►Vitesse relative de l'air par rapport au sujet ►Humidité relative de l'air ►Pureté ou pollution de l'air, odeurs 21 22 Présentation Bureau Veritas _ Date Confort ►Acoustique: ►Visuel: ►Autres influences: ►Niveau de bruit, nuisance acoustique ►Temps de réverbération (durée d'écho) ►Éclairage naturel et artificiel ►Couleurs ►Volumes intérieur et distribution des volumes ►Degré d'occupation des locaux ►Etc… 22 23 Présentation Bureau Veritas _ Date Confort thermique ►Le confort est une sensation physiologique faisant intervenir plus d'un paramètre. Le confort thermique ne tient compte que des paramètres suivants: Les facteurs liés à l'individu: • Son activité et le rendement de cette activité • Son habillement Les facteurs liés à l'environnement: • Températures de l'air et des surfaces environnantes • Vitesse relative de l'air et le degré de turbulence • Pression de vapeur d'eau ou humidité relative 23 24 Présentation Bureau Veritas _ Date 24 Répartition des échanges de chaleur d'une personne en fonction de la température ambiante, supposée homogène. 25 Présentation Bureau Veritas _ Date Qualité de l’air ►Un air de bonne qualité ne contient pas d'impuretés en quantités gênantes ou dangereuses pour les occupants. 25 Quelques sources de pollution 26 Présentation Bureau Veritas _ Date Aération ►Le but de l'aération est d'assurer un environnement intérieur confortable, maintenant les occupants en bonne santé. 26 Débit d'air requis pour évacuer les divers polluants produits par une personne assise ayant une activité de bureau 27 Présentation Bureau Veritas _ Date ►Débit minimum requis (personne moyenne en activité de bureau) 27 Bilan thermique D’éléments du bâtiment •Matériaux d’isolation •Transmission thermique •Caractéristiques thermiques dynamiques •Aération 28 29 Présentation Bureau Veritas _ Date Modes de transfert de chaleur ►Conduction: transfert de l'agitation par chocs intermoléculaires ►Convection: transport de matière entre zones chaude et froide ►Rayonnement:émission- absorption de rayonnement électromagnétique ►Evapo-condensation: évaporation et condensation 30 Présentation Bureau Veritas _ Date Pour isoler il faut: ►Enlever la matière pour diminuer la conduction ►Elément étanche (ou le vide) pour éliminer la convection ►Elément opaque ou réfléchissant pour diminuer le rayonnement ►Matériau sec pour éviter l'évapo-condensation 31 Présentation Bureau Veritas _ Date L'isolant principal dans le bâtiment L'air immobile Les fibres ou parois des cellules immobilisent l'air, supprimant la convection Le rayonnement ne peut pas passer au travers du matériau globalement opaque Dans l'idéal, il ne reste que la conduction de l'air. 32 Présentation Bureau Veritas _ Date Quantité de chaleur passant en 1 seconde au travers de 1 m² d'une couche de matériau homogène de 1 mètre d'épaisseur, soumis à une différence de température de 1 degré. Conductivité thermique l 1K 1 m 33 Présentation Bureau Veritas _ Date Conductivité thermique et densité 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0 20 40 60 80 100 Masse volumique [kg/m³] Conductivité thermique [W/(m·K)] . l = a + b + c/ (matériau isolant fibreux) 34 Présentation Bureau Veritas _ Date Quelques matériaux 35 Présentation Bureau Veritas _ Date Conductivité relative Isolant Sapin Eau Neige Brique Plot de ciment Plâtre Mortier Molasse Verre Acier Aluminium Béton Béton cellulaire 1 10 100 1 000 10 000 Conductivité par rapport à l'air 36 Présentation Bureau Veritas _ Date Qualité des isolants thermiques ►Conductivité thermique ►Résistance mécanique (traction et compression) ►Etanchéité à l'air ►Résistance à la diffusion de vapeur d'eau ►Faible absorption d'eau ►Stabilité dimensionnelle ►Résistance au feu ►Comportement à la chaleur ►Qualités acoustiques ►Prix 37 Présentation Bureau Veritas _ Date Effets des isolants thermiques ►Isolation thermique ►Protection incendie ►Isolation acoustique contre les bruits aériens contre les bruits de choc ►Absorption acoustique 38 Présentation Bureau Veritas _ Date Qualités de matériaux isolants Applications Matériau Pouvoir isolant Densité Résistanmce au feu Résistance à la diffusion de vapeur d'eau  Résistance à l'eau Résistance à 10% de compression [kPa] Résistance à la traction [kPa] Étanchéité à l'air Résistance à la chaleur Absorption acoustique bruits de choc Absorption acoustique bruits aériens Laine minérale légère + -- ++ -- 0 -- -- -- + ++ Laine minérale dense ++ - ++ -- 0 0 - -- ++ ++ + uploads/s1/ energetique-du-batiment.pdf