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EFFICACITE ENERGETIQUE DE LA CLIMATISATION EN REGION TROPICALE TOME 2 : EXPLOIT

EFFICACITE ENERGETIQUE DE LA CLIMATISATION EN REGION TROPICALE TOME 2 : EXPLOIT A TION DES INST ALLA TIONS EXIST ANTES Ministère de la Région wallonne EFFICACITE ENERGETIQUE DE LA CLIMATISATION EN REGION TROPICALE TOME 2 : EXPLOITATION DES INSTALLATIONS EXISTANTES EFFICACITE ENERGETIQUE DE LA CLIMATISATION EN REGION TROPICALE TOME 2 : EXPLOITATION DES INSTALLATIONS EXISTANTES Ministère de la Région wallonne ISBN: 2-89481-010-5 Institut de l’énergie et de l’environnement de la Francophonie 56, rue Saint-Pierre, 3e étage, Québec (Qué.) G1K 4A1 Canada Téléphone: (1 418) 692 5727; Télécopie: (1 418) 692 5644 Courriel: iepf@iepf.org Site Web: http://www.iepf.org vii PRÉFACE Dans le cadre des activités de son Programme International de Soutien à la Maîtrise de l’Énergie (PRISME), l’Institut de l’énergie et de l’environnement de la Francophonie (IEPF), organe subsidiaire de l’Agence intergouvernementale de la Francophonie, a réalisé un grand nombre de formations sur les audits énergétiques dans les bâtiments, assor- ties d’études de cas permettant d’évaluer le potentiel d’économies d’énergies dans les pays membres du Sud. Ces études ont permis d’identifier un potentiel variant selon les pays de 30% à 45% d’économies sur la facture énergé- tique. Toutefois, il apparaît que la majeure partie du potentiel d’économies d’énergie se retrouve dans les installa- tions de climatisation qui représentent plus de 60% des gisements exploitables. L’édition du guide Efficacité énergétique de la climatisation des bâtiments en région tropicale répond donc au souci de mettre l’accent sur le poste de consommation énergétique le plus important dans les bâtiments des pays de la Francophonie du Sud. C’est ainsi que, sous la coordination de MM. Jacques CLAESSENS, Chercheur à l’Université Catholique de Louvain, pour la partie scientifique, et Jean-Pierre NDOUTOUM, Responsable du projet Maîtrise de l’énergie à l’IEPF, pour la partie organisationnelle, une dizaine d’experts, particulièrement choisis pour leur connais- sance des installations de climatisation en Afrique, ont participé à la rédaction de cet ouvrage. Mais au-delà de la réalisation physique de l’ouvrage, l’Institut se propose de mener avec ses partenaires une stra- tégie globale d’intervention en matière de froid et de climatisation. Tout d’abord, il faut considérer la version actuelle du guide Efficacité énergétique de la climatisation des bâtiments en région tropicale de l’espace francophone comme évolutive. En effet, ce document est également disponible sur le site Internet de l’Institut (www.iepf.org), où il fera l’objet d’une actualisation régulière, intégrant les nouvelles contri- butions d’autres spécialistes de ces questions. Lorsque les changements seront jugés suffisants, une seconde ver- sion de l’ouvrage pourra être éditée. Ensuite, la structure du Tome I, traitant de la conception des nouveaux bâtiments conduit logiquement à l’élabora- tion d’une réglementation thermique minimale de la conception des bâtiments et des systèmes qui fait actuellement l’objet d’une réflexion à l’Institut. De plus, l’approche proposée pour l’amélioration de l’exploitation des installations existantes (Tome II) intègre un programme de formation continue des techniciens. Cette formation, domiciliée dans un centre de formation du Sud, permettra à l’Institut de mettre au point et de valider un label «qualité énergétique» pour les formations sur la climatisation. Enfin, l’Institut s’attachera à promouvoir la réalisation de projets de terrain permettant d’évaluer le contenu et les par- ticipants aux formations. Il est entendu que l’objectif principal – la réalisation des économies d’énergie – ne saura être atteint que lorsque les barrières techniques, institutionnelles et financières à la mise en œuvre de projets auront été levées. À cet égard, PRISME développe plusieurs approches, en particulier la mobilisation de partenariats, la recherche de financements et la promotion des entreprises et bureaux d’études spécialisés dans les services éco- énergétiques. Je ne saurais terminer mon propos sans adresser mes plus vifs remerciements à tous les rédacteurs, à leurs insti- tutions respectives et au Ministère de la Région Wallonne dont la contribution a permis de concrétiser l’initiative. Je formule le vœu que cet ouvrage puisse non seulement servir d’outil aux acteurs du secteur, mais également susci- ter des vocations, dans la jeune génération, pour les métiers émergents de l’énergie. El Habib BENESSAHRAOUI Directeur exécutif de l’IEPF ix PRÉSENTATION DE L’OUVRAGE Le guide Efficacité énergétique de la climatisation des bâtiments en région tropicale se présente sous la forme de deux Tomes complémentaires: • Le Tome I intitulé Conception des nouveaux bâtiments est consacré aux évaluations des bilans thermiques, des coûts globaux d’exploitation du bâtiment, au dimensionnement et au choix d’un système de climatisa- tion. Il répond à une préoccupation qui mériterait d’être mieux peu prise en compte dans nos pays membres: comment tenir compte de la consommation d’énergie avant la construction du bâtiment. • Le Tome II, qui traite de l’Exploitation des installations existantes, aborde les différentes interventions que l’on peut réaliser pour améliorer l’efficacité énergétique du bâtiment. Il présente donc l’approche technique traditionnelle, tout en introduisant le concept novateur de contrat de performance énergétique dans la main- tenance du bâtiment. La réalisation de cet ouvrage tient d’un pari à multiples facettes: D’abord un pari sur la mobilisation de l’expertise: les dix experts francophones qui ont contribué à la rédaction de cet ouvrage sont originaires de cinq pays différents (Région wallonne de Belgique, Burkina Faso, Cameroun, Côte d’Ivoire, Sénégal) et exercent des professions différentes (Enseignants, Chercheurs, Directeur technique, Responsable technico-commercial, Consultants…). Il a nous donc fallu trouver, malgré cette diversité d’expériences et de pôles d’intérêt, la nécessaire convergence pour garantir la cohérence d’ensemble. De plus, la forte représentation des experts africains constitue pour nous un des facteurs de succès de l’action du Programme international de Soutien à la Maîtrise de l’Énergie (PRISME) dont l’un des objectifs consiste en l’impli- cation de plus en plus poussée des acteurs et opérateurs du Sud. Nous avons ensuite dû tenir un pari technologique: l’ensemble de l’ouvrage a été rédigé en utilisant les nouvelles technologies de l’information et de la communication, c’est-à-dire par le truchement d’un site Internet où chaque rédacteur, depuis son ordinateur, venait déposer sa contribution qui pouvait être alors relue et amendée par un autre rédacteur. Cette procédure n’a d’ailleurs pas été sans mal, vu les difficultés d’accès en Afrique, souvent liées à des problèmes de disponibilité du réseau ou de vitesse de transfert des données. Le dernier pari, et sans doute le plus important, tient au contenu même du guide. En effet, si on peut, trouver dans la littérature un certain nombre d’ouvrages traitant de l’efficacité énergétique dans la climatisation, force est de recon- naître que la plupart de ces documents ne font que très peu ressortir les spécificités liées à la conception et l’ex- ploitation des installations en climat tropical, c’est-à-dire dans la majorité de nos pays membres. C’est un pari que nous estimons partiellement gagné, tant il est vrai que les versions ultérieures du présent guide gagneront à appro- fondir cette composante. x Par ailleurs, et malgré la diversité des climats tropicaux, nous avons décidé de ne réaliser qu’un seul guide, en y intégrant au besoin les spécificités climatiques au sein des différents chapitres. Les zones climatiques retenues ont été précisées par quelques villes. À titre d’exemple: climat tropical humide à Douala, Abidjan, Cotonou et Lomé; cli- mat tropical sec à Bamako, Garoma et Korhogo; climat désertique à Niamey, Ndjamena et Ouagadougou; climat lit- toral à Dakar. En outre, et dans un souci de simplification, les tomes I (Conception des nouveaux bâtiments) et II (Exploitation des installations existantes) de l’ouvrage ne traitent que du cas des bâtiments du secteur tertiaire (immeubles de bureaux, commerces, hôtels…) et n’abordent ni le secteur industriel ni le secteur résidentiel. C’est également dans cet esprit que la problématique des chambres frigorifiques (froid industriel) n’a pas été abordée et fera l’objet d’un traitement ultérieur. Voilà donc brièvement présenté le guide Efficacité énergétique de la climatisation des bâtiments en région tropicale. Pour l’Institut, cet ouvrage ne constitue qu’un premier pas vers une définition plus fine du type d’intervention à réa- liser dans les pays membres du Sud. Nous restons donc ouverts à toutes les critiques et suggestions pour pouvoir, ensemble, améliorer notre action. Jean -Pierre NDOUTOUM Responsable du projet Maîtrise de l’énergie IEPF TABLE DES MATIERES Tome I : Conception des nouveaux bâtiments 1. Une méthode de calcul simplifiée du bilan thermique climatisation en climat tropical 1 2. L'évaluation des coûts globaux d'exploitation 37 3. Le choix des systèmes de climatisation : critères généraux 53 4. Le choix d'un climatiseur de local 65 5. Le choix d'une climatisation centralisée 93 6. La conception thermique des bâtiments climatisés : critères de performance 141 Tome II : exploitation des installations existantes 1. Le diagnostic global d'une installation de climatisation 1 2. L'amélioration d'un climatiseur 23 3. L'amélioration d'une installation de climatisation centralisée 57 4. L'amélioration de la machine frigorifique associée 77 5. Un contrat de maintenance avec clause "énergie" 105 6. Vers une réglementation thermique minimale de l'exploitation des bâtiments et des systèmes 117 EFFICACITE ENERGETIQUE DE LA CLIMATISATION DES BATIMENTS EN PAYS TROPICAL TOME 2 : EXPLOITATION DES INSTALLATIONS EXISTANTES Ont participé à la rédaction de cet ouvrage : Jacques CLAESSENS Chercheur à l'Université Catholique de Louvain, Région Wallonne Yézouma COULIBALY Professeur d'énergétique à l'EIER, Chef du département IEGS (Infrastructure, Energie et Génie Sanitaire) Thomas uploads/Geographie/ ee-tome2.pdf