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Ecole Nationale des Sciences Appliquées Al Hoceima Filière : GEER Section : S3

Ecole Nationale des Sciences Appliquées Al Hoceima Filière : GEER Section : S3 Année universitaire : 2021--2022 Séance 1 Cours : Diagnostic énergétique Prof : Rachid TISKATINE GEER2 Chapitres : 1. Généralités - Principe et pratiques des diagnostics énergétiques en logements. 2. Notions de diagnostic approfondi non instrumenté – Diagnostic des équipements - Solutions d’amélioration. 3. Instruments et outils de mesure des consommations d'énergie. 4. Instruments et outils des techniques non destructives de contrôle. 5. Détection de défauts dans les matériaux et Imagerie de défauts : Thermographie infrarouge Chapitre 1 : Généralités - Principe et pratiques des diagnostics énergétiques en logements Rappel sur les changements climatiques L’impact le plus emblématique de la consommation d’énergie fossile est sans conteste le réchauffement climatique. Les changements climatiques se réfèrent aux modifications que connait le climat de la terre sous l’effet de l’action humaine entrainant : Le principal responsable est l’homme : Augmentation du niveau des océans, évolution des courants marins et évolution du PH de l’eau. Augmentation de la concentration des GES dans l’atmosphère ; Perturbation de l’écosystème ; Des anomalies dans la régulation naturelle du climat. Vagues de chaleur ou de froid, Déplacement des zones endémiques de maladies … Insuffisance alimentaire, pressions aux frontières … Pression importante sur l’écosystème pour ses besoins et l’amélioration de ses conditions de vie ; Les concentrations atmosphériques de CO2 = 30%, N2O = 15 % et CH4 = 14 %. Principales activités responsables : production, transformation, transport, utilisation finale de l’énergie. Un gaz à effet de serre (GES) est un gaz présent dans la troposphère (la basse atmosphère) qui intercepte une partie du rayonnement terrestre (composé essentiellement d’infrarouge). Protocole de Kyoto : Il a été adopté par les parties le 11 décembre 1997 à la COP 3. Le but été l’obligation des pays développées de réduire les émissions des GES de 5,2 % et réaliser le développement durable. Le forçage radiatif, définit quel supplément d’énergie (en Watt par m2) est renvoyé vers le sol par une quantité donnée de gaz dans l’air. Epuisement des matières premières non renouvelables : Les matières premières nécessaires pour le fonctionnement d’un bâtiment sont de deux ordres : les matériaux nécessaires à sa construction et les combustibles nécessaires à son fonctionnement. Si les estimations varient au gré des découvertes de gisements et de l’avancée des technologies, aucune réserve estimée par combustibles de dépasse une « vie humaine » (70 ans), hormis le charbon (de 100 à 200 ans selon les estimations). L'énergie est la capacité d'un système à produire un travail, entraînant un mouvement ou produisant par exemple de la lumière, de la chaleur ou de l’électricité. L'énergie n'est pas une substance matérielle : c'est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système et qui est d'une manière globale conservée au cours des transformations. Elle peut être stockée et existe sous de nombreuses formes. D’un point de vue physique, l’énergie ne se produit pas, ni se consomme, elle se transforme ou se convertit d’une forme en une autre. Généralités dur l’Energie Les sources d’énergie se trouvant dans la nature avant toute transformation, sont des énergies primaires, on peut les regrouper en :  La puissance d’un système est la capacité à échanger une énergie en un temps donné : énergie / temps = J/s = Watt. Les énergies fossiles : c’est l’énergie disponible dans la nature sous forme de ressources ou stock constituée des matières organiques (le charbon, le pétrole et le gaz). Les énergies renouvelables : c’est une énergie issue directement des phénomènes naturels, et qui se reconstitue rapidement à l’échelle du temps humain (l’énergie solaire thermique et photovoltaïque, éolien, hydraulique, biomasse et énergie des mers). L’énergie nucléaire : est l’énergie contenue dans les noyaux d’atomes, qui après une fission donne une grande quantité de chaleur. Les types d’énergie Les différents stades de transformation sont : Energie primaire : potentiel énergétique de la ressource naturelle (pétrole brut au fond de son puits, charbon dans la mine mais aussi minerai d’uranium, vent, réserve d’eau et flux solaire) ; Energie finale : ce qu’on arrive à exploiter et à livrer (énergie commerciale) : produits pétroliers à la pompe, charbon de bois, électricité…) ; c’est l’énergie utilisée par le consommateur, en tenant compte des pertes lors de la production, du transport et de la transformation du combustible Energie utile : qui correspond à l'énergie procurée par le service recherché après toutes les transformations et transports subis (énergie mécanique d’un moteur, flux lumineux d’une lampe, chaleur …). Energie utile = Energie finale x ρe Energie utile = Energie primaire x ρt x ρs x ρe ρt : Rendement de transformation ρe : Rendement de l'équipement d'utilisation ρs : Rendement de transport Lors d’une transformation, toute l’énergie entrante n’est pas extraite en énergie de sortie, une partie est « perdue » sous forme de chaleur dispersée dans l’environnement ; le rendement, rapport de l’énergie sortante sur l’énergie entrante, est donc inférieur à 100%. L’évacuation des pertes vers l’environnement nécessite un système de refroidissement, un échangeur de chaleur. Conversion en chaleur par combustion : Il consiste en une réaction chimique exothermique dont l’énergie développée dépend du combustible. Deux valeurs énergétiques des combustibles [kWh/kg] sont définies : Le pouvoir calorique inférieur, PCI, (enthalpie de réaction par unité de masse) Le pouvoir calorique supérieur, PCS, qui inclut, par rapport au PCI, la récupération de la chaleur latente de condensation des fumées. Il est supérieur de 3 à 10% au PCI. PCS = PCI + Lv Situation énergétique au Maroc La capacité électrique installée a atteint 8.300 MW, répartie respectivement entre le charbon (31%), le fuel et le gasoil (10%), l’hydroélectrique (22%), le gaz naturel (25,8%) et l’éolien (9,4%). Le secteur de l'électricité est confronté à maintenir l'équilibre entre l'offre et la demande qui enregistre une croissance annuelle continue estimée à plus de 5%. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Charbon Europe Petrole brut Évolution des prix en dollars des principales matières premières Efficacité énergétique C’est le rapport entre l’énergie produite par le système, nommée énergie utile, et l’énergie totale consommée pour le faire fonctionner. Cette notion s’applique également aux plusieurs domaines, dans le but d’une meilleure utilisation de l’énergie, afin de consommer moins. L’amélioration de l’efficacité énergétique est une démarche globale qui vise, d’une part, à rationaliser l’utilisation de l’énergie, et d’autre part, à la recherche des ressources renouvelables, écologiques et durables. Le confort thermique dans le bâtiment Le confort thermique concerne principalement la température intérieure des pièces, sa répartition harmonieuse dans l’espace et la qualité de l’air ambiant. Pendant les périodes froides, il est raisonnable de vivre dans les pièces principales a une température de 19 a 20 °C, avec un taux d’humidité relatif a 50 %. Pour accéder a ce confort tout en maitrisant les consommations d’énergie, il convient de chauffer raisonnablement, d’avoir des portes et fenêtres bien étanches, de renforcer l’isolation thermique de chacune des parois du bâtiment et de maintenir un bon renouvellement d’air. • Lorsque la température de la paroi intérieure est similaire a celle de l’ambiance, l’occupant ressent une sensation de confort. • A l’inverse, lorsque la paroi est froide, l’écart de température entre l’air ambiant et cette paroi est important. • Outre le fait d’augmenter la résistance thermique d’une paroi, l’isolation permet de garantir un faible différentiel de température entre l’ambiance intérieure et la surface intérieure du mur. • Plus cette différence est faible (3 °C de différence maximum), meilleure est la sensation de confort. Diagnostics énergétique en logements Définition et objectifs Diagnostique énergétique Analyse détaillée préalable à l’implantation d’un programme d’efficacité énergétique Outil de décision pour l’inventaire des mesures susceptibles pour réduire les consommations énergétiques Evalue la consommation d’énergie du logement et ses émissions de GES Couvre l’ensemble des éléments du bâtiment et les réseaux énergétiques et industriels : électricité, mécanique, thermique, architecture, etc Fournit des informations essentielles sur la performance énergétique d’un logement Permet de décrire précisément le logement, mais aussi le type d’énergie utilisé dans l’habitat ainsi que ses équipements de chauffage, de ventilation ou encore de production d’ECS. Un diagnostic énergétique est un bilan que l’on fait réaliser par des thecniciens professionnels, pour faire le point sur les capacités thermiques et énergétiques d’un bâtiment. Il permet aussi d’identifier les failles d’isolation d’un logement et définir si les systèmes de chauffage et d’électricité. En fonction de tout cela, une consommation d’énergie précise ou estimée sera effectuée, ce qui permettra de voir à quels postes les dépenses énergétiques sont les plus lourdes, et donc à quels postes une optimisation sera à faire. Evolution du vocabulaire 1974 : économie d’énergie ; 1980 : maitrise de l’énergie ; 1990 : audit énergétique ; 1995 : diagnostic énergétique ; 2000 : efficacité énergétique active ; 2002 : énergie verte ; 2005 : vente de crédit carbone. Les objectifs générales d’un diagnostique énergétique sont : Elaborer un bilan de la situation énergétique du bâtiment ou site industriel; Quantifier les potentiels d’économies d’énergie ; Définir des actions pour réaliser ces économies. uploads/Geographie/ seance-1-diagnostic-energetique.pdf