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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 2 Cours : Diagnostic énergétique Prof : Rachid TISKATINE GEER2 Chapitre 2 : Notions de diagnostic approfondi – Diagnostic des équipements et dans l’industrie- Solutions d’amélioration Introduction Le diagnostic énergétique est un volet incontournable pour tout programme d’efficacité énergétique. Les principales étapes de diagnostic restent les mêmes pour le bâtiment et l’industrie. La différence d’approche réside dans la définition du système consommateur d’énergie ainsi que la catégorie d’équipements : Le bâtiment comprend essentiellement : L’industrie comprend en plus que ça, les systèmes liés directement aux procédés : Une autre différence : en industrie, le bilan énergétique est ventile en fonction de la structure du système consommateur d’énergie ciblé, et pour le bâtiment, le bilan est structuré en fonction des catégories d’équipement. Le chauffage et la climatisation Les systèmes de ventilation La production d‘ECS L’éclairage … Les systèmes de production de froid industriel Les système de production de vapeur Les systèmes de production d’air comprimé Les pompes et forces motrices … Différence entre diagnostic rapide et approfondi Un diagnostic rapide consiste en une courte visite sur site pour identifier les postes où de simples actions peu onéreuses pouvant entraîner des économies immédiates sur la consommation d’énergie. Un diagnostic approfondi prend beaucoup de temps. Il suppose l’emploi d’instruments de mesure de la consommation d’énergie pour l’ensemble du bâtiment. De plus, des programmes de simulation sont parfois utilisés pour évaluer les solutions. Protocol général du diagnostic approfondit (logement) Visite du bâtiment ; Cueillette de données (facturation d’énergie, équipement et état, horaires, etc) Analyse de la facturation ; Bilan énergétique ; Calcul des investissement et de la rentabilité ; Plans de mise en œuvre Rapport détaillé ; Les outils de diagnostic énergétique : Formulaire de relevé préliminaire ; Formulaire de relevé détaillé ; Formulaire d’évaluation des économies ; Formulaire d’évaluation des honoraires ; Les instruments de mesures ; Les logiciels (Excel, Word). Rapport de diagnostic énergétique : • Le résumé qui fait le bilan des mesures ; • La synthèse des principales recommandations : perspectives de l’études et bref descriptif du bâti ; • La liste des mesures ainsi que les économies attendues avec les investissements et les périodes de retour. Les mentions du diagnostic approfondi Les caractéristiques pertinentes du bâtiment en indiquant les conditions d’utilisation des équipements et leur gestion ayant des incidences sur les consommations énergétiques. L'indication, pour chaque catégorie d'équipements, la quantité annuelle d'énergie consommée ou estimée et l’évaluation des dépenses annuelles résultant de ces consommations.  L'évaluation de la quantité d'émissions de GES liée à la quantité d’E consommée. L'évaluation de la quantité d'énergie d'origine renouvelable produite par les équipements installés. Le classement du bâtiment en application d'une échelle de (quantité annuelle d‘E consommée et quantité d'émissions de GES), pour le chauffage, la production d‘ECS et le refroidissement, rapportée à la surface du bâtiment. Des recommandations visant à améliorer la performance énergétique du bâtiment accompagnées d'une évaluation de leur coût et de leur efficacité. Les phases de diagnostic énergétique approfondi Le diagnostic approfondi a pour vocation d’approfondir les solutions retenues au terme de l’analyse préalable pour dresser un bilan énergétique précis et chiffré. Il comporte 3 phases : Phase 1 : examen minutieux du bâtiment et de ses paramètres de fonctionnement ; condition d’utilisation ; état des installations, exploitation, consommations, … Facture d’énergie dans les 3 dernières années (électricité, eau, combustibles). Descriptif de la structure (nature parois) et des éventuels réseaux (type de compresseur, schéma des circuits ,…) Diagramme de fonctionnement de la climatisation (plan de distribution,…). Contrats de maintenance des installations; Rapports des diagnostics éventuels précédents. Historique des pannes, disfonctionnement, imperfection des installations; Améliorations possibles; Caractéristiques fonctionnelles du bâtiment et ses équipements; Relevés et mesures : - Enveloppe (étanchéité, couleur des façades, protection solaire int et ext …) - Eclairage intérieur : hauteur luminaire, couleur des murs, éclairage naturel) - Mesure des niveaux d’éclairement et relevés type d’équipements (lampes, …) - Conditionnement d’air (description aérauliques, mesure Temp, taux CO2…) - Installations électriques (poste de transformation, comptage, réseaux, moteurs…) - ECS : production, distribution, stockage, température d’utilisation, … - Production d’eau glacée, production de vapeur, installation électrique, les fluides énergétiques, gestion technique centralisée (cas industrie). Phase 2 : exploitation et traitement des données Les observations, les calculs et leurs interprétations permettent la mise en évidence de la description des améliorations à envisager avec indication pour chaque intervention des économies à attendre, le cout et le temps de retour. Analyse des performances des systèmes : performances thermique (enveloppe), éclairage (densité), conditionnement d’air (installations aérauliques, hydrauliques), électricité, performance ECS. Détermination de la consommation globale / an (facture) et la répartition de la consommation par usages. Simulations informatiques … Phase 3 : élaboration d’un programme d’intervention, exploitation des relevés… Le contenu du rapport diagnostic énergétique : • Sommaire exécutif ou résumé (reprend les principales recommandations et conclusions du rapport de diagnostic énergétique) ; • L’introduction qui doit situer le contexte, les objectifs et les motivations de l’étude ; • Description des caractéristiques architecturales, de l’état du bâtiment, des installation techniques et le mode de fonctionnement. • Bilan énergétique du bâtiment : analyse des consommations et les postes d’utilisation de l’énergie, ; • Rapport d’étude de la facturation ; • Description des mesures d’économies d’énergie , investissements, périodes de retour et méthodologie de mise en application par les exploitants ; • Conclusion : bilan d’étude, résultats à attendre des recommandations ainsi que les conseils pour la méthodologie de mise en œuvre des mesures. • Annexes : formulaires de relevés, fiches techniques de certains équipements et schémas de modifications des systèmes, équipements demandés … Exemple : Réalisation du rapport 1. Etat initial Description de l'enveloppe : où sont les déperditions ? Analyse thermographique : Photographies à la caméra thermique (infrarouge) en période froide. Bilan énergétique des consommations réelles d'après les factures, classement énergétique du bâtiment. Création d'un modèle de calcul théorique au plus près du bilan énergétique réel. 2. Synthèse Résumé des conclusions du rapport. Les informations et résultats essentiels des calculs. Les grandes orientations à retirer du diagnostic. 3. Les scénarios Scénario = simulation d'un bouquet de rénovation énergétique. Les préconisations peuvent porter entre autres sur : Développement technique 4. Faisabilité et investissement Estimation indicative d'une enveloppe budgétaire d'investissement. Calcul de l'économie d'énergie envisageable (en kWh) puis en euros. Estimation du temps de retour sur investissement : selon des prévisions d'évolution des prix de l'énergie. Diagnostic énergétique en industrie L'objectif est d’élaborer un bilan énergétique globale, de quantifier les potentiels d’économies d’énergie et de définir des actions pour réaliser ces économies. Pour cela, il est nécessaire de déterminer les principaux postes de consommation énergétique et d'effectuer une analyse par comparaison ou par calcul avec la consommation qui serait obtenue par la mise en œuvre de solutions plus performantes. Protocole de diagnostic industriel 1) Examen des installations existantes : Examen site et thermographie des équipements; Examen des installations (équipements …) Etudes des schémas de principe de fonctionnement actuel et des améliorations futures réalisables Etude des cycles de fonctionnement et de la régulation. 2) Examen des consommations Consommation de gaz, gasoil, eau de process et sanitaire Consommations électriques (éclairage, air comprimé, ventillation, climatisation… Après la réalisation des mesures : Traitement des résultats de mesure; Évaluation de consommations spécifiques – comparaison avec les standards ; Contrôle des bilans d’énergie – Evaluation des pertes Interprétation des différences éventuelles – Corrections ; Identification des améliorations possibles dans la gestion énergétique … Identification des améliorations relatives à la maintenance … Identification des améliorations demandant peu d’investissement (isolation thermique, équilibre électrique) … Réparation du rapport (c/c : rappel des mesures par ordre de priorité). 1) Consommation d’électricité Capacité totale installée - Tension d’alimentation Consommation annuelle : achat, auto-production Diagramme de charge : journalier, saisonnier … Facteur de puissance moyenne Répartition des consommations par type 2) Production de chaleur : chaudières – Fours …  Nombre d’unités de production  Caractéristiques des chaudières …  Source d’alimentation en eau -Type de traitement de l’eau – Consommation en eau  Recyclage de la vapeur condensée … 3) Utilisation de l’énergie  Principaux équipements de consommation d’énergie Bilan énergétique Si l’on prend l’exemple d’un bâtiment, la réalisation du bilan énergétique nécessite de prendre en compte : Les déperditions des parois par rapport à l’extérieur ; Les déperditions par renouvellement d’air (ventilation + infiltration + ouvertures des portes) ; Les apports de froid par les équipements frigorifiques alimentaires à l’intérieur de la surface du centre ; Les apports de chaleurs sensibles et latentes par le public ; Les apports par l’éclairage ; les apports solaires. Exemple d’évaluation sur une centrale de froid (à l’issue bilan énergétique) Taux de compression ; Puissance absorbée ; Charge du moteur ; E transmise au fluide frigorigène ; Chaleur évacuée au condenseur ; E absorbée à l’évaporateur … Calcul de la consommation d’E dans groupes frigorifiques ; T emps de fonctionnement des groupes ; Estimation des besoins frigorifiques et de la consommation de la centrale froide ; Pertes thermiques estimées ; Diagnostic uploads/Industriel/ seance-2-diagnostic-energetique.pdf