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Energy performance of buildings: the sector faces its future

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By Marie Vabre,

14 September 2022

(Français) La maîtrise des consommations énergétiques est devenue une nécessité environnementale, sociale et économique, en raison des nombreux impacts engendrés sur la biosphère et la société dans son ensemble : dérèglements climatiques, épuisement des ressources naturelles, dégradation de la santé, etc. Après une 1ère partie sur la nécessité de rénover le parc de bâtiments existant, découvrons comment transformer les solutions de rénovation énergétique pour les faire passer à une échelle massive et industrielle.

(Français) Massifier la rénovation du tertiaire privé et public

(Français) Destiné aux acteurs publics comme privés, l’Observatoire de la Performance Énergétique, de la Rénovation et des Actions du Tertiaire (OPERAT) est une plateforme de suivi des consommations d’énergie, hébergée par l’ADEME, lancée début 2022. Cet outil numérique se veut la traduction opérationnelle du décret tertiaire, ou plus exactement de la démarche « Éco Énergie Tertiaire », une obligation réglementaire imposant la réduction progressive de la consommation des bâtiments tertiaires, dont la superficie est égale ou supérieure à 1 000 m2 

 

« L’enjeu principal de décarbonation du secteur tertiaire porte, à l’instar du secteur résidentiel, sur les usages recourant à des combustibles carbonés, et donc aux usages thermiques du bâtiment (chauffage, eau chaude sanitaire, cuisson). Cela implique un effort accru d’amélioration de l’efficacité énergétique, tant sur l’isolation du bâti que sur les équipements, et d’importants transferts de consommation de combustibles carbonés vers l’électricité ou d’autres énergies bas-carbone », explique RTE dans son scénario. 

 

Pour répondre à l’enjeu de rénovation du parc tertiaire, Bouygues Construction, développe des solutions permettant d’accroître la performance énergétique et thermique des bâtiments, de financer l’opération et de revaloriser les constructions existantes. Challenger, siège social du groupe, est devenu l’un des tous premiers bâtiments tertiaires rénovés à énergie positive. L’utilisation de l’énergie géothermique, 24 000 m2 de façade double-peau ventilée naturellement, 25 000 m2 de panneaux photovoltaïques (terrasse et ferme solaire), 300 m2 de panneaux solaires hybrides DualSun® (photovoltaïques et thermiques), ont permis d’atteindre cette performance remarquable, tout en améliorant le cadre de vie des collaborateurs.  

 

Le groupe est également à l’origine de la mise en œuvre d’un concept bioclimatique innovant, pour la requalification de bâtiments anciens très énergivores : une double façade qui assure aération, chauffage/rafraîchissement et isolation, dans le respect architectural des bâtiments. L’Université de Bordeauxa confié à Bouygues Construction la restructuration de17 bâtiments. Le groupe assure la Conception-Réalisation-Exploitation-Maintenance (CREM) pour une durée de 30 ans. La consommation d’énergie est suivie grâce à Hypervision®, développé par Bouygues Energies & Services . Tous les bâtiments sont certifiés HQE® et labellisés BBC® Rénovation.  

 

 

(Français) Les campus et bâtiments universitaires qui appartiennent à l’État constituent un gisement considérable pour la rénovation. L’État français occupe près de 99 millions de m² en France et à l’étranger. Le patrimoine immobilier des collectivités territoriales représente 280 millions de m², soit près de trois fois celui de l’État. Ce vaste parc s’avère vétuste et énergivore, pesant sur les dépenses publiques. Il est donc indispensable que les collectivités prennent leur part dans la rénovation énergétique. Elles disposent d’ailleurs d’un guichet France Rénov’. Les consommations énergétiques sont souvent leur second poste de fonctionnement, après les charges de personnel, soit 4 à 6% des charges totales. Par ailleurs, les bâtiments communaux représentent en moyenne 76 % de la consommation d’énergie d’une commune. Le Haut Conseil pour le climat recommande la rénovation des bâtiments publics, en définissant des feuilles de route par branche de ce parc. 

Thierry Rieser de négaWatt pointe le fonctionnement en silo des collectivités, qui nuit à la massification des rénovations territoriales : « La collectivité a un budget investissement qui va permettre de financer les travaux. D’un autre côté, il y a un budget fonctionnement général qui paye les factures énergétiques. Il n’y a pas de temps de retour par rapport aux économies réalisées. Ces dernières retournent dans le budget général, alors qu’elles pourraient servir à réinvestir dans de nouveaux travaux de rénovation énergétique », pointe-t-il. L’Intracting est un dispositif financier innovant qui est valorisé par la Caisse des Dépôts parmi les solutions les plus prometteuses pour répondre à cette défaillance16. C’est la contraction de deux mots, « internal contracting », c’est-à-dire contrat interne à la collectivité. En quelque sorte, c’est son budget de fonctionnement qui va financer son investissement. Ces économies sont prioritairement affectées au remboursement des avances consenties par l’organisme préteur, puis au financement de nouveaux projets.  

Ce dispositif est complémentaire à l’offre de prêt moyen-long terme de la Banque des Territoires qui consiste à réaliser des travaux de performance énergétique avec les économies. Ce mode de financement innovant a d’ores et déjà été utilisé par des universités (Clermont, Nanterre, Rennes…), des hôpitaux (via la centrale d’achat UNIHA) et des collectivités territoriales. Le scénario négaWatt met également en lumière ce dispositif. « L’idée de faire un contrat en interne à la collectivité territoriale fonctionne aussi pour les entreprises, pour dire que les économies réalisées alimentent le fond travaux qui fait la rénovation. Si on veut de la rénovation à la hauteur des enjeux, on doit se concentrer sur ce type d’effet levier », est convaincu Thierry Rieser.

(Français) L’une des clés de la massification : l’industrialisation de la rénovation

(Français) Le marché de la rénovation en logement collectif peine encore à changer d’échelle. Pour Jonathan Villot, « techniquement et au niveau d’un bâtiment, il est tout à fait possible d’atteindre un niveau de performance élevé, mais la vraie question est : comment massifier ? », soulève le chercheur. « Comment rénover des typologies patrimoniales similaires présentant une faisabilité technique, de façon réellement performante à un rythme plus rapide et à coûts réduits ? », introduit Sébastien Delpont, Directeur EnergieSprong France et Directeur associé du cabinet conseil spécialisé en développement durable, GreenFlex. La démarche EnergieSprong – « saut énergétique » en hollandais – vise à déployer à grande échelle des rénovations « zéro énergie garantie ». « Une meilleure utilisation du BIM (NDLR : solution développée plus loin dans ce Dossier), une fabrication industrielle de solutions hors-site, un déploiement du Lean Management sur chantier, sont les ingrédients de la réussite », résume Sébastien Delpont.  

 

Originaire des Pays-Bas, cette solution d’industrialisation de la filière a fait ses preuves. « Cela fait des années que le coût de l’énergie est une vraie problématique au Pays-Bas. L’État a osé une politique volontariste en fermant au fur et à mesure les réseaux de gaz aux particuliers. Un groupe de bailleurs sociaux et d’entreprises du bâtiment ont décidé de prendre le sujet à bras le corps pour trouver des solutions », retrace Maxime Hugonnet, coordinateur BYSprong chez Bouygues Construction.  « EnergieSprong est une réponse simple et attractive à un problème compliqué et urgent. C’est Énergie Zéro (E = 0) pérennisé et garanti dans le temps », poursuit-il. 

(Français) « Pour des groupements d’habitation qui ont des typologies identiques, Il y a des grandes lignes communes à appliquer. Il est possible de pré-industraliser hors-site et de faire du “plug & play“

‐ (Français) Jonathan Villot des Mines St-Etienne

(Français) La Commission européenne a souhaité soutenir cette réponse prometteuse à travers ses programmes de recherche et financement. Déployée en France depuis 2016, elle est en cours de déploiement au Royaume-Uni, en Allemagne, et prochainement en Italie, à New-York et au Canada. En France, EnergieSprong est accompagnée par des financements nationaux (CEE) et européens (Interreg), supervisée par les pouvoirs publics (Direction générale de l’Énergie et du Climat et ADEME) et pilotée par GreenFlex. « Sur la rénovation énergétique, il y a des investissements et des incitations. On est une 3e sorte de politique publique incarnée par ce soutien à l’intermédiation entre l’offre et la demande, pour les faire se rencontrer, pour que le marché se matérialise, se structure et explose », planifie Sébastien Delpont. 

 

« Pour des groupements d’habitation qui ont des typologies identiques, Il y a des grandes lignes communes à appliquer (maisons des corons en alignement dans le nord, logement collectif…). Il est possible de pré-industraliser hors-site et de faire du “plug & play“. C’est un gain économique et la qualité du produit sortant est fortement maîtrisé. Ainsi, on évite l’écueil de la variabilité du niveau de performance (artisans sous formés, matériaux de qualité inégale, etc.) », explique Jonathan Villot des Mines St-Etienne. « Après avoir lancé les premiers prototypes sur une dizaine de logements pour faire la preuve du concept, des projets de centaines de logements ont été réalisés. Des projets en milliers sont en cours de contractualisation et une nouvelle vague de 1000 logements va être lancée dans les Hauts-de-France », se réjouit Sébastien Delpont.

(Français) BYSprong, la réponse de Bouygues Construction au défi EnergieSprong

(Français) Une rénovation BYSprong comprend cinq grands axes dactions : « en amont, des études automatisées (à l’aide dun logiciel développé spécialement); une enveloppe isolante préfabriquée bas-carbone, pour laquelle nous nous appuyons sur des acteurs de l’écosystème local ; un module énergétique tout-en-un pour gérer et optimiser les consommations; des moyens de production d’énergie locale et renouvelable intégrés au bâtiment; le monitoring, pour piloter la consommation et améliorer la maintenance », décrit Maxime Hugonnet. 

(Français) Le premier piloteBYSprong sur douze maisons en site occupé, près d’Amiens, s’avère une réussite. Il a permis de rendre des logements sociaux des années 1960 autonomes en énergie. Le projet a été mené par les équipes de Bouygues Bâtiment Grand Ouest – phases conception, réalisation, exploitation – et son partenaire Dalkia, pour la partie maintenance. Depuis la livraison en 2018, la production énergétique dépasse largement sa consommation. « Nos bâtiments étaient E+ au démarrage, c’est-à-dire qu’ils produisaient un peu plus d’énergie qu’ils n’en consommaient. Comme ce n’est pas nécessaire, on s’est rendu compte qu’on pouvait baisser le niveau d’équipement intelligent, dans une approche frugale, avec moins de ressources et moins d’impact carbone ».  

 

Dans la méthode BYSprong, le monitoring est indispensable, tout en restant pragmatique dans le choix des systèmes. Nul besoin de suréquiper, même si les coûts ont fortement diminué ces dernières années, par rapport au démarrage de ces technologies. « On se demande toujours quel est le minimum d’informations nécessaires pour suivre la vie de mon bâtiment ? Le gestionnaire de parc peut vérifier si les objectifs sont atteints, le mainteneur peut être prévenu en cas de besoin, l’habitant peut suivre sa consommation. L’objectif était d’arriver à des interfaces aussi intuitives et simples à utiliser que les smartphones, pour que les usagers soient autonomes. Il y a deux possibilités : ceux qui souhaitent s’emparer de l’application mobile et moduler leur consommation ; ce qui restent en mode automatique et pour qui le système fait tout », confie Maxime Hugonnet. 

 

Le cahier des charges est orienté sur les résultats. C’est pourquoi des Garanties de performance énergétique viennent pérenniser le « E = 0 » dans le temps pour la maîtrise d’ouvrage, qui lui permettent de sécuriser son investissement. EnergieSprong s’adresse principalement aux bailleurs sociaux. La solution BYSprong leur simplifie l’organisation et leur font réaliser des économies d’échelle. De plus, avec l’amélioration des process, les coûts ont déjà baissé. « C’est aussi une solution rapide, mais on ne confond pas rapidité et précipitation. Il ne s’agit pas de faire un produit d’obsolescence programmée qui coûte cher et se casse au fil du temps. Si on généralise la demande de la part des maîtrises d’ouvrage du standard E = 0, les responsables de l’offre dont Bouygues Construction, vont pouvoir se structurer et proposer des économies d’échelle parce qu’on ne nous demandera pas de tout réinventer à chaque projet », anticipe le coordinateur de BYSprong. 

(Français) Les briques de process qui forment BYSprong sont autonomes et autoportantes. Si un bailleur n’envisage pas la globalité de la solution, mais qu’il souhaite faire une partie des travaux, c’est techniquement possible sans tuer le gisement d’économie d’énergie. C’est ainsi que BYSprong a remporté un appel d’offre de 1 444 logements dans le Valenciennois, pour Maison & Cités, le plus grand bailleur social des Hauts-de-France. Le projet mettra à profit « le mur isolant préfabriqué bas-carbone ». Et d’autres travaux sont en cours de livraison dans plusieurs communes françaises. Prochaine étape ? Les bureaux et les bâtiments scolaires, au menu de la stratégie BYSprong dans les prochains mois. 

 

« BYSprong est une forme d’aboutissement. Il y a 10 ans, il y avait déjà un consensus sur les impacts du bâtiment et sur les externalités positives de la rénovation en termes de bénéfices sociaux, sur la précarité, l’emploi, la relocalisation, la décarbonation, les ressources, etc. Entre temps, il y a eu des “petits pas“. Ici on a une réponse réellement qualitative, et aussi quantitative », se félicite Maxime Hugonnet. L’Observatoire Coûts, Qualité et Impact des rénovations EnergieSprong permet de dresser un bilan positif des bénéfices et des progrès des démarches déjà déployées en France.  

 

Pour se développer vraiment davantage, le marché aura probablement besoin de leviers complémentaires : R&D, formations, évolutions réglementaires, obligations, incitations fiscales, critères des appels d’offres… « Mais il n’y a pas de point très bloquant à lever », constate Maxime Hugonnet. « Pas mal d’éléments sont réunis. Il faut continuer à alimenter l’offre, car c’est le moyen de faire plus d’économies d’échelle. Si on continue à avoir une demande forte, tout va suivre. Il y aura de la R&D dans les entreprises, elles formeront pour les nouveaux métiers, elles seront proactives pour pousser les évolutions réglementaires qui vont dans le bon sens avec le soutien des pouvoirs publics. Il faut un peu subventionner au début, mais pas trop pour que ce soit viable sur le plan économique », prévoit-il. 

(Français) « Il faut un idéal régulateur (Kant) », abonde dans le même sens, Sébastien Delpont de GreenFlex. « Il y a beaucoup de dialogue à organiser entre collectivités, constructeurs, bureaux d’études, architectes, fabricants partenaires. Il s’agit de comprendre quelles sont les meilleures conditions pour mettre en œuvre les projets. Greenflex est là pour se nourrir des retours d’expériences des uns et des autres, améliorer le concept et son cahier des charges », ambitionne-t-il. Ce sont 30 à 50% du parc immobilier français qui sont considérés comme adaptés à la rénovation EnergieSprong. Certains types d’architecture ne le seront jamais, comme l’Haussmannien par exemple. « Aller sur le E = 0 n’est pas pertinent sur toutes les typologies constructives. Sur des consommations énergétiques faibles, pour le moment, c’est économiquement moins favorable. Les baisses de factures quand on part de logements de classes C et D sont plus faibles et permettent moins facilement de couvrir le surcout travaux (sauf dans le cas de grands logements). Ce sera plus pertinent d’adresser ce patrimoine avec ces solutions dans quelques années. On saura par effet volume, réduire encore les coûts. On est dans une trajectoire de progrès », conclut Sébastien Delpont.  

 

EnergieSprong peut incarner une locomotive qui tire la filière vers le haut. Cette démarche apporte des réponses pour les bâtiments collectifs. Qu’en est-il de solutions de massification pour la rénovation en maison individuelle ? 

(Français) La massification des maisons individuelles BBC (ou équivalent)

(Français) L’Observatoire BBC propose une plateforme numérique gratuite hébergée par l’association Effinergie. Il a pour objectifs de promouvoir le savoir-faire des professionnels de la filière du bâtiment, de diffuser les bonnes pratiques, d’accompagner la massification de la rénovation basse consommation et de la construction à faible impact énergétique et environnemental. L’observatoire compte au total 1140 projets de rénovation réalisés BBC (janvier 2022). Pour les maisons, il recense plus de 400 rénovations toutes catégories confondues (maisons individuelles, groupées, avec caractère patrimonial du bâti). 

 

Dans le scénario négaWatt, en plus de son efficacité énergétique, une rénovation performante intègre des notions complémentaires, à savoir la santé et le confort pour les occupants, ainsi que la qualité du bâti, tout au long du parcours. Ces notions sont mises en œuvre par la S.A.S. solidaire Dorémi, qui structure l’écosystème de la rénovation performante à l’échelle des territoires, en formant des groupements d’artisans. Le dispositif Dorémi a été initié par Olivier Sidler en 2012, puis incubé par l’Institut négaWatt. Il permet d’atteindre à la fois un parc de logements rénovés très performants (et confortables) à l’échelle individuelle, et les objectifs énergétiques que la France s’est fixée, en 2050. Dans le cadre de Dorémi, une rénovation complète et performante est définie comme une rénovation équivalent à BBC a minima, donc traitant les six postes de travaux  – toiture, murs, sol, fenêtres et portes, chauffage et ventilation, réalisée en une seule étape et s’appuyant sur une approche par bouquets de travaux pré-calculés, les Solutions Techniques de Rénovation (dites « STR »).  

(Français) Une étude pluridisciplinaire a donné des preuves solides de la capacité des acteurs de la filière à porter la rénovation de la maison individuelle BBC. Le projet Perf in Mind (rénovation PERFormante de Maison INDividuelles) s’est penché sur plus de 100 maisons rénovées BBC et équivalent, ou plus performantes encore (à énergie positive). Une rénovation performante complète se caractérise par « une enveloppe thermiquement performante (niveau d’isolation, continuité d’isolant), avec une bonne étanchéité à l’air et sans risques de pathologies. Les équipements de chauffage et de ventilation sont adaptés et correctement dimensionnés », est-il décrit dans l’étude. 

 

Ce projet a été réalisé par ENERTECH, Effinergie, Médiéco et l’Institut négaWatt, avec le soutien de l’ADEME, et la participation des régions Normandie, Grand Est, Centre-Val-de-Loire, Bourgogne-Franche- Comté et de Dorémi, au titre de leurs dispositifs respectifs d’accompagnement de la rénovation performante. Le comité́ de suivi technique était composé du CSTB, de l’Agence Qualité Construction (AQC) et de POUGET Consultants. L’étude comporte une campagne de mesures des performances énergétiques et de leurs variables explicatives, complétée par une analyse des dispositifs d’accompagnement des ménages (démarches, financement, etc.), une analyse de la qualité d’air intérieur, une étude sociologique de la satisfaction et de l’appropriation par les habitants, et une analyse des coûts de travaux. 

 

Perf in Mind a volontairement mis le focus sur les dispositifs régionaux et nationaux, publics et privés, ayant généré un volume important de rénovations performantes. L’étude s’est basée sur un échantillon de 160 dispositifs identifiés sur différents territoires, tout en reconnaissant l’exclusion d’initiatives plus modestes intéressantes, parfois innovantes. La méthodologie ne pouvait représenter l’ensemble des dispositifs existants en France. Cepepdant, elle permet d’identifier les grandes masses et d’estimer un nombre de maisons individuelles rénovées à basse consommation ou mieux. La cartographie a l’avantage de présenter les différents dispositifs régionaux ayant intégré un objectif de rénovation performante, a contrario de rénovation partielle, moins efficiente au niveau énergétique. 

 

Les données collectées durant un an ont été analysées, afin de caractériser la performance des maisons rénovées et d’identifier les bonnes pratiques en termes d’accompagnement humain, financier et de montée en compétences de la chaîne d’acteurs. « Les analyses effectuées montrent le succès de la rénovation complète en une fois. Les rénovations de type BBC ou équivalent tiennent leur promesse », se réjouit Thierry Rieser, du bureau d’étude ENERTECH. L’enjeu réside également dans la réduction des consommations réelles des maisons individuelles. « On a des solutions, des modèles économiques17. On a besoin d’une volonté politique plus forte pour encourager et massifier les BBC », plaide-t-il.

(Français) Pour des gammes de maisons individuelles standardisées, il est également possible de déployer des solutions de rénovation globale massifiable. A partir d’un diagnostic transverse et de solutions optimisées, dans une démarche de pré-fabrication, RénoStandard propose un projet de réhabilitation adapté à la situation de chaque bâtiment. Cela s’appuie sur des travaux réalisés par des groupements professionnels et des chercheurs sur des expérimentations in situ, menées sur une dizaine de modèles types de maisons individuelles en France. Les travaux de rénovation énergétique ont-ils atteint leurs objectifs énergétiques ? La réponse n’est pas évidente à mesurer, car il n’existait jusqu’à maintenant, aucune méthode efficace d’évaluation de la performance énergétique à réception. Au-delà du défi technique que représente cediagnostic, se posent des questions fondamentales : quel référentiel commun à la filière ? Comment démocratiser la mesure ? « SEREINE (Solution d’Évaluation de la peRformance Énergétique IntrinsèquE des bâtiments) a pour ambition d’apporter une solution prête-à-l’emploi pour analyser et mesurer objectivement l’efficacité des travaux juste après la livraison18 ».  

 

Le projet SEREINE, qui est piloté par l’Agence Qualité Construction (AQC), associe plusieurs organismes  – l’association ARMINES (recherche contractuelle des écoles des Mines, orientée vers les entreprises), le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (CEREMA), le Comité scientifique et technique des industries climatiques (COSTIC), le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), l’Institut National de l’Energie Solaire (INES), Institut national pour la Transition Énergétique et Environnementale du bâtiment (NOBATEK/INEF4) et l’Université Savoie-Mont Blanc (USMB). L’objectif : des résultats de mesure en moins de 24h dès 2022.  

 

Dans l’habitat collectif, la méthode fonctionne pour certaines configurations ; elle sera encore améliorée. Ces solutions, RénoStandard et SEREINE sont issues du Programme de la Filière pour l’innovation en faveur des Économies d’Énergies dans le bâtiment (PROFEEL). Piloté par 16 organisations professionnelles du bâtiment, le programme est soutenu par les pouvoirs publics (Ministère de la transition écologique & solidaire, Ministère de la cohésion des territoires et des relations avec les collectivités territoriales, ADEME). Il réunit des porteurs de projets (AQC et CSTB) et des organismes financeurs (EDF, Total, ENGIE, ENI et la Compagnie parisienne de Chauffage Urbain). Le programme PROFEEL répond à neuf défis pour la rénovation énergétique en développant des outils conçus par et pour les professionnels du bâtiment. 

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