ETUDE SITE COMMERCIAL A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE …

Site commercial à haute efficacité énergétique - V 12 - 26- 02- 2010 sur 112

ETUDE "SITE COMMERCIAL

A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE"

CONVENTION ADEME DU 25 MARS 2008


Cette étude a été réalisée par PERIFEM avec le soutien de l’ADEME. Elle a été conduite et coordonnée par Jean-Pierre TUPIN avec la participation des sociétés et BET suivants :

Pour la partie règlementation thermique :

TRIBU ENERGIE

Pour la partie systèmes constructifs :

Cabinet d’Architecture ARCHITECTES ASSOCIES

ISOVER SAINT-GOBAIN

Pour la partie éclairage :

FAGERHULT

OPUS LIGHT

PHILIPS ECLAIRAGE

VELUM

Pour la partie traitement de l’air :

AIRCALO

HEATCRAFT

LENNOX

SWEGON

Pour la partie froid commercial :

BONNET NEVE

CARRIER

HEATCRAFT

DREYER

DIGITEL

Pour la partie équipements divers :

BIDDLE

SCHNEIDER-ELECTRIC

Pour la partie pérennisation :

COEXENS

DIGITEL

ESOPE

SCHNEIDER-ELECTRIC


SOMMAIRE

CHAPITRE 1 - INTRODUCTION ................................................................................................ 6

1-1- OBJECTIFS DE L’ETUDE ............................................................................................... 6

1-2- METHODOLOGIE ........................................................................................................... 6

CHAPITRE 2 - IDENTIFICATION DES SITES PILOTES ........................................................... 7

2-1- CARACTERISTQUES DES SITES PILOTES .................................................................. 7

2-2- CONSOMMATIONS GLOBALES ACTUELLES DES SITES PILOTES .......................... 8

2-3- DECOMPOSITION DES CONSOMMATIONS GLOBALES PAR TYPE D’EQUIPEMENT ................................................................................................................................................ 9

CHAPITRE 3 – ANALYSE DES CONSOMMATIONS ET RAPPROCHEMENT AVEC LA

REGLEMENTATION THERMIQUE (RT) .................................................................................. 12

3-1- APPLICATION DE LA RT 2005 AUX SITES PILOTES ................................................. 12

3-2- RAPPROCHEMENT DES DONNEES REELLES ET DES EXIGENCES REGLEMENTAIRES ............................................................................................................. 20

3-3- HYPOTHESES REGLEMENTATION RT 2010/2015 ..................................................... 25

3-4- NOTE INFORMATIVE SUR LA REGLEMENTATION THERMIQUE DANS L’EXISTANT .............................................................................................................................................. 27

CHAPITRE 4 - SYSTEMES CONSTRUCTIFS ......................................................................... 29

4-1- INERTIE THERMIQUE .................................................................................................. 29

4-2- ISOLATION DES PAROIS ............................................................................................. 29

4-3- PONTS THERMIQUES .................................................................................................. 33

4-4- OUVERTURES .............................................................................................................. 35

4-5- ETANCHEITE ET MAITRISE DES MOUVEMENTS D’AIR............................................ 35

4-6- PROTECTION SOLAIRE ............................................................................................... 37

CHAPITRE 5 - ECLAIRAGE .................................................................................................... 38

5-1- HYPERMARCHE : ......................................................................................................... 38

5-2- GALERIE MARCHANDE :............................................................................................. 44

5-3- ECLAIRAGE SUPERMARCHE ALIMENTAIRE ............................................................ 46

5-4- MAGASIN SPECIALISE ................................................................................................ 51


CHAPITRE 6 - TRAITEMENT DE L’AIR .................................................................................. 55

6-1- HYPOTHESES .............................................................................................................. 55

6-2- ROOFTOPS A HAUTE PERFORMANCE ENERGETIQUE ........................................... 57

6-3- INSTALLATION VENTILATION BASSE VITESSE ....................................................... 63

6-4- INSTALLATION VENTILATION HAUTE VITESSE ....................................................... 65

6-5- AEROTHERMES BI-ENERGIE ..................................................................................... 65

6-6- UTILISATION DE L’INSTALLATION DE PRODUCTION FRIGORIFIQUE POUR LE CHAUFFAGE DES LOCAUX (PROCEDE REFREE’CLIM) : APPLICATION EN SUPERMARCHE .................................................................................................................. 66

6-7- TECHNOLOGIE SOLARWALL® RECUPERANT L’AIR PRECHAUFFE SOLAIRE ..... 69

6-8- CLIMATISATION SOLAIRE PAR ABSORBTION ET ADSORBTION ........................... 73

6-9- TRAITEMENT DE L’AIR PAR RAFRAICHISSEMENT ADIABATIQUE ........................ 75

CHAPITRE 7 - FROID COMMERCIAL ..................................................................................... 77

7-1- BILAN FRIGORIFIQUE DES MEUBLES FRIGORIFIQUES DE VENTE (MFV) ............. 77

7-2- BILAN FRIGORIFIQUE DES ATELIERS ET CHAMBRES FROIDES ........................... 79

7-3- INSTALLATION DE PRODUCTION D’ENERGIE FRIGORIFIQUE ............................... 80

7-4- CONSOMMATION DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION DE FROID DU SUPERMARCHE PILOTE .................................................................................................... 82

7-5- CONSOMMATION DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION DE FROID DE L’HYPERMARCHE PILOTE ................................................................................................. 86

CHAPITRE 8 - EQUIPEMENTS DIVERS ................................................................................. 92

8-1- ECLAIRAGE DES RAYONS SPECIFIQUES ................................................................. 92

8-2- EQUIPEMENTS DE CUISSON ...................................................................................... 92

8-3- ENCAISSEMENT ET GESTION .................................................................................... 93

8-4- APPAREILS DE TRANSPORT ..................................................................................... 94

8-5- POSTE DE TRANSFORMATION .................................................................................. 95

8-6- -ONDULEURS ............................................................................................................... 96

8-7- -MATERIELS DE TRAITEMENT DES DECHETS ......................................................... 97

8-8- RIDEAUX D’AIR ............................................................................................................ 98


CHAPITRE 9 - FOURCHETTES DE REFERENTIELS ............................................................. 99

9-1- INDICATEURS HYPERMARCHE ................................................................................ 100

9-2- INDICATEURS GALERIE MARCHANDE .................................................................... 101

9-3- INDICATEURS SUPERMARCHE ................................................................................ 102

9-4- INDICATEURS MAGASIN SPECIALISE ..................................................................... 103

CHAPITRE 10 - PERENNISATION DES PERFORMANCES ENERGETIQUES .................... 104

10-1- CONTEXTE ............................................................................................................... 104

10-2- METHODE ................................................................................................................. 104

10-3- ORGANISATION ET MOYENS ................................................................................. 106

10-4- MATERIEL ................................................................................................................ 106

10-5- TELEGESTION ENERGETIQUE ............................................................................... 108

CHAPITRE 11 - CONCLUSION.............................................................................................. 110


CHAPITRE 1 - INTRODUCTION 1-1- OBJECTIFS DE L’ETUDE Cette étude est destinée aux responsables de projet et aux gestionnaires de sites commerciaux en charge du management de l’énergie. Elle a pour objectif de définir et d’évaluer quantitativement des indicateurs de performance énergétique pour différents postes de consommation en vue d’évaluer l’efficacité énergétique des sites. Cette évaluation est faite selon différents choix techniques de construction et d’équipement existants sur le marché. Pour maîtriser les consommations et entrer dans le cadre des réglementations thermiques actuelles et futures, il est indispensable de rechercher les solutions améliorant les caractéristiques thermiques des systèmes constructifs et l’efficacité énergétique des équipements. Les indications chiffrées dans ce document ont pour seul objet de donner des valeurs indicatives de consommation vers lesquelles il est possible de tendre. Ces valeurs serviront de repaires à la détermination de fourchettes d’indicateurs de performance dans lesquelles il est possible de se placer. Ultérieurement, dans une seconde démarche, un chiffrage du surcoût d’atteinte de ces niveaux de performance pourra être établi.

1-2- METHODOLOGIE L’étude est conduite à partir de 3 sites pilotes représentatifs de l’activité des Grandes et Moyennes Surfaces (GMS) : -un centre commercial constitué d’un hypermarché et d’une galerie marchande -un supermarché à dominance alimentaire -un magasin spécialisé type bricolage L’étude se déroule selon 3 phases : -Phase 1 : analyse des caractéristiques des sites, relevé et décomposition des consommations réelles, rapprochement avec la RT. -Phase 2 : recherche de solutions de construction et d’équipement améliorant l’efficacité énergétique et reconstitution de la facture énergétique à partir de ces solutions. -Phase 3 : évaluation en fourchettes d’indicateurs de performance et pérennisation des résultats. L’approche énergétique de l’étude est exprimée en majorité en Energie Finale (kWhef ou kWh), parfois en énergie primaire (kWhep). Conversion électrique : 1 kWh ep = 1 kWh ef x 2.58 Conversion gaz : 1 kWh ep = 1 kWh ef x 1


CHAPITRE 2 - IDENTIFICATION DES SITES PILOTES 2-1- CARACTERISTQUES DES SITES PILOTES Les sites pilotes servant de base à la démarche ont les caractéristiques suivantes : Centre commercial :

Hypermarché : Surface totale : 24.792 m2 dont :

Surface de vente = 18.198 m2 Bureaux : 1100 m2 Réserves + locaux techniques + sanitaires + sorties de secours = 6.594 m2 Hauteur sous toiture : 8 ml

Galerie marchande : Surface totale : 15.046 m2 dont :

Magasins (57) : 8.138 m2 Mail : 5.571 m2 Locaux communs galerie marchande, bureaux : 761 m2

Sorties de secours : 576 m2 Hauteur sous plafond : 6 ml

Supermarché alimentaire Surface totale : 4.650 m2 dont :

Surface de vente = 2.509 m2 Bureaux : 450 m2 Réserves + locaux techniques + sanitaires + sorties de secours = 907 m2

(Ateliers, Chambres froides 387 m2 et réserves 520 m2) Mail = 731 m2 Boutiques = 413 m2 Hauteur sous toiture : 7 ml

Magasin spécialisé

Surface totale : 3.065 m2 dont :

Surface de vente = 2.219 m2 Auvent extérieur 500 m2 Réserves, SAV, locaux techniques sas = 555 m2

Bureaux, locaux sociaux = 142 m2 Hauteur sous toiture : 7 ml


2-2- CONSOMMATIONS GLOBALES ACTUELLES DES SITES PILOTES Centre commercial :

Hypermarché (climatisé) : Les consommations d’électricité (hypermarché tout électrique) du site pilote sont les suivantes pour 2007 et 2008 :

ELECTRICITE 2007 11 267 427 kWh 2008 10 858 339 kWh MOYENNE 11 062 883 kWh

La surface de vente étant de 18.000 m2 la consommation annuelle d’électricité est de 615 kWh/an/m2 de surface de vente.

Galerie marchande (climatisée) : La consommation du mail (au titre des parties communes) du site pilote pour l’année 2008 est la suivante :

ELECTRICITE 2008 2 685 319 kWh

Nota: Les boutiques sont chauffées par des installations propres branchées sur une boucle d’eau commune à température comprise entre 11°c et 39°c. Cette boucle n’est pas raccordée à une chaudière d’appoint pour son maintien en température.

La surface du mail étant de 5.571 m2, la consommation annuelle d'électricité est de 480 kWh/an/m2 de mail.

Supermarché alimentaire (non climatisé) :

La consommation d’électricité et de gaz du site pilote sont les suivantes pour une année :

GAZ ELECTRICITE TOTAL

280 000 kWh 1 430 000 kWh 1 710 000 kWh

La surface de vente étant de 2.500 m2, la consommation annuelle d’électricité et de gaz est de 690 kWh/an/m2 de surface de vente.

Cette consommation se décompose ainsi : -570 kWh/an/m2 par an en électricité -120 kWh/an/m2 par an en gaz Magasin spécialisé (climatisé) :

La consommation d’électricité et de gaz du site pilote sont les suivantes pour une année :

GAZ ELECTRICITE TOTAL

26 663 kWh 211 229 kWh 237 892kWh

La surface de vente étant de 2.210 m2, la consommation annuelle d'électricité et de gaz est de 107 kWh/an/m2 de surface de vente.


Répartition des consommations de l'hypermarché

6%

10%24%

25%35%

Eclairage intérieur

Traitement de l’air :

chauffage et

refroidissement

Froid commercial

Laboratoires et

chambres froides

Divers

Cette consommation se décompose ainsi : -95 kWh/an/m2 en électricité -12 kWh/an/m2 en gaz

2-3- DECOMPOSITION DES CONSOMMATIONS GLOBALES PAR TYPE D’EQUIPEMENT Les consommations globales ont été décomposées par type d’utilisation : -froid

-traitement de l’air -éclairage -divers La répartition des consommations en l’absence de sous comptage a été faite à partir des données établies dans les études PERIFEM/ADEME de février 2006 (Services énergétiques dans la Grande Distribution) et octobre 2008 (Efficacité énergétique et les contrats de services dans le secteur de la Distribution) et des données de l’étude thermique dynamique du site pilote pour la galerie marchande. Cette répartition donnée dans les tableaux suivants permettra d’évaluer les améliorations de performance des scénarios décrits au chapitre suivant. Centre commercial :

Hypermarché :

Type d'équipement Répartition des consommations

En % En kWh/an

Eclairage intérieur 24 % 2.655.000

Traitement de l’air : chauffage et refroidissement

25 % 2.766.000

Froid commercial 35 % 3.872.000

Laboratoires et chambres froides 6 % 664.000

Divers 10 % 1.106.000

Total 11 063.000

Nota : - L’éclairage extérieur n’est pas comptabilisé dans l’hypermarché.


Répartition des consommations du supermarché

Eclairage

intérieur;

22%Eclairage

intérieur; 4%

Eclairage

intérieur;

18%

Eclairage

intérieur;

39%

Eclairage

intérieur; 7%

Eclairage

intérieur;

10%

Répartition des consommations de la galerie

marchande

40%

20%10%

30%

Mail (éclairage,

transport, divers)

Climatisation mail

Climatisation boutiques

Parking

Galerie marchande (parties communes) :


En % En kWh/an

Mail (éclairage, transport, divers) 40 % 1 074 139

Climatisation mail 20 % 537 064

Climatisation boutiques 10 % 268 531

Parking 30 % 805 591

Total 2 685 325

Supermarché alimentaire


En % En kWh/an

Eclairage intérieur 22 % 376.000

Eclairage extérieur 4 % 70.000

Traitement de l’air 18 % 308.000

Froid commercial 39 % 665.000

Laboratoires et chambres froides 7 % 120.000

Divers 10 % 171.000

Total 1.710.000


Répartition des consommations du magasin

spécialisé

43%

13%11%

17%

16%


Eclairage extérieur

Traitement de l’air,

chauffage

Traitement de l’air,

climatisation

Divers



En % En kWh/an

Eclairage intérieur 43 % 102.000

Eclairage extérieur 13 % 31.000

Traitement de l’air, chauffage 11 % 27.000

Traitement de l’air, climatisation 17% 40.000

Divers 16 % 38.000

Total 238.000


CHAPITRE 3 – ANALYSE DES CONSOMMATIONS ET RAPPROCHEMENT AVEC LA REGLEMENTATION THERMIQUE (RT)

3-1- APPLICATION DE LA RT 2005 AUX SITES PILOTES Ce paragraphe a pour objet de souligner l’écart existant entre le niveau de consommation du parc commercial existant et les exigences règlementaires. La référence à la RT 2005 a été prise comme base. Les constatations devraient permettre d’une manière réaliste de fixer des objectifs dans l’évolution future de cette règlementation. L’analyse des caractéristiques des sites pilotes permet selon la RT 2005 de situer leur coefficient d’isolation thermique du bâtiment (Ubat) et leur consommation d’énergie par rapport à un site de référence (Cref).

Coefficient U des parois

Dans le tableau ci-dessous, sont présentées les valeurs des coefficients de transmission thermique U (en W/m².K) des sites pilotes : - Les valeurs dites « d’origine » sont issues de l’état des lieux. - Les valeurs dites « RT 2005 », sont les valeurs de référence de la RT 2005. - Les valeurs garde-fous sont les valeurs maximum à ne pas dépasser dans la RT 2005.

U W/m2.K

Magasin spécialisé Centre commercial Supermarché Valeurs garde- fous

origine RT2005 origine RT2005 origine RT2005

Murs extérieurs 0,9 0,36 2,63 0,36 0,34 0,36 0,45

Plancher bas 0,926 0,202 0,926 0,076 0,123 0,123 Valeurs RT2005

Plancher haut 0,55 0,27 0,61 0,27 0,26 0,27 0,34

Vitrages 5,7 2,1 5,7 2,1 0.5 2,1 2,6


Ces valeurs correspondent aux caractéristiques de parois suivantes :

Magasin spécialisé Centre commercial

Supermarché

Garde-fous

origine RT2005 origine RT2005 origine

RT2005

Murs extérieurs

90 mm laine de roche


Panneaux béton

Panneaux béton avec 80 mm de

polystyrène




Plancher bas

Pas d’isolation

Isolation périphérique verticale de

0,80 m et de R = 1,7 m2.K/W

Pas d’isolation


0,80 m et de R = 1,7 m2.K/W

Isolation périphérique

horizontale de longueur

1,20 m et de R = 1,7 m2.K/W


0,80 m et de R = 1,7 m2.K/W


0,80 m et de R = 1,7 m2.K/W

Plancher haut 90 mm laine

de roche 150 mm laine de

roche 70 mm laine

de roche 150 mm laine de

roche 160 mm laine de



roche

Vitrages Simple vitrage Double vitrage à

isolation renforcée

Simple vitrage Double vitrage à isolation renforcée

Double vitrage à isolation

renforcée

Double vitrage à isolation renforcée

Double vitrage


Les coefficients Ubat correspondants sont donnés dans le tableau suivant :

Ubat W/m².K

Magasin spécialisé Centre commercial Supermarché

Ubat origine 0.865 1.099 0.368

Ubat RT 2005 (valeur de référence)

0.335 0.357 0.36

Ubat Garde-fou 0.4 0.409 0.41

Consommation de référence Cref

La consommation de référence a été calculée pour les sites pilotes selon leur conception d’origine et selon les paramètres d’isolation répondant à la RT 2005.

Cep kWh énergie

primaire/m².an Magasin spécialisé Centre commercial Supermarché

Cep origine 211.77 184.29 137.17

Cep Référence RT2005

138.72 136.3 110.66

Cep garde-fou 161.66 179.59 143.98


Les diagrammes suivants donnent les consommations de référence exprimées en ep en faisant ressortir la décomposition des différents postes de consommation conventionnelle : auxiliaires, ventilation, éclairage, chauffage et refroidissement. Ces valeurs sont calculées selon : - les valeurs de référence de la RT - les caractéristiques d’origines Magasin spécialisé

Consommation de référence en énergie primaire


Supermarché

Consommation de référence en énergie primaire Centre commercial

Consommation de référence en énergie primaire


Les trois diagrammes précédents montrent à l’évidence que les pratiques actuelles ne sont pas conformes aux exigences de la RT 2005 et à fortiori de la future réglementation. Les différences les plus notables entre ces pratiques et les valeurs de référence sont :

- Pour le magasin spécialisé, un clos couvert pas assez isolé (Ubat trop important). - Pour le supermarché, choix du type d’émetteur, classe C au lieu de classe B pour la

référence et de ces consommations d’auxiliaires (aérothermes). - Pour le centre commercial, la prise en compte de l’éclairage joue de façon spectaculaire

sur les résultats. Dans les boutiques, les éclairages d’accentuation et d’ambiance sont confondus. Si on intègre toute la puissance d’éclairage (50W/m²) le bâtiment dépasse de 50% la Cref. A l’opposé, en négligeant complétement l’éclairage des boutiques, on constate que le bâtiment dépasse encore de 30% la Cref. Il s’avère que les pratiques actuelles sont insuffisantes sur le bâti (Ubat), sur les consommations d’auxiliaires de chauffage et de ventilation (Roof Top) et sur les consommations d’éclairage. Pour atteindre le niveau RT 2005, il est nécessaire de considérer qu’une part de la puissance d’éclairage dans les boutiques est dédiée à l’éclairage d’accentuation (répartition non opposable), qu’il faut choisir des émetteurs à faible consommation d’auxiliaires (matériel émergeant) et faire un effort sur le Ubat.

A titre d’exemple des calculs théoriques (avec parfois des produits inexistants) de sensibilité de la Cref à différents paramètres paramètres ont été effectués pour donner des pistes d’amélioration afin d’atteindre les niveaux réglementaires requis. Cependant, ces simulations n’ont de valeur que dans le cadre réglementaire actuel qui néglige des postes de consommations énergétiques très importants (froid alimentaire, éclairage d’accentuation, cuisson…). Les paramètres choisis ont été ceux de l’éclairage et du COP des installations.


Influence de l’éclairage sur la Cref

L’éclairage est un paramètre essentiel. Mais la prise en compte uniquement de l’éclairage général réduit les réels potentiels d’économie d’énergie comme le montre les diagrammes suivants :

Les puissances d’éclairage indiquées sont celles des surfaces de vente. Les puissances éclairages des autres zones sont celles d’origine telles qu’indiquées dans le descriptif des sites pilotes.


Influence du COP avec une amélioration du Ubat sur la Cref Faire varier le COP des Roof Top donne également des sensibilités relativement faibles au vue du poids des consommations de chauffage par rapport aux consommations d’auxiliaires.



3-2- RAPPROCHEMENT DES DONNEES REELLES ET DES EXIGENCES REGLEMENTAIRES Les tableaux suivants rassemblent les résultats des calculs RT 2005 effectués sur les 3 sites pilotes et les confrontent aux retours terrains cités au chapitre précèdent. A ces tableaux, on adjoint des graphiques qui mettent en évidence les distorsions ou les convergences. Il en ressort que les consommations calculées avec la RT 2005 restent des consommations de référence conventionnelles, difficiles à comparer avec les consommations réelles. Remarque : Les consommations prises en compte dans la RT 2005 ne concernent que 5 usages : - le chauffage des locaux - la climatisation - les auxiliaires - l’éclairage d’ambiance - l’eau chaude sanitaire Centre commercial : galerie marchande et hypermarché (en énergie finale, mono-

énergie)

Consommations du Centre Commercial (1) D’après les factures in situ sur tous les postes de consommation d’énergie (2) Consommations calculées pour les postes pris en compte dans la RT 2005 avec les prestations réelles d’origine et les conventions de calculs réglementaires (3) Consommations RT2005 de référence à ne pas dépasser pour être conforme à la réglementation (4) Idem (3) selon la future RT 2010

Répartition des consommations

réelles (1)

Répartition des consommations calculées avec

convention RT2005 (2)

Répartition des consommations de

référence (RT2005) (3)

Répartition des consommations niveau RT2010 (-50% RT2005) (4)

Eclairage intérieur 3 230 000 1 891 733 886 977 443 488 Traitement de l'air 3 137 000 1 834 251 1 449 862 724 931 Eclairage extérieur - - - Froid commercial 3 872 000 - - - Laboratoires et chambres froides 664 000 - - - Divers 1 286 000 - - - Sous total 6 367 000 3 725 983 2 336 839 1 168 419 Sous total 5 822 000 0 0 0 Total 12 189 000 3 725 983 2 336 839 1 168 419

Centre commercial + galerie marchande (kWh énergie finale/an)


12189MWh/

an

6367

MWh/an

2336

MWh/an

1168

MWh/an

Consommation conventionnelleniveau RT 2010 (BBC)

Consommation conventionnelle RT 2005

Consommation réelle des grandes Surfaces sur les postes RT 2005

Consommation réelle des grandes Surfaces sur tous les postes

Comparaison des consommations du Centre Commercial La première et principale distorsion entre les consommations affichées par la réglementation et les consommations réelles est évidemment les postes de consommations non pris en compte (éclairage d’accentuation et extérieur, froid alimentaire et cuisson le cas échéant), comme l’affiche le schéma précédent. La deuxième raison est probablement dans le choix des conventions d’usages (scénario d’occupation, heures/jour, jours/semaine, semaine/année, températures de consigne…) et le choix forfaitaire de certains paramètres (consommations d’auxiliaires, COP) qui n’ont pas pu être fourni précisément pour mener le calcul. La troisième raison est forcément le choix conventionnel des fichiers météos qui sont différents des données climatiques correspondant aux années de facturation des sites pilotes. En confrontant les consommations « réelles » par poste issues des ratios « terrains » avec les consommations par poste calculées dans le cadre de la RT2005, il apparait des distorsions assez importantes comme le montre le tableau précédent et le graphique qui suit.

Répartition des consommations du Centre Commercial (en énergie finale)


Sur les postes traités par la réglementation (éclairage général et chaud/froid), on observe des différences notables : -Pour des puissances d’éclairage proche 25 + 3 W/m² en réel et 25 W/m² pour le calcul RT2005 (éclairage général, car on ne tient compte que de l’éclairage d’ambiance), les consommations varient d’un facteur 2,5. -Sur le traitement de l’air (chaud et froid), on peut constater une apparente convergence. Celle-ci est trompeuse du fait que sur le site pilote, le bâtiment est seulement rafraichi (deltaT de 5°C) et les températures et les scénarii de chauffage tentent à réduire fortement ce poste de consommation. En revanche, le calcul réglementaire utilise des hypothèses plus « consommatrices » : le bâtiment est supposé refroidi (26°C) et les températures de consigne du chauffage sont plus élevées. L’explication pourrait être celle évoquée précédemment (consommations d’auxiliaires et COP). Magasin spécialisé (en énergie primaire car "bi-énergie")

Répartition des

consommations

réelles

Répartition des

consommations

calculées avec

convention RT2005

Répartition des

consommations de

référence (RT2005)

Répartition des

consommations niveau

RT2010 (-50% RT2005)

263 160 210 387 209 715 104 857

électrique 104 069 238 121 161 495 80 747

gaz 26 663 200 556 53 252 26 626

79 980 - - -

- - - -

- - - -

98 040 - - -

393 892 649 064 424 462 212 231

178 020 0 0 0

571 912 649 064 424 462 212 231

Magasin spécialisé (kWh énergie primaire/an)


Traitement de l'air


Froid commercial

Laboratoires et chambres froides

Divers

Sous total

Sous total

Total

Consommations du Magasin spécialisé

572 MWh/an

394 MWh/an

424 MWh/an

212MWh/an

Consommation conventionnelleniveau RT 2010 (BBC)

Consommation conventionnelle RT 2005

Consommation réelle des grandes Surfaces sur les postes RT 2005

Consommation réelle des grandes Surfaces sur tous les postes

Comparaison des consommations du Magasin spécialisé


Contrairement au Centre Commercial, les consommations totales réelles et les consommations issues du calcul réglementaire semblent converger. Ce n’est que pur hasard comme le montre l’examen des consommations poste par poste (voir graphique ci-dessous). L’éclairage extérieur et des consommations « diverses » sont absents du calcul réglementaire.

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

700 000

Répartition des consommations réelles

Répartition des consommations calculées avec convention RT2005

kWhep/an

Divers


Froid commercial



Traitement de l'air électrique

Traitement de l'air gaz

Répartition des consommations du Magasin spécialisé L’accord semble bon sur le poste éclairage : 20% de plus dans la réalité pour une puissance installée 30% supérieure (à cause de l’éclairage d’accentuation). Pour le traitement d’air, le calcul réglementaire donne des résultats plus élevés. Cette différence peut s’expliquer comme précédemment par des températures de consignes et des horaires moins favorables que sur le terrain. En outre, les consommations d’auxiliaires et les coefficients de performance utilisés pourraient être eux aussi moins favorables que les valeurs réelles (non fournies). Supermarché (en énergie primaire car "bi-énergie")

Répartition des

consommations

réelles

Répartition des

consommations

calculées avec

convention RT2005

Répartition des

consommations de

référence (RT2005)

Répartition des

consommations niveau

RT2010 (-50% RT2005)

868 116 275 536 278 024 139 012

électrique 109 294 81 767 40 884

gaz 280 000 250 129 152 461 76 230

347 173 - 0

1 866 467 - 0

260 472 - 0

347 173 - 0

1 148 116 634 959 512 252 256 126

2 821 284 0 0 0

3 969 400 634 959 512 252 256 126

Supermarché (kWh énergie primaire/an)


Sous total

Total

Traitement de l'air


Froid commercial


Divers

Sous total

Consommations du Supermarché


Comparaison des consommations du Supermarché

On retrouve les mêmes observations que pour le Centre Commercial. On observe à nouveau une distorsion évidente due à la non prise en compte de certains postes (éclairage extérieur, froid alimentaire…).

Répartition des consommations du Supermarché


3-3- HYPOTHESES REGLEMENTATION RT 2010/2015

Les paramètres pris en compte dans le calcul réglementaire sont calés de façon précise pour le secteur résidentiel et les bâtiments tertiaires classiques (bureaux, enseignement…). Les bâtiments commerciaux s’apparentent plus à des bâtiments industriels ou des bâtiments de stockage, par ailleurs les utilisations de ces bâtiments sont très variables selon les segments. Le tableau suivant résume les conventions d’usage utilisées pour le calcul des consommations d’énergie selon la RT 2005.

Zones Période d’occupation (chaud/froid/éclairage

/ventilation)

T° chauffage /climatisation Apports internes

Occupation Inoccupation <48h

Inoccupation > 48h

Chaleur W/m²

Humidité kg/h.m²

Bureaux 8h – 18h Lundi - vendredi

19°C/26°C 16°C 7°C 14 0,006

Commerces 8h – 18h Lundi - vendredi

19°C/26°C 16°C 7°C 14 0,006

Restauration >2repas/jour

8h – 18h Lundi - vendredi

19°C/26°C 16°C 7°C 14 0,006

Stockage 8h – 18h Lundi - vendredi

15°C 7°C 7°C 2 0,002

Il ressort de ce tableau que pour le secteur Commerce les paramètres actuels du moteur de calcul du CSTB pour la RT ne sont pas réalistes par rapport aux habitudes. En conséquence la Cref calculée risque d’être loin de la réalité. Il parait essentiel notamment dans le cadre de la future réglementation de proposer des nouvelles hypothèses conventionnelles d’occupation et d’usage. Cette prise en compte d’hypothèses conventionnelles plus proches de la réalité est importante puisque dans le projet de règlementation RT 2012 le coefficient de référence calculé à partir des détails du bâtiment pourrait être supprimé et remplacé par une valeur absolue. L’objectif global de consommation serait fixé à partir d’un certain nombre de points dont certains sont indépendants de la performance du bâtiment et de ses équipements, notamment le mode d’utilisation des locaux. Les hypothèses prises en compte pour les calculs doivent être soigneusement définies.


PERIFEM propose les conventions d’utilisation suivantes pour le calcul réglementaire :

Occupation Taux d’occupation T° chauffage/Clim. Apports internes éclairage

Apports internes matériel de vente (1)

SM/HM/GM Magasin

spécialisé HM SM

Mg spéc.

Présence du public 6 j/s

9h-21h 1 personne pour

6 m2 de SV

1 personne pour 25 m2 de

SV

19°C/26°C avec un écart de

5°C/Température ext. 15 W/ m2 110kW 50 kW 30 kW

Présence du personnel

6 j/s 6h-22h

1 personne pour 60 m2 de SV

1 personne pour 100 m2 de

SV

19°C/26°C avec un écart de

5°C/Température ext. 7 W/ m2

Inoccupation

7 j/s 22h-6h

1 j/s 6h-22h

Hors gel

(1) Matériel de vente : rayon luminaire, télévision : forfait 30kW appareils de cuisson : forfait 40kW postes d’encaissement : 1kW par poste d’encaissement


3-4- NOTE INFORMATIVE SUR LA REGLEMENTATION THERMIQUE DANS L’EXISTANT Suivant le montant des travaux de rénovation thermique prévu, on appliquera l’une ou l’autre des réglementions décrites ci-dessous. Ce montant est calculé de manière forfaitaire comme précisé par la suite.

Réglementation par élément dans les bâtiments existants Depuis le 1er Novembre 2007, dès que des travaux sont réalisés pour le remplacement ou la mise en œuvre d’isolation ou de systèmes (chauffage, eau chaude sanitaire, ventilation, rafraichissement, éclairage), ils doivent respecter des performances minimales. Par exemple, si les murs vont être isolés R≥2,3 W/m².K (8 cm polystyrène ou laine minérale). Attention, ces performances minimales ne représentent pas l’optimum des prestations pour des réhabilitations performantes, ce n’est qu’un minima réglementaire à respecter. Réglementation globale dans les bâtiments existants Les bâtiments de plus de 1000 m² construits après 1948, lors de travaux de réhabilitation importants (coût des travaux thermiques > 25% de la valeur du bâtiment, fixée à 1100€ HT/m² SHON pour les bâtiments à usage autre que d’habitation) et pour lesquels le permis de construire ou de travaux a été déposé après le 1er Avril 2008, devront respecter la réglementation globale. Les exigences suivantes devront être respectées en matière de performance énergétique et de confort d’été :

- Cep* projet (après rénovation) ≤ Cep* référence proche du niveau RT2005, - Tic projet ≤ Tic référence pour les bâtiments de catégorie CE1.

A ces deux conditions s’ajoute pour les bâtiments tertiaires : - Cep* projet ≤ Cep* initial -30% sauf si changement d’usage ou bâtiment non utilisé avant

rénovation.

*Cep en kWh ep/m² SHON.an, tout usage confondu : chauffage, ECS, climatisation, éclairage, auxiliaires.


Label « haute performance énergétique rénovation » Un arrêté du 29 septembre 2009 définit le contenu et les conditions d’attribution du label « haute performance énergétique rénovation » aux bâtiments achevés après le 1ier janvier 1948. Pour les bâtiments à usage autre que d’habitation, ce label correspond aux performances minimales suivantes :

- La consommation conventionnelle d’énergie primaire du bâtiment pour le chauffage, le refroidissement, la production d’eau chaude sanitaire, l’éclairage et les auxiliaires de chauffage, de refroidissement, d’eau chaude sanitaire et de ventilation, telle que définie à l’article 9 de l’arrêté du 13 juin 2008, est inférieure ou égale de 40% à la consommation conventionnelle de référence.

- -La température intérieure conventionnelle atteinte en été du bâtiment respecte les exigences de l’article 12 de l’arrêté du 13 juin 2008.


CHAPITRE 4 - SYSTEMES CONSTRUCTIFS Le chapitre précédent a permis de mettre en évidence les difficultés rencontrées pour réaliser des sites commerciaux conformes à la réglementation thermique. Le niveau de consommation d’un site dépend tout d’abord de sa qualité de construction. Aucun équipement technique, quelque soit son niveau de performance, ne pourra rendre un bâtiment efficace énergétiquement si son enveloppe ne prend pas en compte un certain nombre de critères. Ces critères sont les suivants :

4-1- INERTIE THERMIQUE Le traitement de l’air d’un site commercial est un des 3 postes importants de consommation énergétique. Il y a donc intérêt :

- en hiver à stocker dans les éléments de structure, l’énergie correspondant aux apports internes pour maintenir une certaine température pendant les périodes de non occupation.

- en été de bénéficier des apports externes en accumulant les frigories pendant la nuit par l’utilisation de l’air extérieur (free-cooling.).

- Ceci demande que les parois du bâtiment possèdent une certaine inertie thermique. Par exemple pour le Supermarché pilote, des parois extérieures réalisées en panneaux béton sandwich de 7 cm pour la peau externe et 5 cm pour la peau interne, représentent une capacité calorifique de stockage de 120 kWh par °C de variation de température. En outre cette inertie thermique aura un effet favorable sur la température de confort d’été. Le confort thermique d’été d’un bâtiment dépend de la capacité thermique de ses parois, de leur temps de refroidissement, de l’amortissement thermique et du déphasage au travers de ses parois d’une onde de chaleur. A l’idéal ce déphasage doit être entre 11h30 et 13h30. A l’heure actuelle le potentiel d’inertie thermique d’un bâtiment est peu pris en compte et les outils de simulation correspondants sont peu performants.

4-2- ISOLATION DES PAROIS L’isolation des parois est un facteur important pour l’obtention de valeurs Ubat et Cref satisfaisantes. L’analyse des sites pilotes montrent les valeurs de la RT 2005 ne sont pas atteintes, sauf pour le supermarché. La courbe suivante (source Rockwool) montre la relation entre des valeurs U des parois et le Ubat et la Cep. Le bâtiment pris comme exemple a les caractéristiques suivantes : -bâtiment à usage de commerce climatisé, en zone H1 -surface 1 600 m2, hauteur 6 ml -parois extérieures en bardage métallique double peau -sol : dallage sur terre plein


Pour la zone climatique H1, pour atteindre des valeurs de U inférieures à celles de le RT20005, les épaisseurs suivantes d’isolation de parois sont proposées en premier abord pour les 2 possibilités de construction : métal et béton (sources Isover et Rockwool). Elles correspondent aux possibilités offertes par le marché. Nota : Ces valeurs ne sont données qu’à titre indicatif pour un avant projet et ne dispensent pas au niveau projet du calcul du coefficient U de chaque paroi.


SOLUTION LAINE DE ROCHE U W/m2.k

SOLUTION LAINE DE VERRE

U W/m2.k

Toiture Bac acier +

isolation laine de roche 120 mm +

Etanchéité

0.34

Bac acier +


Etanchéité

0.27

Bac acier +


Etanchéité

Bac acier +

isolation laine de verre 160 mm

+ étanchéité

0.24

Bac acier +


Etanchéité

0.23 Bac acier +

isolation laine de verre

175 mm +

étanchéité

0.23

Bac acier +


Étanchéité

0.21 Bac acier +

isolation laine de verre 175 mm

+ fixation à rupture

thermique +

étanchéité

0.21

Murs périphériques

Bardage métallique double peau, plateaux intérieurs 500mm

+ isolation laine de roche 130 mm

0.36

Bardage métallique double peau, plateaux intérieurs 500mm

+ isolation laine de roche 150 mm

0.31 Bardage métallique double peau,

plateaux intérieurs 500mm

+ isolation laine de

verre 130 mm

0.31

Panneau béton double peau +

180 mm polyuréthane/polystyrène

0.24

Vitrages Double vitrage à isolation renforcée 4- 14- 4

1

Dallage Isolation verticale des longrines, hauteur 1 ml, épaisseur 130 mm

0.2 à 0 ,1

Exemples :


-Panneau préfabriqué ayant un U de 0.24 W/m2. °C (Source EUROBETON)

-Paroi verticale métallique double peau (Source ISOVER)


-Toiture (Source ISOVER)

Par contre si l'on n'y prend soin, les efforts portant sur l'isolation et l’étanchéité de l'enveloppe des bâtiments peuvent altérer le confort d'été en bloquant la chaleur à l'intérieur du bâtiment. En conséquence, il est recommandé en saison chaude d'en extraire l'air mécaniquement en partie haute et de laisser pénétrer l'air par des ouvertures basses facilement occultables et isolées en hiver. Nota : La mise en œuvre d’isolant en toiture en une couche pour une épaisseur de 15 à 18 cm, ou en deux couches pour une épaisseur maximum de 26 cm bénéficie d’avis techniques. Par contre en vertical des avis techniques existent pour des épaisseurs de 12 à 14 cm. Des démarches sont en cours pour des isolations de parois de 16 cm.

4-3- PONTS THERMIQUES Les ponts thermiques sont des ponts à jonction où l'isolation n'est pas continue (poteau, porte, vêture). Les ponts thermiques principaux sont à la jonction des façades et du plan de toiture, ainsi qu'à celle de la longrine du soubassement et du dallage. Les schémas suivants indiquent des propositions de traitement de ces ponts thermiques.


Toiture – Façade

- Bâtiment à ossature métallique

- Bâtiment à ossature béton

Dalle - Longrine

En général pour être conforme au DTU, il sera préféré d’isoler la longrine en vertical sur 0.80 à 1m de profondeur avec un isolant de 130mm d’épaisseur.


4-4- OUVERTURES Les types d’ouverture ayant l’impact le plus important sur le bilan énergétique d’un site sont les suivants : -Les lanterneaux de désenfumage : Les ERP sont soumis à la réglementation sur le désenfumage et doivent donc disposer d’exutoires en façade ou en toiture dont la surface totale est environ de 1,5 % de la surface au sol. Un soin particulier sera apporté au aux caractéristiques thermiques de ces exutoires. Un exutoire dont la conception n’est pas optimisée peut avoir un coefficient U > 2 W/m2.°C. Il existe sur le marché des lanterneaux sans rupture de ponts thermiques, munis de capots double peau en polycarbonate ou en verre et de costières isolées dont le coefficient U peut atteindre 1,2 W/m2.°C. -Les issues : Les issues de secours réalisées en général en métal seront isolées et du type double peau. Les portes d’entrée recevront un double vitrage. -Les vitrines, verrières et baies : Les parties vitrées peuvent représenter une surface importante des parois verticales et horizontales, notamment dans le cas d’éclairage zénithal des locaux. Le choix du vitrage sera fait en fonction de son influence sur la consommation de référence. Dans la plus part des cas un double vitrage peu émissif ou à isolation renforcée sera utilisé (1 < U < 1,8). Le tableau ci-après donne des valeurs de coefficient U pour divers types de vitrage :

U W/m2.°C. Simple vitrage 5,7 Double vitrage standard 4-6-4 3,4 Double vitrage peu émissif 4-14-4 1,8 Double vitrage à isolation renforcée (VIR) à gaz 4-14-4

1

Triple vitrage à gaz 4-12-4-12-4 0,5

4-5- ETANCHEITE ET MAITRISE DES MOUVEMENTS D’AIR Les circulations d’air parasites sont causes de surconsommation d’énergie. Elles peuvent avoir comme origine la nature des parois, la conception des accès et des extractions d’air. - Etanchéité des parois à l’air. Dans le cas de bâtiments réalisés en bardage double peau l’étanchéité des parois à l’air est pratiquement impossible à assurer à 100 % du fait des dilatations des matériaux constituant les façades. La principale précaution à prendre est l’étanchéité au niveau des jonctions des parois verticales avec la couverture et le dallage. Celle-ci peut être convenablement assurée si les précautions citées plus haut dans le traitement des ponts thermiques sont prises.


Dans le cas de bâtiment en béton, l’étanchéité du bâtiment à l’air est plus facilement réalisable. Le schéma suivant montre comment peut être assurée l’étanchéité entre les panneaux en partie courante (Source Eurobéton).

-Suppression des mouvements d’air incontrôlés par les accès. Si aucune précaution n’est prise lorsque les portes d'entrée, déclenchées de manière aléatoire par les clients, s'ouvrent au même moment que les portes des réserves, les volumes d'air qui s'engouffrent dans le bâtiment sont très importants. Ils provoquent un inconfort important (notamment aux postes d’encaissement) et sollicitent le chauffage en permanence. Ces mouvements d’air non contrôlés peuvent représenter jusqu’à 30% des besoins thermiques du bâtiment.

-Accès réserves Un système simple et efficace serait de considérer les réserves comme un sas thermique. Le quai de livraison peut être équipé d’une zone tampon, éventuellement réfrigérée pour le quai destiné aux produits frais. Les accès des réserves à la surface de vente seront munis de portes à sectionnement rapide. Si il y a impossibilité de réaliser un sas pour le quai de livraison, un dispositif électronique permettra d’éviter de mettre en communication directe les portes de la cour de livraison et les portes d’accès à la surfaces de vente, donc à empêcher l'ouverture simultanée des portes lève vite donnant sur la surface de vente et celles donnant sur la cour de livraison.


-Accès clients En 2003 une étude des sas entrées clients a été faite par PERIFEM et l’ADEME. Cette étude montre que dans le bilan des flux d’air, les entrées d’air non contrôlées par ces accès représentent plus de 50% des infiltrations et les sorties d’air plus de 25%. Des préconisations sur les points suivants ont été faites pour la conception des sas : - profondeur : un sas commence à être efficace pour une profondeur de 7 à 10 ml. - forme du sas : une forme divergente vers l’intérieur des locaux permet de diminuer la pression de l’air du coté entrée intérieure (améliorant ainsi l’efficacité des rideaux d’air) et des ouïes permettent par un effet venturi de rejeter vers l’extérieur une partie de l’air infiltré. - protection par des écrans et orientation des portes extérieures par rapport aux vents dominants - dimensionnement et préconisations de choix et d’installation des rideaux d’air. - rayons de détection des portes à ouvertures automatiques. En cas d’impossibilité de mettre un sas, il peut être prévu une porte tambour. -Extractions Certaines activités d’un site commercial nécessitent des extractions d’air, par exemple la boulangerie ou le rayon traiteur. Il est courant que l’air extrait dans ces zones soit pris sur la surface de vente, créant de ce fait des entrées d’air incontrôlées et non traitées. A ces extractions doivent correspondre des entrées d’air neuf spécifiques.

4-6- PROTECTION SOLAIRE Le rayonnement solaire influe sur le bilan thermique d’un site soit en mode chauffage soit en mode rafraîchissement. Pour en limiter l’incidence plusieurs dispositions peuvent être prises en compte : - L’orientation d’un bâtiment : celle-ci est souvent dictée par les exigences commerciales telles que la visibilité, la position des accès… Elle est difficilement maîtrisable. -La forme du bâtiment : celle-ci a une incidence sur le bilan énergétique. Une forme compacte réduisant les surfaces périmétriques est préférable (surtout compte tenu de la future règlementation). - La protection des façades vitrées : des écrans type pare-soleil ou des auvents éviteront le rayonnement solaire au travers des baies orientées sud/sud-ouest. - La couleur des façades ; les couleurs claires seront privilégiées. -La nature de la couverture : un film réfléchissant réduira les apports par le toit. - L’orientation des éclairages zénithaux : les verrières seront orientées de préférence vers le nord, leur face sud pouvant ainsi servir de support de panneaux photovoltaïques.


CHAPITRE 5 - ECLAIRAGE Une installation d’éclairage de magasin doit remplir deux fonctions: - assurer l’éclairage d’ambiance - assurer l’éclairage d’accentuation pour la mise en valeur des produits. En général ces deux fonctions sont traitées séparément. Deux scénarios sont envisagés : -scénario 1 : les deux fonctions sont traitées séparément. L’éclairage général d’ambiance est prédominant (comme actuellement). -scénario 2 : éclairage dédié. Prise en compte de l’interaction entre l’éclairage d’ambiance et l’éclairage d’accentuation Ce scénario traitera non seulement de la performance des sources lumineuses mais aussi de leur emplacement. Le rapprochement des sources lumineuses des produits à éclairer augmente le rendement de l’installation. Le scénario 1 est le plus utilisé actuellement en France. Le scénario 2 se rencontre couramment dans les pays du nord de l’Europe. Dans chaque cas les conséquences sur la puissance installée et la consommation d’énergie sera évaluée pour les sites pilotes.

5-1- HYPERMARCHE : 5-1-1 - Surface de vente Les deux scénarios sont simulés :

Scénario 1

Eclairage d’ambiance

L’éclairage d’ambiance est classiquement réalisé par une nappe de luminaires équipés de tubes fluorescents. En vue de diminuer la puissance électrique de l’éclairage d’ambiance il est proposé de fixer un niveau d’éclairage à 800 lux (après dépréciation) à 0,80 mètre du sol et de disposer les rampes d’éclairage perpendiculairement aux gondoles et en général parallèlement à la ligne de caisses. La hauteur des gondoles étant prise à 2,20 ml, la hauteur de la nappe d’éclairage pour gagner de l’intensité lumineuse sera de 3,50/3,80 ml par rapport au sol. L’écartement des rampes lumineuses sera de 3,50/4,00 ml. Les luminaires seront équipés de tubes T5, 1 x 80W (85 W avec ballasts électroniques) ou 2 x 35 W (78 W avec ballasts électroniques) de 1,50 ml de long. Pour avoir une bonne uniformité de l’éclairage les luminaires seront équipés de réflecteurs extensifs en aluminium poli de rendement supérieur à 85% avec une courbe photométrique telle que les faisceaux lumineux se recroisent à 2,50 ml du sol. Puissance installée : 16 W/m2 de surface de vente.


Implantation des luminaires : exemple pour le secteur marchandises générales :

Implantation des luminaires : exemple pour le secteur alimentaire :


Consommation annuelle : En vue d’optimiser les consommations il est indispensable de mettre en place :

-un équipement de gestion de l’éclairage. -un éclairage zénithal permettant des apports de lumière extérieure. En prenant un éclairage zénithal égal à 5% de la surface au sol, la gradation de l’éclairage par zones (rendu possible par les ballasts numériques) permettra de réduire la consommation d’un facteur de 0,7.

Puissance installée

Nombre d’heures annuelles de

fonctionnement

Coeff. graduation (Eclairage zénithal)

Consommation annuelle totale

(SV : 18 000 m2)

Présence du public

16 W/m2 SV 3.744 h/an (12h/j,6j/s,52s/an)

0,7 756 000 kWh

Chargement (1/2 puissance)

8 W/m2 SV 1.872 h/an (6 h/j, 6j/s,52s/an)

1 (pas d’éclairage zénithal)

270 000 kWh

Fermeture 0 W/m2 1.872 h/an (6 h/j, 6j/s,52s/an)

Total 1.026 000 kWh

Eclairage d’accentuation -Secteur Marchandises Générales et Produits de Grande Consommation L’éclairage d’accentuation peut être réalisé au moyen de luminaires équipés de 2 lampes à iodure céramique de 35 W, 42 W avec ballast (3 500 lumens) placés à 2,80 ml de haut. Cet éclairage d’accentuation correspond essentiellement à l’éclairage des têtes de gondole. Le nombre de rayons ayant un éclairage d’accentuation sera réduit. Par exemple cet éclairage sera supprimé au rayon parfumerie. Pour le site pilote on peut estimer le nombre de points d’éclairage nécessaires à environ 400 pour une surface de vente de 12.500 m2 (hors produits frais). Puissance installée : 2,70 W/m2 de surface de vente. Consommation annuelle :

Puissance installée Nombre d’heures annuelles de

fonctionnement

Consommation annuelle

(SV : 12 500 m2)

Présence du public 2,70 W/m2 SV 3.744 h/an (12h/j,6j/s,52s/an)

126.000 kWh


-Secteur Produits Frais L’éclairage d’accentuation n’est pris en compte que pour le secteur des meubles de vente autres que les meubles verticaux. Les MFV verticaux LS positifs et négatifs ont leur propre éclairage intégré, avec par exemple des LED si celui-ci est intérieur au meuble ou avec des tubes fluorescents en fronton s’il est extérieur. La consommation des ces équipements est alors pris en compte dans la consommation du meuble au niveau du DEC. Pour les autres meubles l’éclairage d’accentuation peut être réalisé pour les MFV produits frais au moyen de luminaires équipés de 2 lampes à iodure céramique de 35 W (42 W avec ballast) placés à 2,50 ml de haut et espacés de 1,20 ml et pour le rayon boulangerie par des luminaires équipés de lampes sodium « blanc » de 100W. L’intensité de l’éclairage d’accentuation sera d’environ 1.200 lux. Pour le site pilote on peut estimer le nombre de points d’éclairage nécessaires à environ 200 pour une surface de vente de 5.500 m2. L’éclairage d’accentuation ne fonctionne que pendant la présence du public. Puissance installée : 3 W/m2 de surface de vente. Consommation annuelle :



fonctionnement


(SV 5 500 m2)

Présence du public 3 W/m2 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

61.800 kWh

Résumé la consommation globale annuelle dans ce scénario est de :


1.026 000 kWh

Eclairage d’accentuation

-Secteur Marchandises Générales et Produits de Grande Consommation

126.000 kWh

-Secteur Produits Frais

61.800 kWh

Total 1 213 800 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage de la surface vente par m2 de surface de vente : 67 kWh

Scénario 2

Eclairage dédié Le scénario n° 2 dans lequel il y a interaction entre l’éclairage d’ambiance et l’éclairage d’accentuation a été étudié pour la sur face de vente de l’hypermarché. L’implantation des sources lumineuses de la surface de vente est faite en fonction du mobilier de vente et des circulations. Les sources d’éclairage sont situées à 3,50 m du sol. Le nombre de types de luminaires est de 6 avec 3 types de source (tubes fluorescents, lampes SHP et IM) .L’intensité d’éclairage est d’environ 800/900 lux.


Le matériel proposé est le suivant : -des lignes de luminaires symétriques équipés de : . 2x2 tubes 35 W T5 (soit pour le site pilote 771 luminaires). . 2 tubes 35 W T5 (soit pour le site pilote 80 luminaires). -des lignes de luminaires asymétriques équipés de : .2x2 tubes 35 W T5 (soit pour le site pilote 108 luminaires). .2 tubes 35 W T5 (soit pour le site pilote 8 luminaires). -des luminaires extensifs équipés de 2 tubes 35 W T5 (soit pour le site pilote 246 luminaires). -des luminaires intensifs équipés de tubes 35 W T5 (soit pour le site pilote 23 luminaires). -de réflecteurs équipés de lampes SHP 100 W (soit pour le site pilote 9 luminaires). IM 35 W (soit pour le site pilote 17 luminaires). -de réflecteurs intensifs équipés de lampes IM 35 W (soit pour le site pilote 335 luminaires) Puissance installée: 11 W/m2 de surface de vente. Consommation globale annuelle :



fonctionnement


Consommation annuelle totale

(SV ; 18 000 m2)

Présence du public 11 W/m2 SV 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s,52s/an)

0,7 519 000 kWh


8 W/m2 SV 1.872 h/an (6 h/j, 6j/s, 52 s/an)


270 000 kWh

Fermeture 0 W/m2 1.872 h/an (6 h/j, 6j/s, 52 s/an)

Total 789 000 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage de la surface de vente par m2 de surface de vente : 44 kWh

5-1-2- Ligne de caisses Le site pilote pour 18.000 m2 de surface de vente comporte 86 postes d’encaissement. Ces postes sont éclairés par des éléments individuels suspendus constitués de luminaires avec réflecteur, grille de défilement et tube T5 1 x 80W (85 W avec ballasts électroniques). Pour le site pilote on peut estimer le nombre de points d’éclairage nécessaires à environ 100. Puissance installée : 9 kW soit 0,5 W/m2 de surface de vente. Consommation annuelle :



fonctionnement


Présence du public 9 kW 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

34.000 kWh


5-1-3- Réserves La surface des réserves représente en moyenne 30% de la surface de vente, soit 5.400 m2 avec en moyenne moitié dédiée à la réception et moitié dédiée au stockage. L’éclairage peut être réalisé par des réflecteurs industriels pour tubes T5, 2x80w avec ballast électronique à préchauffage et réflecteur aluminium martelé ou satiné, rendement > 80%. L’intensité d’éclairage est de 300 lux dans la zone de réception et de 200 lux dans la zone de stockage. Puissance installée : Zone réception (50% de la surface) : 6W/m2. Zone rayonnage (50% de la surface) : 3 W /m2. Soit une moyenne de 4,5 W/m2 de surface de réserve. Consommation annuelle : En prenant un éclairage zénithal égal à 5% de la surface au sol, la gradation de l’éclairage (rendu possible par les ballasts numériques) et une gestion distincte des commandes des zones réception et stockage permet de réduire la consommation d’un facteur de 0,8.

Surface des réserves

Puissance Nombre d’heures annuelles de

fonctionnement

Coeff. de gradation


(S. réserves 5 400 m2)

5 400 m2 4,5 W/m2 5616 h/an (18jh/j, 6 j/s, 52 s/an)

0,8 110 000 kWh

5-1-4- Ateliers chambres froides Les ateliers de préparation et de conditionnement des denrées alimentaires ont un éclairage dont l’intensité est de 500 lux. Les chambres froides de stockage ont un éclairage dont l’intensité est de 100 lux. Puissance installée : ateliers de préparation et de conditionnement : 12 W/m2 d’ateliers chambres froides de stockage : 4 W/m2 de chambres Consommation annuelle : La surface des chambres froides et des ateliers de préparation pour le site pilote est de : 1500 m2 se répartissant pour 50%en ateliers et 50%en CF. Ces locaux doivent être équipés d’un système de gestion de l’éclairage (interrupteur horaire, détecteur de présence…). Le coefficient correcteur sera de 0,7 pour les ateliers et 0,3 pour les chambres froides. L’amplitude des temps d’éclairage peut être estimée à 12h/j.


Surface Puissance installée par m2


fonctionnement

Coefficient correcteur

de détection de présence

Consommation annuelle éclairage

Ateliers 750 m2 12 W/m2 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

0,7 23 700 kWh

Chambres froides

750 m2 4 W/m2 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

0,3 3 300 kWh

Total 27 000 kWh

5-1-5- Bureaux, Locaux sociaux Les bureaux et locaux sociaux ont un éclairage dont l’intensité moyenne est de 400/500 lux. Puissance moyenne installée de 8 W/m2 : locaux sociaux : 9 W/m2 bureaux : 7 W/m2 (éclairage des postes de travail par des lampadaires avec détecteur de présence) Consommation annuelle : La surface des locaux propres à l’hypermarché est de 1100 m2. Ces locaux doivent être équipés d’un système de gestion de l’éclairage (interrupteur horaire, détecteur de présence…). Le coefficient correcteur sera de 0,5.

Surface Bureaux Locaux sociaux

Puissance installée par m2


fonctionnement

Coefficient de gradation :

détecteur de présence et

éclairage naturel


1100 m2 8 W/m2 2808 h (9h/jx6j/sx52s/an)

0,5 124 000 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage des zones autres que la surface de vente par m2 de surface de vente : 16 kWh

5-2- GALERIE MARCHANDE : 5-2-1- Mail L’éclairage d’un mail de galerie marchande est conçu dans un but d’ambiance et de décoration pour mettre en valeur les vitrines de magasins. Il est donc difficile de déterminer un niveau type d’éclairage. Pour l’étude il sera donc repris le nombre de points lumineux du site pilote. L’éclairage est habituellement réalisé en combinant l’éclairage naturel et l’éclairage artificiel. La part d’éclairage naturel est importante. Elle peut atteindre 40% de la surface à éclairer. Si cet état de fait n’influe pas sur la puissance d’éclairage à installer, les conséquences sont importantes pour la consommation d’énergie. D’où l’importance d’utiliser un système de régulation de l’intensité lumineuse en fonction de l’apport de lumière naturelle.


Eclairage d’ambiance Il peut être réalisé au moyen de gorges lumineuses dans les plafonds équipées de tubes T5 1x35 w (39w avec ballast) avec gradation possible de l’intensité lumineuse de 10% à 100%. Pour un éclairage d’ambiance de 400 Lux, le nombre de luminaires nécessaires pour le site pilote est d’environ 620. Eclairage d’accentuation Il peut être réalisé au moyen de luminaires équipés de 2 lampes à iodure métallique de 35 W (42 W avec ballast), de lampes fluo compactes 27 W (33 W avec ballast) et au niveau des accès de luminaires équipés de lampes à iodure de145 W. Puissance installée : 10 W/m2 de mail. Consommation annuelle : En prenant un éclairage zénithal égal à 30/40 % de la surface au sol, la gradation de l’éclairage (rendue possible par les ballasts numériques) permettra de réduire la consommation d’un facteur de 0,7 pendant la période d’ouverture au public. La gestion de l’éclairage permettra de réduire la puissance installée à 5W/m2 pendant les périodes de nettoyage (gorges lumineuses) et 2 W/m2 pendant les périodes de fermeture (un éclairage minimum pendant cette période sera maintenue pour des raisons de sécurité).

Surface du mail



fonctionnement



Ouverture au public

5 571 m2 10 W/m2 4.368 h/an (14h/j 6j/s 52s/an)

0.7 170 000 kWh

Nettoyage 5 571 m2 5 W/m2 1248 h/an (4h/j 6j/s 52s/an)

1 (pas

d’éclairage Zénithal)

35 000 kWh

Fermeture 5 571 m2 2 W/m2 3.144 h/an (6h/j 7j/s 52s/an)

1 (pas

d’éclairage Zénithal)

35 000 kWh

Total 240 000 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage du Mail par m2 de Mail : 43 kWh


5-2-2- Bureaux La surface des locaux propres à la galerie marchande est de 761 m2. La puissance installée est d’environ 9 W/m2 dans les locaux sociaux et de 7 W/m2 dans les bureaux (éclairage des postes de travail par des lampadaires avec détecteur de présence). Puissance installée : 8 W/m2 Consommation annuelle : L’utilisation de l’éclairage naturel et de détecteurs de présence permet de calculer la consommation avec un coefficient de gradation de 0.5.

Surface des

bureaux


Nombre d’heures

annuelles de fonctionnement

Coefficient de

gradation : détecteur de présence et

éclairage naturel

Consommation annuelle kWh


761 m2 8 W/m2 2808 h (9h/jx6j/sx52s/an)

0.5 9 000 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage des zones autres que le Mail par m2 de Mail : 2 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage des parties communes par m2 de Mail : 45 kWh.

5-3- ECLAIRAGE SUPERMARCHE ALIMENTAIRE 5-3-1- Surface de vente

Scénario 1


-Secteur Produits de Grande Consommation Ce secteur représente 50% de la surface de vente (1 250 m2 pour le site pilote). Son éclairage d’ambiance sera réalisé comme pour l’hypermarché. L’éclairage d’ambiance sera réalisé par une nappe de luminaires équipés de tubes fluorescents. Les tableaux suivants indiquent la puissance installée au m2 et la consommation prévisionnelle annuelle. (Les hypothèses de temps de fonctionnement sont identiques à celles prises pour l’hypermarché). Puissance installée : 16 W/m2


Implantation de luminaires exemple en supermarché

Consommation annuelle :



fonctionnement


Consommation annuelle totale (SV 1 250 m2)

Présence du public

16 W/m2 3.144 h/an (6h/j, 7j/s, 52s/an)

0,7 53 000 kWh

Chargement 8 W/m2 1.872 h/an (6 h/j,6j/s,52s/an)


26 000 kWh

Fermeture 0 W/m2 1.872 h/an (6 h/j,6j/s,52s/an)

Total 79 000 kWh

-Secteur Marché et produits frais Ce secteur représente 50% de la surface de vente (1 250 m2 pour le site pilote). L’éclairage d’ambiance sera conçu de manière identique à celui du secteur PGC. Les rampes lumineuses seront en prolongement dans ce secteur à celles au dessus des PGC mais seront équipées de 1 tube T de 35 W (39 W avec ballast) pour tenir compte de l’éclairage des MFV.


Puissance installée : 8 W/m2. Consommation annuelle :



fonctionnement



Présence du public

8 W/m2 3.744 h/an (9h/jx6j/sx52s/an)

0,7 26 000 kWh

Chargement 8 W/m2 1.872 h/an (6 h/j x6j/sx52s/an)


19 000 kWh

Fermeture 0 W/m2 1.872 h/an (6 h/j x6j/sx52s/an)

Total 45 000 kWh

Eclairage d’accentuation -Secteur Produits de Grande Consommation. L’éclairage d’accentuation de cette zone sera considérés comme négligeable. -Secteur Marché Comme pour l’hypermarché, l’éclairage d’accentuation n’est pris en compte que pour le secteur des meubles de vente autres que les meubles verticaux. La conception de cet éclairage est identique. Pour le site pilote on peut estimer le nombre de points d’éclairage nécessaires à environ 90 pour une surface de vente de 1 250 m2. L’éclairage d’accentuation ne fonctionne que pendant la présence du public. Puissance installée ramenée à la SV Marché Produits frais : 3 W /m2 de surface de vente. Consommation annuelle :



fonctionnement


Présence du public 3 W/m2 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

14 000 kWh


En résumé la consommation globale annuelle dans ce scénario est de :


Produits de Grande Consommation

79 000 kWh


Marché Produits Frais

45 000 kWh

Eclairage d’accentuation

Marché Produits Frais

14 000 kWh

Total 138 000 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage de la surface de vente par m2 de surface de vente : 55 kWh.

Scénario 2

L’étude de l’éclairage du site pilote selon ce scénario et avec le même type d’appareillage que pour l’hypermarché montre que la puissance installée reste à 16 W/m2. 5-3-2- Réserves La surface des réserves PGC épicerie représente en moyenne 20% de la surface de vente, soit 520 m2 avec en moyenne moitié dédiée à la réception et moitié dédiée au stockage. L’éclairage sera réalisé comme pour l’hypermarché. Puissance installée : 4,5 W/m2 de surface de réserve. Consommation annuelle :

Surface des

réserves

Puissance installée/ m2 de

réserve


fonctionnement

Coeff. graduation (Eclairage zénithal et gestion)


520 m2 4.5 W/m2 5616 h/an (18h/j,6j/s,52s/an)

0.8 11.000 kWh


5-3-3-Ateliers chambres froides La surface des chambres froides et des ateliers de préparation pour le site pilote est de : 660 m2 se répartissant pour 50%en ateliers et 50%en CF. Puissance installée : ateliers de préparation et de conditionnement : 12 W/m2 d’ateliers. chambres froides de stockage : 4 W/m2 de chambres. Consommation annuelle :

Surface Puissance installée par m2


fonctionnement

Coefficient correcteur de détection de

présence


Ateliers 330 m2 12 W/m2 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

0,7 10 400 kWh

Chambres froides

330 m2 4 W/m2 3.744 h/an (12 h/j, 6j/s, 52 s/an)

0,3 1 500 kWh

Total 660 m2 11 900 kWh

5-3-4- Bureaux, Locaux sociaux La surface des locaux propres au supermarché est de 450 m2. Puissance installée : locaux sociaux : 9 W/m2. bureaux : 7 W/m2 (éclairage des postes de travail par des lampadaires avec détecteur de présence). Soit une moyenne de 8 W/m2. Consommation annuelle :

Surface Bureaux Locaux sociaux



fonctionnement



éclairage naturel

Consommation annuelle éclairage (S At/CF 1 500 m2)

450 m2 8 W/m2 2808 h (9h/jx6j/sx52s/an)

0,5 5 000 kWh


5-3-5- Mail La surface du mail est de 730 m2. Puissance installée : La puissance installée pour l’éclairage sera identique à celle de la Galerie Marchande de l’hypermarché à savoir 12 W/m2 de mail Consommation annuelle :

Surface du mail

Puissance installée par

m2


fonctionnement



kWh

Ouverture au public

730 m2 12 W/m2 4 368 h/an (14h/j 6j/s 52s/an)

0.7 38 300 kWh

Nettoyage 730 m2 5 W/m2 624 h/an (2h/j 6j/s 52s/an)

0 (pas d’éclairage Zénithal)

2 300 kWh

Fermeture 730 m2 2 912 h/an (8h/j 7j/s 52s/an)

Total 40 600 kWh


5-4- MAGASIN SPECIALISE 5-4-1- Eclairage Surface de vente Le scénario préconisé est le scénario 2 Eclairage d’ambiance L’éclairage d’ambiance peut être classiquement réalisé par une nappe de luminaires équipés de tubes fluorescents. En vue de diminuer la puissance électrique de l’éclairage d’ambiance il est proposé de fixer un niveau d’éclairage à 650 lux (après dépréciation) à 0,80 mètre du sol et de disposer les rampes d’éclairage perpendiculairement aux gondoles et en général parallèlement à la ligne de caisses. La hauteur des gondoles étant prise à 4 ml, la hauteur de la nappe d’éclairage pour gagner de l’intensité lumineuse sera de 5/5,50 ml par rapport au sol. L’écartement des rampes lumineuses sera de 3,50 ml. Les luminaires seront équipés de tubes T5, 1 x 80W (85 W avec ballasts électroniques) ou 2 x 35 W (78 W avec ballasts électroniques) de 1,50 ml de long. Pour avoir une bonne uniformité de l’éclairage les luminaires seront équipés de réflecteurs extensifs en aluminium poli de rendement supérieur à 85%. Puissance installée : 16 W/m2 de surface de vente.


Implantation de luminaires exemple en magasin spécialisé :




fonctionnement


Consommation annuelle totale (SV : 2210 m2)

Présence du public

16 W/m2 3.120 h/an (10h/j,6j/s,52s/an)

0,7 77 000 kWh


8 W/m2 936 h/an (3h/j ,6j/s,52s/an)


16 000 kWh

Fermeture

0 W/m2

Total 93 000 kWh


Eclairage d’accentuation L’éclairage d’accentuation peut être réalisé par des spots à iodure céramique 150 W (162W avec ballast) pour certaines gondoles, 70 W (77 W avec ballast électronique) pour le rayon mobilier déco et des tubes T5 28 W (32 W avec ballast) pour les racks. Puissance installée : 4 W/m2 de surface de vente. Consommation annuelle :

Surface de vente


Nombre d’heures annuelles de fonctionnement


(SV : 12 500 m2)

Présence du public

2 210 m2

4 W/m2 SV 3.120 h/an (10h/j,6j/s,52s/an)

28 000 kWh

Consommation annuelle de l’éclairage de la surface de vente par m2 de surface de vente : 55 kWh.

5-4-2- Eclairage des caisses L’éclairage des caisses a été pris en compte dans l’éclairage de la surface de vente. 5-4-3- Eclairage de l’auvent extérieur L’auvent extérieur, 500 m2 pour le site pilote, peut être éclairé au moyen de luminaires équipé de tubes T5, 2 x 80W (85 W avec ballasts électroniques) de 1,50 ml de long identiques à ceux de la surface de vente. L’intensité d’éclairage est de 400 Lux. Le nombre de luminaires sera se 16. Puissance installée : t 6 W/m2 de surface de vente. Consommation annuelle :

Surface de vente



fonctionnement


Consommation annuelle totale (SV ; 18 000 m2)

Présence du public

500 m2 6 W/m2 SV 3.120 h/an (10h/j,6j/s,52s/an)

0,5 5 000 kWh


500 m2 6 W/m2 SV 936 h/an (3 h/j 6j/s 52 s/an)


3 000 kWh

Fermeture

0 W/m2

Total 8 000 kWh


5-4-4- Eclairage des réserves La surface des réserves est de 555 m2. L’éclairage peut être assuré par des réflecteurs industriels pour tubes T5, 2x80w avec ballast électronique (85 W avec ballasts électroniques) à préchauffage et réflecteur aluminium martelé ou satiné, rendement > 80%. L’intensité d’éclairage est de 300 lux. Puissance installée : 5 à 6 w/m2 de surface des réserves. Consommation annuelle :

Surface des réserves

Puissance installée/m2 de réserve


fonctionnement

Coeff. graduation (Eclairage zénithal

et gestion)


555 m2 6 W/m2 4 680 h/an (15h/j,6j/s,52s/an)

0.8 12.000 kWh

5-4-5- Bureaux, Locaux sociaux Les bureaux et locaux sociaux ont un éclairage dont l’intensité moyenne est de 400/500 lux. Puissance installée : 8 W/m2 de locaux Consommation annuelle :

Surface Bureaux Locaux

sociaux



fonctionnement



éclairage naturel

Consommation annuelle éclairage (S At/CF 1 500 m2)

140 m2 8 W/m2 2808 h/an (9h/jx6j/sx52s/an)

0,5 2 000 kWh



CHAPITRE 6 - TRAITEMENT DE L’AIR Ce chapitre a pour objet à partir de certaines hypothèses pour les 3 types de magasin (HM et galerie marchande, SM et magasin de bricolage) d’estimer les consommations annuelles d’énergie des équipements destinés au chauffage et au refroidissement des locaux. 6-1- HYPOTHESES

Les données suivantes seront prises en compte pour l’estimation des consommations : - Coque du bâtiment Dimensions des bâtiments :

Surface au sol m2

Surface de vente

m2

Surface de mail m2

Surface de bureaux

m2

Hypermarché 24.800 18.000 1.100

Galerie marchande

13.000 5.571 760

Supermarché 4.600 2.500 700 450

Magasin de bricolage

3.000 2.200 60

Ubat : Les 3 sites pilotes types seront construits de façon que leur Ubat ait les valeurs suivantes :

Ubat W/m2/°C Hypermarché 0.35 Galerie marchande 0.37 Supermarché 0.36 Magasin de bricolage 0.35

- Températures de référence

Hiver Température

intérieure °C

Eté Température

intérieure °C

Température extérieure hiver/été

°C

Hypermarché 19 26 -7 / +35

Galerie marchande 19 26 -7 / +35

Supermarché 19 26 -7 / +35


19 26 -7 / +35


- DJU

Hypermarché Galerie marchande

(Station Vélizy)

Supermarché (Station Bourges)


(Station Albi)

Janvier 470.2 441.4 339.4

Février 405.3 371.9 273.4

Mars 381.2 325.2 289

Avril 237.7 248.7 195.4

Mai 114.4 135.3 51.2

Juin 33.6 61.1 25.5

Juillet 0 18.1 3.8

Août 38.9 18.2 1.8

Septembre 13.7 71 52.6

Octobre 104.2 189.2 136

Novembre 253.7 332.1 287.7

Décembre 399.1 412.9 405

Total 2 462 2 625 2061

- Apports internes

Occupants Eclairage W/m2 SV

Air neuf m3/h

Hypermarché 3.000 (1 pour 6 m2de SV)

11 60.000

Galerie marchande 2.000 (1 pour 2,5 m2 de SV)

10

40.000

Supermarché 400 (1 pour 6 m2 de SV)

13 8.000

Magasin de bricolage 100 (1 pour 20 m2 de SV)

16 2.000

-Variation du taux d’occupation des locaux

Hypermarché Galerie marchande Supermarché Magasin de bricolage

Horaire d’ouverture

9h 21h 9h 21h 9h 19h 9h 19h

% d’occupation % d’occupation % d’occupation % d’occupation

0h 6h 0 0 0 0

6h 8h 10 0 10 10

8h 9h 10 10 15 10

9h 10h 25 15 30 20

10h 13h 75 75 100 75

13h 15h 50 50 0 0

15h 19h 100 100 75 75

19h 21h 50 50 10 10

21h 22h 10 5 0 0

22h 24h 0 0 0 0

Les installations de traitement d’air seront mises en route une heure avant l’ouverture et seront arrêtées à l’heure de fermeture.


- Type d’installation -Un pilotage du fonctionnement des équipements de chauffage et climatisation tient compte du fait que leur mise en route est fonction du programme d’occupation des locaux. Les apports d’air neuf sont modulés en fonction du taux d’occupation des locaux. - En période de refroidissement le free-cooling est utilisé. -Les échangeurs sont du type double flux. -Le bâtiment est supposé conforme à la RT 2005 et d’une bonne étanchéité à l’air. - Les circulations d’air non contrôlées au niveau des accès sont supposées être maîtrisées par des sas, des portes à tambour sur l’extérieur, des rideaux d’air ou des portes à fermeture rapide entre la SV et les réserves. -Les extractions pouvant influencer la SV sont traitées de telle façon que les apports correspondants ne perturbent pas l’ambiance de celle-ci (Apports d’air neuf spécifiques) Les consommations annuelles sont évaluées en fonction de plusieurs typologies de matériel : rooftops réversibles, générateurs à faible et haute vitesse d’air, aérothermes bi-énergie. Les solutions utilisant l’évaporation de l’eau ou les apports solaires comme moyen de traitement de l’air (systèmes peu développés actuellement) seront évoqués. 6-2- ROOFTOPS A HAUTE PERFORMANCE ENERGETIQUE Les caractéristiques des Rooftops à haute performance énergétique sont les suivantes : -Puissance frigorifique : 170 kW. -Puissance calorifique : 168 kW. -Fluide frigorigène utilisé : R 410A. . -Free-cooling. -Ajustement précis de la quantité d’air neuf aux besoins : Ecodrive. Des volets pilotés à partir dune sonde électronique de mesure du taux de CO2 règlent le débit d’air neuf. -Ventilateurs de soufflage à vitesse variable ajustant le débit d’air à la charge thermique. -Modulation de la capacité frigorifique avec des compresseurs montés en tandem sur deux circuits -Dégivrage alterné : un circuit fonctionnant en PAC pendant que l’autre dégivre. -Dégivrage dynamique : le dégivrage ne se déclenche que si la présence de glace est détectée sur les batteries. -Récupération de chaleur sur le froid alimentaire : une batterie placée entre les filtres et l’échangeur permet de récupérer la chaleur rejetée par les centrales de production de froid. L’automate de régulation permet de donner priorité à cet échangeur sur la batterie à détente directe. -Récupération de chaleur sur l’air extrait : une roue enthalpique transfère l’énergie entre l’air extrait et l’air neuf. -Respect des températures règlementaires : si les locaux sont climatisés l’installation de climatisation n’est mise en route et maintenue en fonctionnement que si la température des locaux dépasse 26 °C. -Réduction des pertes de charge : les installations de soufflage sont généralement calculées pour une perte de charge de 300 Pa. Les gaines et les filtres sont calculés pour une perte de charge de 150 Pa.


Rooftop à haute efficacité énergétique

Les histogrammes suivants montrent les consommations des sites pilotes équipés de tels Rooftops et précisent les gains apportés par chacune des caractéristiques citées plus haut.


Hypermarché de 18.000 m2 de surface de vente (région parisienne)

Consignes 19°C/26°C

Variation débit soufflage : EcoDrive

Récup sur la Refri

Diminution Pression Dispo 150 Pa

Base Consignes 21°C/22°C

8779

69

21,5

39,4

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1 600 000

1 800 000

Base Consignes

21°C/22°C

Consignes 19°C/26°C Diminution Pression

Dispo 150 Pa

Variation débit soufflage :

EcoDrive

Récup sur la Refri

kW

h/a

n

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

kW

h/m

²/ a

n

Gains

Conso Thermodynamique (kWh)

Conso Ventil (kWh)

Conso annuelle kWh/m²/an


Supermarché de 2.500 m2 de surface de vente (région de Bourges)



Récup sur la Refri

Gestion amenée d'air neuf : Sonde

CO2



60 5750

13,1

32,534,2

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

160 000

Base Consignes

21°C/22°C


Dispo 150 Pa

Variation débit

soufflage : EcoDrive

Gestion amenée d'air

neuf : Sonde CO2

Récup sur la Refri

kW

h/a

n

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

kW

h/m

²/ a

n

Gains


Conso Ventil (kWh)



Magasin spécialisé de 2.200 m2 de surface de vente (région d’Albi)



Récup sur la Refri

Gestion amenée d'air neuf : Sonde

CO2



6052

44

0,0

21,522,2

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

Base Consignes

21°C/22°C


Dispo 150 Pa

Variation débit

soufflage : EcoDrive

Gestion amenée d'air

neuf : Sonde CO2

Récup sur la Refri

kW

h/a

n

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

kW

h/m

²/ a

n

Gains


Conso Ventil (kWh)



Galerie marchande de 5.500 m2 de surface de surface de mail (région parisienne)


Variation débit souff lage : EcoDrive

Récup sur la Refri



Gestion amenée d'air neuf : Sonde CO2

36,2

0,0 0,0

66

7683

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

Base Consignes 21°C/22°C Consignes 19°C/26°C Diminution Pression Dispo 150

Pa

Variation débit soufflage :

EcoDrive

Gestion amenée d'air neuf :

Sonde CO2

Récup sur la Refri

kW

h/a

n

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

kW

h/m

²/ a

n

Gains


Conso Ventil (kWh)



6-3- INSTALLATION VENTILATION BASSE VITESSE Les principes d’une installation de traitement de l’air à basse vitesse sont les suivants : -Traitement du volume d’air correspondant au volume ambiant d’occupation. -Utilisation de la stratification de l’air d’un local pour optimiser les températures de reprise d’air en période de chauffage et de refroidissement : reprise haute en période de chauffage et reprise à mi-hauteur en période de refroidissement. -Utilisation d’échangeurs double flux. -Régulation du débit d’air neuf en fonction des besoins. Réseau de distribution d’air à deux niveaux


BILAN THERMIQUE

HYPERMARCHE GALERIE

MARCHANDE SUPERMARCHE

MAGASIN SPECIALISE

Débit d'air (m3/h) 191 554 53 965 26 701 23 412

Puissance chaude nécessaire (kW) 703 198 98 86

Puissance récupérée (kW) 1349 380 188 165

Puissance froide nécessaire (kW) 884 249 123 108

Type de régulation

Débit variable suivant

occupation Débit variable

suivant occupation

Débit variable suivant

occupation

CONSOMMATION

HYPERMARCHE GALERIE

MARCHANDE SUPERMARCHE

MAGASIN SPECIALISE

Nombre double flux 3 1 1 1

Nombre simple flux 6 1 0 0

Besoin total refroidissement en MWh/an 107,64 16,82 0,00 17,35

Besoin total chauffage en MWh/an 249,21 38,94 25,70 33,49

Besoin total ventilateurs en MWh/an 375,92 58,74 67,90 75,23

Besoins totaux annuels en MWh/an 732,77 114,49 93,60 126,07


6-4- INSTALLATION VENTILATION HAUTE VITESSE Ce type d’installation est basé sur un traitement de l’air à haute induction. Elle permet de garantir une température homogène dans toute la surface de vente en supprimant l’inconfort des clients dans les allées froides. Le brassage d’air créé par la diffusion à haute induction permet de récupérer l’énergie thermique dégagée par les luminaires. Le gradient de température entre le sol et le plafond est de 2 °C au lieu de 6 °C pour une hauteur de 6m. De plus les surfaces de vente sont partiellement climatisées en été par transfert et mélange des pertes frigorifiques des meubles froid. L’installation peut également être couplée à une récupération de chaleur de la production du froid commercial pour le chauffage en hiver. Les économies annoncées par le constructeur sont les suivantes pour un magasin en zone H3 :

Traitement de l'air sans récupération de chaleur sur les centrales frigorifiques :

Surface de vente (m2)

Economie chauffage (kWh)

Economie rafraîchissement (kWh)

800 69 857 48 800

1 200 102 071 48 800

1 600 135 153 60 800

2 200 184 074 83 200

3 000 249 453 100 000

Traitement de l'air avec récupération de chaleur sur les centrales frigorifiques :

Surface de vente (m2)

Economie chauffage (kWh)

Economie rafraîchissement (kWh)

800 206 087 48 800

1 200 238 571 48 800

1 600 298 953 60 800

2 200 417 804 83 200

3 000 688 353 100 000

Nota : Aucune information n’a pu être obtenue sur les consommations. 6-5- AEROTHERMES BI-ENERGIE Ce type d’équipement est plus particulièrement adapté aux sites commerciaux types supermarché qui ne sont pas climatisés en été. Les caractéristiques des aérothermes bi-énergie par rapport aux aérothermes classiques sont les suivants : -Fluide frigorigène utilisé : R 410A. -Echangeur gaz à haut rendement (> 93 %). -Système décentralisé permettant d’ajuster la puissance requise à chaque zone de la surface commerciale à traiter (modularité de la puissance dissipée). -Respect des consignes de température de chaque zone avec régulation automatique de la source d’énergie gaz et/ou électrique (PAC) la plus appropriée et la plus économique. -Soufflage direct dans l’ambiance, aucune perte de charge inhérente aux gaines.


-Dégivrage dynamique : le dégivrage ne se déclenche que si la présence de glace est détectée sur les batteries. -Pas de refroidissement lors du cycle de dégivrage grâce à l’échangeur gaz mis en service en compensation. -Pas de système de régulation de la ventilation en fonction du taux d’occupation. Pour le site pilote (région de Bourges) les consommations de ce type d’équipement sont données dans le tableau suivant :

Surface de vente 2509 m2

Mail 731 m2

Consommation gaz kWh/an 29 138 3 384

Consommation électrique kWh/an 99 617 29 624

Consommation électrique totale kWh/an 128 755 33 008

Consommation totale : 161 763 kWh/an. Le niveau de consommation peut s’expliquer pas l’absence de régulation sur la ventilation. La consommation réelle du site pilote est de : 308 000 kWh/an 6-6- UTILISATION DE L’INSTALLATION DE PRODUCTION FRIGORIFIQUE POUR LE CHAUFFAGE DES LOCAUX (PROCEDE REFREE’CLIM) : APPLICATION EN SUPERMARCHE

Solution A : La production de froid produit de la chaleur au condenseur que l’on peut récupérer pour le chauffage partiel ou total de la surface de vente. Un complément de chauffage pourra être nécessaire pour les périodes de faible demande frigorifique et de besoin de chauffage important.

Solution B : Le dimensionnement des centrales frigorifiques est réalisé pour le besoin de froid à la période la plus chaude, lors de la période hivernale une partie des compresseurs n’est pas utilisée. L’utilisation de ces compresseurs en pompe à chaleur permet de produire le complément de chauffage nécessaire pour des températures extérieures basses. Le transfert de cette chaleur à la surface de vente se fera par un réseau hydraulique à des terminaux. Par exemple le concept Refreeclim de Heatcraft détaillé ci-après, permet de satisfaire les besoins de chauffage et de réfrigération pour des magasins de 5000 m² sans autre source de chauffage et avec le dimensionnement habituelle des installations frigorifiques.


Base de l’étude : Puissance frigorifique de l’hypothèse 3.2 : Froid positif : 101 000 watts Froid négatif : 23 400 watts Surface du magasin : 2 500 m² Consommation 137 KWh /m² (chaudière gaz avec distribution eau chaude) Principe : Le refoulement des centrales positive et négative est commun, lors de la demande de chauffage la condensation se fait dans le condenseur à eau... Si la chaleur produite par la demande de froid est insuffisante, les compresseurs non utilisés fonctionneront en pompe à chaleur, l’évaporateur de cette PAC étant dans le CONDENPACK.


Adéquation chaleur disponible / demande de chauffage :

Le graphique ci-dessous présente la situation mensuelle entre demande de chauffage et chaleur disponible au refoulement des centrales frigorifiques.

Chauffage de la surface de vente par la production Frigorifique

BESOIN CHAUFFAGE / DISPONIBLE REFOULEMENT FROID COMMERCIAL

Magasin de 2500 M² Region Parisienne

61111

55556

38889

27778 27778

33333

37944

61111

73085

66012

7072773085

8594888813

7072773085

6029 5445 5834 60294753

9211

5834 6029

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

MOIS

Kw

h

CHAUFFAGE NECESSAIRE

DISPONIBLE AU REFOULEMENT

SURCONSOMMATION ELECTRIQUE

La chaleur disponible permet de chauffer le magasin.

La consommation électrique induit par une température de condensation plus élevée est de 49 164 KWh pour une consommation globale de la réfrigération 471 486 KWh dans cette configuration. Les 49164 KWh de consommation électrique complémentaire permettent de remplacer les 343 500 KWh de gaz.

Dans le principe Refreeclim, la haute pression durant la période de chauffage reste flottante ce qui permettra de diminuer fortement cette consommation électrique. Puissance théorique maximale par heure (sans apports due à l’activité) :

Base Hypothèse d’installation de froid commercial la moins énergivore (Hypothèse 3.2 du paragraphe suivant, Froid Commercial) : soit 101 KW froid positif et 23.4 KW froid négatif


0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Puissance chaude disponible par la production de froid

Complément de puissance par compresseur de la cenrale utilisé en PAC

Puissance max. chauffage nécessaire 125 Kw P

uis

sance C

haud K

W

HEURES

PUISSANCE DE CHAUFFAGE par heure pour un Supermarché

Conclusion : Malgré la prise en compte de la demande la plus faible, la production frigorifique peut satisfaire la demande de chauffage. 6-7- TECHNOLOGIE SOLARWALL® RECUPERANT L’AIR PRECHAUFFE SOLAIRE Présentation du contexte Le SolarWall® est une technologie solaire thermique qui chauffe l’air extérieur en utilisant un système mural métallique qui se compose d’une surface microperforée et d’un système de fixation interne créant une cavité d’air. Le SolarWall® (OPTION A) en façade, le SolarDuct™ (OPTION B) et le SolarDuct PV/T™ (OPTION C) en toiture terrasse, ont fait l’objet de simulations pour les 3 sites pilotes. Le SolarDuct™ est une application modulaire du SolarWall®.


Etudes de préfaisabilté sur 3 sites pilotes Les résultats des 3 technologies, le SolarWall® en façade (OPTION A), le SolarDuct™(OPTIONB) et le SolarDuct PV/T™(OPTION C) sont résumés dans les tableaux suivants. -Hypermarché pilote

OPTION A Système SolarWall

Surface SolarWall 2 160 m2 Total des débits d’air 70 000 m3/h

Total de ENR fournie 590 941 kWh Augmentation moyenne de la température de l’air extérieur

12,5 °C

Economies annuelles estimées 44 321 €

OPTION B et C SolarDuct SolarDuct PV/T

Surface SolarWall 493 m2 493 m2 Total des débits d’air 70 000 m3/h 70 000 m3/h

Total de ENR fournie 158 288 kWh 99 975 kWh Augmentation moyenne de la température de l’air extérieur

5,1 °C 3 ,2 °C

Economies annuelles estimées 11 872 € 7 498 €

-Supermarché pilote

OPTION A Système SolarWall Surface SolarWall 200 m2

Total des débits d’air 13 000 m3/h Total de ENR fournie 53 159 kWh

Augmentation moyenne de la température de l’air extérieur

7,7 °C


OPTION B et C SolarDuct SolarDuct/PVT Surface SolarWall 110 m2 110 m2

Total des débits d’air 13 000 m3/h 15 000 m3/h Total de ENR fournie 37 711 kWh 24 491 kWh

Augmentation moyenne de la température de l’air

6 °C 3 ,3 °C



-Magasin spécialisé pilote

OPTION A Système SolarWall Surface SolarWall 200 m2

Total des débits d’air 6 000 m3/h Total de ENR fournie 40 323 kWh

Augmentation moyenne de la température de l’air

16,3 °C


OPTION B et C SolarDuct SolarDuct/PVT

Surface SolarWall 110 m2 110 m2 Total des débits d’air 15 840 m3/h 15 840 m3/h

Total de ENR fournie 43 784 kWh 27 654 kWh Augmentation moyenne de la température de l’air

6,2 °C 3 ,9 °C


Nota :

- Les économies annuelles estimées se sont appuyées 1° sur un combustible électrique, ayant un coût estimé à 0,075 €/kWh, 2° Les coûts SolarWall de 2009.

- Les options SolarDucts peuvent être utilisés pour le refroidissement de l’air avec l’application du NightCooling™ : cette option n’a pas été analysée mais peut être intéressante si besoin d’air frais pendant la nuit en plus de l’air préchauffés solaire.

- Pour les options SolarDuct PV/T™, l’apport thermique a été déterminé en dessous des modules PV. Les résultats électriques des modules PV ne sont pas proposés : ces derniers varieront en fonction du choix des modules, leurs quantités mais aussi du tarif d’achat.

Résultantes du SolarWall® et ses variantes™ sur les sites pilotes La technologie SolarWall® est intégrée au bâtiment, en façade ou en toiture inclinée/ terrasse. Elle offre des retours sur investissement rapides : entre 2 et 7 ans (sans aides financières). Le système énergétique s’adapte aux exigences esthétiques et structurelles, et répond aux besoins de chauffage/ ventilation des bâtiments tertiaires. Pendant la journée, le soleil chauffe la surface du capteur plat perforé. Quand le système de ventilation fonctionne, il aspire l’air extérieur, qui à son passage au travers de la surface métallique microperforée, se préchauffe entre 5°C et 30°C au dessus de la température extérieure. L’air préchauffé est ensuite distribué dans le réseau de distribution d’air. L’énergie thermique solaire peut être récupérée jusqu’à 80%. Le système énergétique SolarWall® produit en moyenne 500 à 600 Watts/m2. A titre indicatif, Il permet de réduire 1 tonne de CO2 annuellement pour 5m2 à 15m2 de SolarWall® installés (comparaison avec le gaz naturel) : le bilan carbone du bâtiment en sera nettement amélioré si le combustible de référence est le gaz naturel. Il a été démontré scientifiquement, in situ, et ce dans diverses latitudes/longitudes dans le monde entier, que le Système SolarWall® réduit les dépenses de chauffage/ventilation entre 20 et 51%. Le Système SolarWall ne nécessite pas de maintenance et a la même durée de vie que le bâtiment.


En plus des gains de chaleur solaire apportés, cette technologie brevetée permet la récupération des pertes de chaleur, la déstratification de l'air du plafond, mais aussi le refroidissement de l’air pendant la nuit pour les SolarWall® ou SolarDuct™ en toiture. Le SolarDuct™ est une variante du SolarWall® afin d’être appliqué en toiture terrasse. A signaler que la solution PV/T™ (modules PV sur le dessus du SolarWall® ou SolarDuct™) peut réduire la température des PV de 3 à 9 °C, augmentant ainsi leur rendement. Le principal avantage de cette technologie hybride PV/T™ est de fournir 3 à 5 fois plus d’énergie renouvelables, seulement pour 20% de coûts d’investissement additionnel par rapport aux modules PV et le tout localisé sur le même emplacement. 6-8- CLIMATISATION SOLAIRE PAR ABSORBTION ET ADSORBTION Deux techniques existent, soit utilisant un couple réfrigérant/liquide absorbant, soit réfrigérant/solide adsorbant. Ces technologies sont données à titre d’information. Elles ne sont pas encore développées dans le secteur commercial. 1- Refroidissement par Absorption La compression thermique est obtenue en utilisant un couple réfrigérant/liquide absorbant, et une source de chaleur qui remplace la consommation électrique du compresseur mécanique. Pour de l’eau glacée au dessus de 0°C, comme c’est le cas en climatisation, c’est le couple eau/bromure de lithium (H2 O/LiBr) qui est utilisé, l’eau étant le réfrigérant. La plupart des systèmes utilisent une pompe à solution, très faiblement consommatrice d’électricité. Dans un système H2O/LiBr, la cristallisation de la solution doit être évitée par un contrôle interne de la température du circuit de refroidissement.

Principe dune installation de refroidissement par absorption La « production de froid » est basée sur l’évaporation du réfrigérant (l’eau) dans l’évaporateur à très basse pression. La vapeur d’eau est alors « aspirée » dans l’absorbeur, contribuant à la dilution de la solution H2O/LiBr. L’efficacité du processus d’absorption nécessite un refroidissement de la solution. Cette dernière est pompée en continu dans le générateur où elle est chauffée (chaleur motrice). La vapeur d’eau ainsi générée est envoyée dans le condenseur, où elle se condense. L’eau liquide, après passage dans une vanne de détente, retourne ensuite à l’évaporateur. Les puissances frigorifiques des machines à absorption sont généralement de l’ordre de plusieurs centaines de kW froid. Elles sont généralement alimentées par un réseau de chaleur, de la chaleur résiduelle ou une cogénération. La température de la source chaude est généralement au dessus de 80 °C pour


des machines à simple effet, avec un COP entre 0, 6 et 0, 8. Les machines double effet, utilisant la chaleur motrice sur 2 niveaux, nécessitent des températures supérieures à 140 °C, pour des COP pouvant atteindre 1,2. Quelques machines à absorption de capacité inférieure à 50 kW sont disponibles. Pour le rafraîchissement solaire à absorption, ce sont souvent ces petites machines qui sont utilisées. Une machine, développée récemment pour des petites capacités, permet un fonctionnement à charge partielle, avec une température de 65 °C et un COP d’environ 0, 7; ce qui la rend particulièrement intéressante pour une alimentation solaire. Ceci montre le fort potentiel d’amélioration qui existe encore pour ce type de machines. 2- Refroidissement par Adsorption Ici, au lieu d’une solution liquide, un matériau solide (un adsorbant) est utilisé. Les systèmes disponibles sur le marché utilisent l’eau comme réfrigérant et le silica-gel comme adsorbant. La machine comprend deux compartiments remplis d’adsorbant (compartiments 1 et 2 de la figure 13), un évaporateur et un condenseur. L’adsorbant du premier compartiment est régénéré par chauffage (eau chaude solaire), la vapeur d’eau ainsi générée étant envoyée dans le condenseur où elle se condense. L’eau liquide, via une vanne de détente, est envoyée à basse pression dans l’évaporateur où elle s’évapore (phase de « production de froid »). L’adsorbant du compartiment 2 maintient la basse pression en adsorbant cette vapeur d’eau. Ce compartiment doit être refroidi pour entretenir le processus d’adsorption. Lorsque la «production de froid» diminue (saturation de l’adsorbant en vapeur d’eau), les fonctions des deux compartiments sont permutées par ouverture et fermeture de clapets. Actuellement, seuls quelques fabricants asiatiques proposent ce type de machines à adsorption.

Principe dune installation de refroidissement par adsorption Avec une température de source chaude d’environ 80 °C, ces systèmes obtiennent des COP d’environ 0, 6 mais peuvent fonctionner jusqu’à des températures d’environ 50 °C. La capacité des machines va de 50 à 500 kW froid. La robustesse de ces machines à adsorption est un atout. Il n’y a, d’autre part, aucun danger de cristallisation et donc, pas de contrainte sur la température intermédiaire de refroidissement. Il n’y a pas de pompe à solution; les consommations électriques sont donc particulièrement réduites. Seuls leur taille et leur poids élevés sont un inconvénient. Il existe cependant un potentiel important d’amélioration au niveau des échangeurs dans les compartiments d’adsorption, et donc de réduction de poids et de volume pour les futures générations de machines à adsorption. D’autre part, étant donné le faible nombre de machines produites, le coût des machines à adsorption est actuellement élevé.


Application au commerce La technologie solaire est intéressante pour les sites ayant de gros besoins en ECS, ce qui n’est pas le cas dans le commerce. L‘intérêt de cette solution est d’offrir un système sans émission de CO2. A ce titre elle pourrait faire l’objet d’une étude de faisabilité. 6-9- TRAITEMENT DE L’AIR PAR RAFRAICHISSEMENT ADIABATIQUE

A: Rafraîchissement Le procédé de base permettant le conditionnement d’air est le suivant: L’air entrant, chaud et humide, traverse une roue à dessiccation en rotation lente, et est donc déshumidifié (1-2). L’air étant réchauffé par le phénomène d’adsorption, un premier refroidissement est obtenu au travers d’un échangeur thermique (roue métallique en nid d’abeilles en rotation (2-3). L’air est ensuite humidifié, et donc refroidi, dans un humidificateur (3-4), permettant d’ajuster le niveau d’humidité et de température souhaité pour l’air neuf. L’air repris dans la pièce est humidifié pratiquement jusqu’au point de saturation (6-7), pour bénéficier au maximum du potentiel de refroidissement dans l’échangeur thermique (7-8). Enfin, la roue à dessiccation doit être régénérée (9- 10) en utilisant de la chaleur à un niveau de température relativement faible (50 °à 75 °C), permettant ainsi de poursuivre le processus continu de déshumidification.


B: Chauffage Pendant les périodes où les besoins de chauffage sont limités, la récupération de chaleur sur l’air sortant et l’échange enthalpique, utilisant une vitesse de rotation plus élevée de la roue à dessiccation, sont suffisants. Lorsque les besoins de chauffage sont plus importants, l’énergie solaire, et le cas échéant, une énergie d’appoint (4-5) sont utilisées. Les capteurs solaires plans à eau, voire à air, sont les plus couramment utilisés dans ce type d’installation. L’eau utilisée comme fluide de transfert énergétique, associée à un ballon de stockage de l’eau chaude, permet de faire face, pour partie, aux périodes sans ensoleillement. Le système nécessite alors un échangeur thermique complémentaire eau/air (4-5 pour le chauffage ou 8-9 pour le rafraîchissement). Une autre solution, conduisant à un coût d’investissement plus faible, utilise directement l’énergie solaire de régénération par le biais de capteurs à air. Une conception particulière du système à dessiccation est nécessaire dans le cas de conditions extérieures extrêmes, par exemple dans les régions côtières méditerranéennes. Etant donné le taux d’humidité élevé, une configuration standard ne permet pas de le réduire suffisamment pour utiliser ensuite le rafraîchissement évaporatif. Des configurations plus complexes de la centrale de traitement d’air, utilisant par exemple une autre roue enthalpique, ou un groupe de froid complémentaire doivent être utilisées. Application au commerce Cette technologie est peu développée dans le secteur commercial. Compte tenu qu’elle est adaptée à l’utilisation des ENR et qu’elle ne consomme qu’une faible quantité d’énergie, elle mériterait que les possibilités de son utilisation en magasin spécialisé soient approfondies. En supermarché ou en hypermarché la présence de meubles frigorifiques de vente nécessitant une certaine maîtrise de l’hygrométrie rend plus difficile l’utilisation de cette technologie. Une étude faite par GAM INGENIERIE sur un hypermarché de 2 700 m2 de surface de vente en zone H1 et construit selon la RT2005 indique que la consommation des appareils de rafraichissement adiabatique consomme 378 m3 d’eau par an avec un taux de renouvellement d’air horaire de 10 à 15. Ce taux nécessite une adaptation du mode de diffusion d’air. Par contre le rafraichissement adiabatique n’offre que peu de possibilités de réduction de consommation par modulation du débit d’air brassé et de la gestion du débit d’air neuf.


CHAPITRE 7 - FROID COMMERCIAL Ce chapitre ne concerne que les deux sites pilotes : Hypermarché et Supermarché. La consommation énergétique du poste Froid Commercial correspond à deux types d’équipement : -Les équipements utilisateurs :

Meubles frigorifiques de vente (MFV) Ateliers de fabrication et chambres froides

-Les équipements de production de froid 7-1- BILAN FRIGORIFIQUE DES MEUBLES FRIGORIFIQUES DE VENTE (MFV) La consommation électrique dépendant du type de meuble choisi, 3 hypothèses ont été retenues ; -Hypothèse 1: MFV positifs ouverts, étagères éclairées, ventilateurs classiques, rideaux de nuit MFV négatifs mixtes, étagères non éclairées, ventilateurs classiques. Nota : Cette hypothèse 1 correspond à la situation utilisée actuellement. -Hypothèse 2: MFV positifs ouverts, étagères non éclairées, ventilateurs basse consommation, rideaux de nuit. MFV négatifs mixtes avec couvercles, étagères non éclairées, ventilateurs basse consommation. -Hypothèse 3: MFV positifs verticaux avec portes, étagères non éclairées, ventilateurs basse consommation. MFV négatifs mixtes avec couvercles, étagères non éclairées, ventilateurs basse consommation. Les puissances frigorifiques correspondant à ces différentes hypothèses pour les deux sites pilotes (SM et HM) sont résumées dans le tableau suivant. Ces valeurs sont évaluées à partir des caractéristiques détaillées des MFV de chaque linéaire pour les deux principaux fabricants.


Hypermarché :

Hypothèse Fabricant 1 Fabricant 2

MFV positifs MFV négatifs MFV positifs MFV négatifs

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

1 531 695 -7,5 68 675 -34 532 726 -9 58 605 -36

2 501 280 -6,5 57 870 -34 499 014 -8 46 884 -34

3 292 000 -6 57 870 -34

349 852 -8 46 884 -34

Supermarché :

Hypothèse Fabricant 1 Fabricant 2

MFV positifs MFV négatifs MFV positifs MFV négatifs

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

P frigorifique

(W)

T évapo (°C)

1 131 360 -7,5 21 660 -34 126 442 -9 17 348 -36

2 119 605 -5,5 21 660 -34 16 929 -8 12 737 -34

3 76 155 -5 18 385 -34 81 687 -8 12 737 -34

La fermeture des MFV verticaux, la mise en place de couvercles sur les MFV horizontaux et l’utilisation de ventilateurs à basse consommation entraînent une diminution de la puissance frigorifique centralisée de 55 à 60 %. De plus la fermeture des MFV verticaux permet de remonter la température d’évaporation de 1 à 1,5 °C. Les consommations directes de ces MFV (DEC) est indiquée dans le tableau suivant : (données du fabricant 1 Hypothèse 3). Hypermarché :

MFV positifs MFV négatifs

DEC 177 390 kWh/an 380 330 kWh/an

DEC sans cordons chauffants 176 000 kWh/an

Supermarché :

MFV positifs MFV négatifs

DEC 45 260 kWh/an 118 260 kWh/an

DEC sans cordons chauffants 52 000 kWh/an

Nota : Le DEC des MFV négatifs peut être diminué en équipant les meubles à portes de vitrage bas émissif (U<9 W/m2K) ce qui permet la suppression des cordons chauffants des ouvrants et des vitrages. Le gain possible est de 1500 kWh/an et par porte, Le nombre de portes étant de : - 44 pour le supermarché : le gain du DEC sera de 66 000 kWh/an, ramenant celui-ci à 52 000 kWh/an. -136 pour l'hypermarché : le gain du DEC sera de 204 000 kWh/an, ramenant celui-ci à 176 000 kWh/an.


7-2- BILAN FRIGORIFIQUE DES ATELIERS ET CHAMBRES FROIDES Le bilan frigorifique des ateliers et des chambres froides a été fait à partir des hypothèses suivantes couramment utilisées :

Ep. (mm) λ

(W/m.°C) U (W/m².°C)

Sol non isolé Dalle + Chape + Carrelage 170 1,500

8,82

Panneaux Verticaux Positifs Isolant PUR 60 0,026 0,43

Panneaux Plafonds Positifs Isolant PUR 80 0,026 0,33

Panneaux Verticaux Négatifs Isolant PUR 120 0,026

0,22

Panneaux Plafond Négatifs Isolant PUR 120 0,026 0,22

Sols Négatifs Isolant PS 140 0,028 0,20

Différentes variantes ont été étudiées pour voir dans quelle mesure les performances énergétiques de ces équipements pouvaient être améliorées : -Diminution de la hauteur des chambres de 0.30m : gain d’énergie négligeable (1 %). -Diminution de la température des plénums au dessus des chambres et ateliers de 30°C à 20°C : amélioration des performances énergétiques que de 5 %. -Augmentation des épaisseurs d’isolation des parois :

Etat des lieux (mm)

Solution 1 (mm)

Solution 2 (mm)

Panneaux verticaux positifs

60 80 100

Panneaux plafonds positifs

80 100 100

Panneaux verticaux négatifs

120 140 200

Panneaux verticaux négatifs

120 140 200

Diminution des déperditions

6% 9%

-Isolation des sols : 2 cas ont été envisagés :

Solution 1 : Isolation du sol de 40 mm : gain sur les déperditions de 68 % Solution 2 : Isolation du sol de 80 mm : gain sur les déperditions de 71 %

La combinaison de la solution 1 pour l’isolation des panneaux et de la solution 2 pour l’isolation des sols permet des gains sur les déperditions de 77 %. On peut estimer que les déperditions par les parois représentant 70 % des besoins de réfrigération des chambres froides et des ateliers. Le bilan frigorifique de ces locaux peut ainsi être diminué de 50 % environ.


La puissance frigorifique installée pour ces équipements est en générale de : 70 W/m3 de chambre froide à température positive, 90 W/m3 de chambre froide à température négative et 35 W/m3 d’atelier de préparation. Les puissances frigorifiques correspondantes aux caractéristiques des deux sites pilotes sont résumées dans le tableau suivant :

CF et Ateliers + P frigorifique CF - P frigorifique

Hypermarché 1972 m3 154 kW 320 m3 28 kW

Supermarché 749 m3 50 kW 106 m3 9 kW

Une augmentation de l’isolation des parois de ces locaux de 20 mm et une isolation des sols de 80 mm de PUR devrait permettre de ramener ces puissances frigorifiques aux valeurs suivantes :

CF et Ateliers + CF -

Hypermarché 77 kW 14 kW

Supermarché 25 kW 5 kW

Compte tenu d’un COP de 2,5 pour les installations de production de froid positif et de 1,1 pour les installations de froid négatif les consommations des 2 sites pilotes peuvent être ramenées à :

Consommation annuelle en kW

CF et Ateliers + CF -

Hypermarché 151 000 74 000

Supermarché 58 000 26 000

7-3- INSTALLATION DE PRODUCTION D’ENERGIE FRIGORIFIQUE Quelques principes permettant d’augmenter l’efficacité énergétique des installations de production frigorifique Une centrale frigorifique produit du froid pour un ensemble de postes : vitrines et chambres froides. La puissance frigorifique fournie doit être toujours la plus prés possible de la demande de l’ensemble des postes. Les évolutions de la régulation et la mise en place de système dit ‘’tous pilotes ‘’ augmentent l’amplitude de la puissance demandée. Calcul de la puissance frigorifique de la centrale : La puissance de l’ensemble des postes (vitrines réfrigérées et chambres froides) doit être pondérée du foisonnement de l’installation. Ce coefficient de foisonnement évitera d’avoir une installation surdimensionnée, source de surconsommation électrique. Composition de la centrale : Le nombre de compresseurs doit être suffisant pour avoir un bon étagement de la puissance. L’estimation du besoin le plus faible doit correspondre à la puissance d’un compresseur. Par exemple pour un HM, le nombre de compresseurs en application positive est de 5 et en application négative de 4.


La variation de la puissance frigorifique d’un des compresseurs avec un variateur de fréquence améliore la relation puissance fournie/ puissance demandée. Le compresseur avec variation de puissance peut être de taille plus petite ou plus grosse pour s’adapter au mieux aux variations de puissances. Dimensionnement du condenseur à air : La puissance du condenseur à air est définie par la puissance frigorifique maximale pour les conditions climatiques estivales et la puissance absorbée des compresseurs dans ces mêmes conditions. Une sélection au régime de fonctionnement stabilisé avec une température extérieure estivale est suffisante. Le DT (écart air ambiant / température de condensation) sera de : 10 °C pour le positif

8 °C pour le négatif

La mise en place d’une haute pression flottante associée à un condenseur bénéficiant d’une certification de puissance Eurovent permet aux compresseurs de fonctionner dans les meilleures conditions. Le condenseur devra également permettre d’évacuer avec une haute pression la plus stable possible la puissance de refoulement de la centrale avec une demande faible. (Magasin fermé période hivernale). Un nombre minimum de ventilateurs est nécessaire pour satisfaire cette amplitude de fonctionnement. Un variateur de fréquence permet de maintenir la haute pression la plus stable possible. L’amplitude de régulation sera de 750 Tr/mn à 200 tr/mn (vitesse minimale obtenu avec un variateur de fréquence). L’utilisation de moteur à courant continu permet d’obtenir une régulation plus efficace et sécurisée. Exemple : Condenseur puissance : 300 KW Dt : 10 °C vitesse de rotation : 750 tr/mn

Hp flottante réglé à 25°C, puissance constante. Economie annuelle : 17 800 kWh Courbe rouge moteur standard Courbe verte moteur à commutation électronique L’implantation géographique des condenseurs à air doit privilégier des zones au Nord ou à l’Est du bâtiment. Dans le cas de plusieurs appareils des précautions doivent être prise pour éviter le recyclage d’air entre les appareils.


7-4- CONSOMMATION DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION DE FROID DU SUPERMARCHE PILOTE Rappel des puissances nécessaire suivant les hypothèses de mobilier et d’isolation de chambre froide :

Froid positif

Froid Négatif

Puissance

vitrine (W)

Puissance chambre

(W)

Puissance totale (W)

Puissance vitrine

(W)

Puissance chambre

(W)


Hypothèse 1

131360 50000 181360 21660 9000 30660

Hypothèse 3.1

76155 50000 126155 18385 9000 27385

Hypothèse 3.2

76155 25000 101155 18385 5000 23385

Installation actuelle suivant hypothèse 1 : production du froid + et - en détente directe (404 A) Puissance froid positif : 181 360 Watts Puissance froid négatif : 30 660 Watts Consommation énergétique annuelle : 693 260 KWh

Centrale positive

257461

37%

Centrale négative

119074

17%

DEC vitrine Positive

118625

17%

DEC vitrine Negative

124100

18%

Dégivrage

4000

1%

Ventilation CF Positives

Négatives

70000

10%

ETUDE SITE COMMERCIAL A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE SUPERMARCHE ALIMENTAIRE

Consommation annuelle pour le froid alimentaire suivant hypothése N°1.1: 693 260 KWh

Consommation estimé actuelle depuis relevé global et répartition etudes PERIFEM/ADEME 2006 : 785 000 KWh

Meubles positif ouverts ,étagéres éclairées ,ventilateurs classique ,rideaux de nuit

Meubles négatif mixtes ( bac + portes ) ,étagéres non eclairées ,ventilateurs classiques

Chambre froide isolation classique

Fluide : R404 A


Installation suivant hypothèse 3.1: production du froid + et - en détente directe (404 A) Puissance froid positif : 126 155 Watts Puissance froid négatif : 27 385 Watts Consommation énergétique annuelle : 489 481 KWh Dans cette consommation ont été ressortis les postes suivants correspondants à une diminution de consommation : -moteurs EC pour les ventilateurs des condenseurs -isolation renforcée des ateliers et chambres froides -variateur électronique de vitesse sur un compresseur frigorifique -sous refroidissement du liquide de la centrale négative


45260

9%


118260

24%


Négatives

70000

14%

Variation vitesse 1 CP

9462

2% SR liquide négatif

18109

4%

Dégivrage

4000

1%

Isolation chambre renforcée

20236

4%

Moteur EC CONDENSEUR

19341

4%

Centrale négative

57690

12%

Centrale positive

127122

26%




Meubles positif avec portes ,étagéres non éclairées ,ventilateurs basse consommation

Meubles négatif mixtes ( bac + portes ) couvercles ,étagéres non eclairées ,ventilateurs basse consommation

Chambre froide isolation renforcée

Fluide : R404 A


Installation suivant hypothèse 3.2 : production du froid + et - en détente directe (404 A) Avec sous-refroidissement du liquide, variation de vitesse sur un compresseur (positif et négatif), moteurs à courant continu pour les condenseurs isolation renforcée des chambres froides : Puissance froid positif : 101 155 Watts Puissance froid négatif : 23 385 Watts Consommation énergétique annuelle : 422 322 KWh


45260

11%


118260

28%


Négatives

70000

17%

Dégivrage

4000

1%

Centrale négative

57690

14%

Centrale positive

127122

29%







Fluide : R404 A

Conclusion : Le choix d’un mobilier plus performant permet d’économiser 203 779 KWh soit 29,4% de la consommation annuelle théorique initiale. La mise en place des solutions techniques proposées et une isolation renforcé des chambres froides conduit à économie annuelle supplémentaire de 67167 KWh soit 15,9% par rapport à l’hypothèse 3


Installation suivant hypothèse 3.2 : production du froid + en détente directe (134 A) production du froid - en détente directe (CO2) en cascade La réglementation concernant l’utilisation de fluide frigorigène évoluant un calcul théorique a été fait sur les mêmes bases que l’hypothèse 3.2 avec : Froid positif : R 134 A détente directe Froid négatif : CO² détente directe avec condensation sur l’étage positif. Puissance froid positif : 101 155 Watts +33000 watts (refoulement négatif) Puissance froid négatif : 23 385 Watts Consommation énergétique annuelle : 428 082 KWh

Centrale négative

44774

10%

Centrale positive

145788

34%

Dégivrage

4000

1% Ventilation CF Positives

Négatives

70000

16%


118260

28%


45260

11%




R134 A +CO² Meubles positif avec portes ,étagéres non éclairées ,ventilateurs basse consommation



Bilan :


théorique KWh Gain par rapport Hypothèse 1.1

Hypothèse 1.1

693 260

Hypothèse 3,1

489 481 -29,4%

Hypothèse 3,2

422 322 -39,1%

Hypothèse 3,2 R134 A +CO²

428 082 -40.0%


7-5- CONSOMMATION DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION DE FROID DE L’HYPERMARCHE PILOTE Rappel des puissances nécessaire suivant les hypothèses de mobilier et d’isolation de chambre froide :

Froid positif Froid Négatif

Puissance vitrine (W)

Puissance chambre

(W)


Puissance vitrine (W)

Puissance chambre

(W)


Hypothèse 1 531695 154000 685695 68675 28000 96675

Hypothèse 3.1 292000 154000 437000 57870 28000 85870

Hypothèse 3.2 292000 65000 357000 57870 14000 71870


Installation actuelle suivant hypothèse 1: production du froid + et - en détente directe (404 A) Puissance froid positif : 685 695 Watts Puissance froid négatif : 96 675 Watts Consommation énergétique annuelle : 3 232 777 KWh

Centrale positive

879364

27%


894980

29%


677075

21%

Direct ventilation positif

Négatif CF

210000

6%

Dégivrage

12000

0%


98510

3%

Variation de vitesse sur un

compresseur

40501

1%

sous -refroidissement

liquide négatif

62628

2%

- Moteur a courant continu

88051

3%

Centrale négative

269668,4438

8%

ETUDE SITE COMMERCIAL A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE HYPERMARCHE ALIMENTAIRE

Consommation annuelle pour le froid alimentaire suivant hypothése N°1.1: 3 232 777 KWh

Consommation estimé actuelle depuis relevé global et répartition etudes PERIFEM/ADEME 2006 : 4 536 000 KWh

Meubles positif ouverts ,étagéres éclairées ,ventilateurs classique ,rideaux de nuit

Meubles négatif mixtes ( bac + portes ) ,étagéres non eclairées ,ventilateurs classiques

Chambre froide isolation classique

Fluide : R404 A


Installation suivant hypothèse 3.1: production du froid + et - en détente directe (404 A) Puissance froid positif : 437 000 Watts Puissance froid négatif : 85 870 Watts

Consommation énergétique annuelle : 1 798 728 KWh

Dans cette consommation ont été ressortis les postes suivants correspondants à une diminution de consommation :

-moteurs EC pour les ventilateurs des condenseurs -isolation renforcée des ateliers et chambres froides -variateur électronique de vitesse sur un compresseur frigorifique -sous refroidissement du liquide de la centrale négative

Centrale positive

477245

26%


380330

21%


177390

10%


Négatif CF

210000

12%Dégivrage

12000

1%


179512

10%

Variation de vitesse sur un

compresseur

32196

2%

sous -refroidissement

liquide négatif

54328

3%

- Moteur a courant continu

71084

4%

Centrale négative

204643

11%




Fluide : R404 A Meubles positif avec portes ,étagéres non éclairées ,ventilateurs basse consommation




Installation suivant hypothèse 3.2 : production du froid + et - en détente directe (404 A) Avec sous-refroidissement de liquide, variation de vitesse sur un compresseur (positif et négatif), moteurs à courant continu pour les condenseurs isolation renforcée des chambres froides : Puissance froid positif : 357 000 Watts Puissance froid négatif : 71 870 Watts

Consommation énergétique annuelle : 1 452 510 KWh

Centrale positive

477245

34%


380330

26%


177390

12%


Négatif CF

210000

14%

Dégivrage

12000

1%

Centrale négative

195544

13%




Fluide : R404 A Meubles positif avec portes ,étagéres non éclairées ,ventilateurs basse consommation



Conclusion : Le choix d’un mobilier plus performant permet d’économiser 1 434 049 KWh soit 44,3% de la consommation annuelle théorique initiale. La mise en place des solutions techniques proposées et une isolation renforcée des chambres froides conduit à économie annuelle supplémentaire de 346 208 KWh soit 19,3% par rapport à l’hypothèse 3


Installation suivant hypothèse 3.2 : production du froid + en détente directe (134 A) et distribution par un fluide caloporteur production du froid - en détente directe (CO2) en cascade La réglementation concernant l’utilisation de fluide frigorigène évoluant un calcul théorique a été fait sur les mêmes bases avec : Froid positif : Eau glycolée avec en primaire R134 A détente directe Une centrale régime d’eau glycolée : -8 /-4 °C pour les ateliers et chambres froides Une centrale régime d’eau glycolée : -6/-2 °C pour les MFV Froid négatif : CO² détente directe avec condensation sur le caloporteur positif Puissance froid positif : 357 000 Watts + 90 000 Watts (refoulement centrale CO²) Puissance froid négatif : 71 870 Watts Consommation énergétique annuelle : 1 689 461 KWh

Centrale négative

128541

8%


380330

23%

Dégivrage

12000

1%


Négatif CF

210000

12%


177390

10%

Pompe de distribution

175200

10%

Centrale positive

606000

36%




Fluide :

Froid Positif Caloporteur R134 A

Froid négatif CO² condensation sur Positif




Des réalisations en Suisse de la société LKS FROIDSUISSE pour l’enseigne COOP montrent qu’une installation en froid négatif utilisant du CO2 en régime transcritique permettait de réduire la consommation au mètre linéaire de meubles de 4 500 kWh à 1 400 kWh. Ce principe de réfrigération est utilisé par cette enseigne pour toutes les installations de puissance supérieure à 15 kW.


Bilan :


théorique KWh

Gain par rapport Hypothèse 1.1

Hypothèse 1.1

3 232 777

Hypothèse 3,1

1 798 728 -44,3%

Hypothèse 3,2

1 452 510 -55,0%

Hypothèse 3,2 R134 A eau glycolée +CO² 1 689 461 -47,7%


CHAPITRE 8 - EQUIPEMENTS DIVERS Pour affiner le bilan de consommation des sites pilotes, la consommation de certains équipements hors des 3 principaux postes étudiés ci-avant a été évaluée. 8-1- ECLAIRAGE DES RAYONS SPECIFIQUES Deux rayons ont des consommations énergétiques non négligeables : -Hypermarché : rayons Télévision et Lustrerie -Magasin spécialisé (Bricolage, équipement de la maison) : rayon Lustrerie Pour minimiser les consommations deux actions sont à mener : -asservir le fonctionnement de l’alimentation électrique des rayons au système de gestion -privilégier des matériels peut énergivores : ampoules basse consommation, télévision à écran plasma… Puissance installée (à titre indicatif pour le calcul du bilan de consommation):

Rayon TV Rayon lustrerie

Hypermarché 12 kW 20 kW

Magasin spécialisé 5 kW

Consommation annuelle (3 120 h/an)

Consommation annuelle kWh

Hypermarché 120 000

Magasin spécialisé 15 000

8-2- EQUIPEMENTS DE CUISSON Ces équipements se rencontrent principalement dans les magasins type HM et SM : atelier boulangerie pâtisserie rayon traiteur. -Hypermarché : Atelier boulangerie pâtisserie : fabrication à partir de farine Puissance installée : -boulangerie :(2 pétrins, 6 chambres de pousse 1 ensemble de panification, 6 fours rotatifs, 2 fours à sole et différents petits matériels) la puissance installée est de 510 kW -pâtisserie : (2 pétrins, 2 réchauds, 1 four) la puissance installée est de 20 kW Consommation annuelle (1852 h/an) : 980 000 kWh


Rayon traiteur : 1 rôtissoire Puissance installée : 12 kW Consommation annuelle (3 744 h/an) : 45 000 kWh -Supermarché : Atelier boulangerie pâtisserie : fabrication à partir de pâtons surgelés Puissance installée : (1 chambre de pousse, 2 fours rotatifs) 41 kW Consommation annuelle (1852 h/an) : 76 000 kWh 8-3- ENCAISSEMENT ET GESTION Les équipements d’encaissement et de gestion comprennent : -Les batteries de caisses et les caisses en périphérie : puissance unitaire 1 kW -Les matériels de pesage, de conditionnement et d’étiquetage : puissance unitaire 1 kW -Les serveurs : puissance unitaire 2 kW Les serveurs sont supposés fonctionner 24h/24 et les postes d’encaissement 12h/j. Le nombre d’équipements par site pilote est le suivant :

Postes d’encaissement Pesage

conditionnement Serveurs

Hypermarché 85 5 3

Galerie marchande 1

Supermarché 15 1 2


Puissance installée :

Postes

d’encaissement kW

Pesage conditionnement

kW

Serveurs kW

Hypermarché 85 5 6

Galerie marchande 2

Supermarché 15 1 4



Postes

d’encaissement kWh (3 744 h/an)

Serveurs kWh

(8 760 h/an)


kWh

Hypermarché 337 000. 52 000 389 000

Galerie marchande 18 000 18 000

Supermarché 60 000 35 000 95 000

Magasin spécialisé 11 000 35 000 46 000


8-4- APPAREILS DE TRANSPORT -Marchandises : Transpalettes, chariots élévateurs, Monte-charges -Hypermarché Le site pilote a les équipements suivants : .transpalettes électriques : 30 .transpalettes électriques haute levée : 9 .chariots élévateurs 1500 kg: 4 .Monte-charges 6T : 1 -Supermarché Le site pilote a les équipements suivants : .transpalette électrique : 1 .transpalette électrique haute levée : 1 .chariot élévateur 1500 kg : 1 Les consommations correspondant à la mise en charge de ces équipements sont évaluées ainsi :

Conso kWh Coef rendement du chargeur

Conso par cycle de charge

kWh

Conso annuelle

(312 j/an) kWh

transpalettes électriques

2.88 1,6 4,6 1 435

chariots élévateurs 4.8 1,6 7,68 2 396

Capacité Puissance kW

Conso annuelle (200 h/an)

kWh

Monte charge 6 T 40 8 000

Consommation annuelle des équipements de transport des marchandises :

Transpalettes Chariot élévateur

Monte charges

Nbre Conso annuelle

kWh

Nbre Conso annuelle

kWh

Conso totale kWh

Nbre Conso annuelle

kWh

Hypermarché 39 56 000 4 10 000 66 000 2 16 000

Supermarché 2 3 000 1 2 400 5 400


-Clients : Ascenseurs, escaliers mécaniques, trottoirs roulants La consommation -d’un ascenseur peut être estimée à 6 000 kWh/an -d’un trottoir roulant (largeur : 1ml, inclinaison 12°, moteur : 5 kW) : 24 000 kWh/a

Ascenseur Trottoirs roulants Conso annuelle kWh

Galerie marchande 2 4 108 000

-Optimisation des équipements Une attention plus particulière sera apportée aux ascenseurs, monte-charges et trottoirs roulants. Les points suivants seront à examiner : -L’implantation : les circuits et les flux des marchandises et des clients seront étudiés de façon à minimiser le nombre d’appareils. -Les ascenseurs et monte-charges électriques seront préférés aux appareils hydrauliques. -L’éclairage des cabines sera fait au moyen de LED. -Les moteurs utilisés seront des moteurs synchrones régulés avec variateur électronique de vitesse pour adapter leur puissance aux besoins. -Les trottoirs roulants auront un système de veille avec détecteur de présence pour avoir une vitesse d’attente et éventuellement une mise à l’arrêt avec temporisation. 8-5- POSTE DE TRANSFORMATION Cet équipement concerne les sites pilotes : Galerie marchande et Hypermarché. Deux types de transformateurs existent sur le marché : -TR standard -TR à faibles pertes type CoBk Les gains de consommation pour un TR à faibles pertes par rapport à un TR standard sont de :

630 kVa 1250 kVa 2000 kVa

delta (%) pertes à vide

34% 23% 22%

delta (%) pertes en charge

17% 31% 31%


Le tableau suivant donne les consommations dues aux pertes à vide et en charge d’un TR à faibles pertes type CoBk :

630 kVa 1250 kVa 2000 kVa

Performances : NF 50464-1

Pertes fixes TR faibles pertes CoBk 0,860 1,350 2,100

heures/an: 8 760 8 760 8 760

Conso/an pertes à vide 7 533 11 826 18 396

Pertes var. faibles cc' (75°, en charge) CoBk 5,400 11,000 18,000

heures/an: 8 760 8 760 8 760

Coeff de charge en fonctionnement 3x8 sans arrêt 0,366 0,366 0,366

Conso/an pertes en charge 17 313 35 267 57 710

Conso/an totale 24 846 47 093 76 106

Consommation annuelle due aux pertes des sites pilotes : -Hypermarché : 2 TR de 2 000 kVa Consommation annuelle (CoBk): 150 000 kW -Galerie Marchande : dispose de 2 TR de 630 kVa Consommation annuelle (CoBk): 50 000 kW 8-6- -ONDULEURS Ces équipements se rencontrent dans tous les types de sites commerciaux ayant des serveurs et des postes d’encaissement. Influence du rendement sur la consommation électrique : Grâce à l’évolution des technologies utilisées pour les ponts redresseurs des onduleurs, le rendement s’est amélioré au cours du temps :

Rendement

96 %

IGBT dernière génération

94 % 92 %

90 %

IGBT

TRANSISTORS BIPOLAIRES 85 %

THYRISTORS

80 %

1985 1990 1995 2000 2009

Puissance installée : la puissance installée est calculé avec l’hypothèse de matériel modulaire type Must de chez AKSO par exemple.


-Hypermarché Dans le cas d’une utilisation d’onduleurs redondants de type parallèle, le fait de passer à une solution modulaire, c’est-à-dire d’utiliser des onduleurs extensibles par pas de 15 kVa permet de ne pas installer 2 x 80 kVa mais 105k VA en modules, plus 15 kVa pour la redondance. Dans ce cas, l’économie est importante car les pertes ne sont plus générées par 180 kVa mais par 105 kVa installés ; soit 40 % de puissance en moins tout en conservant une redondance à n+1. Dans le cas d’un supermarché il sera installé 2X15 kVa pour la redondance, le besoin étant de 15 kVa. Pour le magasin spécialisé il sera installé un onduleur de 2x6 kVa. Consommation annuelle : Le rendement d’un onduleur est fonction de son taux de charge. Les onduleurs seront calculés pour un taux de charge moyen de 70%. Le fait de choisir des onduleurs à structure modulaire permet de dimensionner correctement cet équipement en gardant une possibilité de redondance.

Puissance kVa

Rendement Taux de charge Consommation annuelle kWh

(8 760 h/an)

90 + 15 96 % 70 %

575 000

15 + 15 96 % 70 %

96 000

5 + 5 92% 70 %

32 000

8-7- -MATERIELS DE TRAITEMENT DES DECHETS Deux types de matériel de traitement des déchets équipent les magasins : -des presses horizontales pour le carton verticales pour le carton et les plastiques -des compacteurs pour les déchets humides et les DIB Pour les sites pilotes les équipements types sont les suivants :

presse horizontale pour

le carton 22 kW

presse verticale pour le carton et

le plastique 4 kW

compacteur déchets humides

5,5 kW

compacteur DIB 7,5 kW

Temps moyen de fonctionnement

2h/j 2 h/j 2 h/j 1 h/j

Hypermarché 1 2 1 1

Supermarché 1 1


1


Puissance installée et consommation :

Puissance installée Consommation

Hypermarché 43 kW 22 000 kWh/an

Supermarché 13 kW 6 000 kWh/an

Magasin spécialisé 4 kW 1 300 kWh/an

Pour maîtriser les consommations, ces matériels doivent être équipés de dispositifs de commande des cycles de compression asservis au remplissage complet du conteneur de réception des déchets. 8-8- RIDEAUX D’AIR Le calcul de consommation de rideaux d’air a été fait en prenant en compte un volume d’air entrant à 0,2 m/s, situation très courante dans ce type de bâtiment et la température moyenne extérieure de septembre à juin. Deux types de portes ont été considérés : 2,20x1,80 et 2,50x2,40 (ml) Pour les sites pilotes les consommations correspondant aux rideaux d’air des portes d’accès sont indiqués dans le tableau suivant :

Nombre de

portes Dimensions


Galerie Marchande (zone H1) 4 2,50 x 2,40 77 600 kWh/an

Supermarché (zone H2) 1 2,20 x 1,80 8 900 kWh/an

Magasin spécialisé (zone H2) 1 2,20 x 1,80 8 900 kWh/an


CHAPITRE 9 - FOURCHETTES DE REFERENTIELS Les équipements énergivores peuvent faire l’objet de référentiels. Des indicateurs seront mis en place en tenant compte des paramètres caractéristiques des sites, comme :

-la température intérieure -l’hygrométrie intérieure -la température extérieure -la consigne des températures -la luminosité extérieure -la luminosité intérieure -les horaires d'ouverture -le CA des produits transformés La présente étude permet d’établir des fourchettes d’indicateurs pour les sites pilotes. Leurs valeurs sont établies en énergie finale. Elles ne sont que des ordres de grandeur des niveaux de performance qui peuvent être atteints. L’unité de base proposée pour ces indicateurs est la consommation ramenée au m2 de SV, car cette valeur est caractéristique d’un site commercial.


9-1- INDICATEURS HYPERMARCHE

Surface de vente : 18 000 m²

CONSOMMATION INDICATEUR

kWh kWh/m

2 de

surface de vente

Valeur haute

Valeur basse

Maxi Mini

ECLAIRAGE

Surface de vente 1 213 800 789 000

Ligne de caisses 34 000 34 000

Réserves 110 000 110 000

Ateliers chambres froides 27 000 27 000

Bureaux, locaux sociaux 124 000 124 000

Total 1 508 800 1 084 000 84 60

TRAITEMENT DE L'AIR

Surface de vente 732 000 400 000 41 22

FROID COMMERCIAL 3 232 777 1 452 510 180 81

ATELIERS CUISSON 1 025 000 1 025 000 57 57

EQUIPEMENTS DIVERS

Equipement d'encaissement et de gestion (pris en compte avec le poste onduleur)

Appareils de transports

Transpalettes 66 000 66 000

Ascenseur, escalier mécanique

Traitement des déchets 22 000 22 000

Rayons spécifiques 120 000 120 000

Transformation 150 000 150 000

Onduleurs 575 000 575 000

Total équipements divers 933 000 933 000 52 52

TOTAL 7 431 577 4 894 510 413 272

DIVERS 5% 371 579 244 726 21 14

TOTAL GENERAL 7 803 156 5 139 236 434 286


9-2- INDICATEURS GALERIE MARCHANDE

Surface du mail : 5 571 m²


kWh kWh/m2 MAIL

Valeur haute Valeur basse

MAXI MINI

ECLAIRAGE

Mail 240 000 240 000


Total 248 000 248 000 45 45

TRAITEMENT DE L'AIR

Mail 480 000 114 000 86 20

EQUIPEMENTS DIVERS

Appareils de transports :

Ascenseur, escalier mécanique 96 000 96 000

Transformation 50 000 50 000

Rideaux d'air 77 600 77 600


TOTAL 951 600 585 600 171 105

DIVERS 5% 47 580 29 280 9 5

TOTAL GENERAL 999 180 614 880 179 110


9-3- INDICATEURS SUPERMARCHE



kWh kWh/m

2 de

surface de vente

Valeur haute Valeur basse Maxi Mini

ECLAIRAGE

Surface de vente 138 000 138 000

Ligne de caisses

Réserves 11 000 11 000

Ateliers chambres froides 11 900 11 900

Mail 40 600 40 600


Total 206 500 206 500 83 83

TRAITEMENT DE L'AIR

Surface de vente 85 000 40 000 34 16

FROID COMMERCIAL 693 200 428 000 277 171

ATELIERS CUISSON 76 000 76 000 30 30

EQUIPEMENTS DIVERS

Equipement d'encaissement et de gestion (pris en compte avec le poste onduleur)

Appareils de transports

Transpalettes 5 400 5 400


Traitement des déchets 6 000 6 000

Rayons spécifiques

Transformation

Onduleurs 96 000 96 000


TOTAL 1 177 000 866 800 471 347

DIVERS 5% 58 850 43 340 24 17

TOTAL GENERAL 1 235 850 910 140 494 364


9-4- INDICATEURS MAGASIN SPECIALISE


Surface de vente + auvent extérieur : 2 710 m²


kWh kWh/m

2 de

surface de vente

Valeur haute Valeur basse Maxi Mini

ECLAIRAGE

Surface de vente 121 000 121 000

Ligne de caisses

Réserves 12 000 12 000


Auvent extérieur 8 000 8 000

Total 143 000 143 000 53 53

TRAITEMENT DE L'AIR

Surface de vente 49 000 47 000 20 19

EQUIPEMENTS DIVERS

Rayons spécifiques 15 000 15 000

Transformation

Onduleurs 32 000 32 000

Equipements d'encaissement et de gestion (pris en compte avec le poste onduleur)

Traitement des déchets 1 300 1300



TOTAL 249 200 247 200 95 94

DIVERS (5%) 12 460 12 360 5 5

TOTAL GENERAL 261 660 259 560 100 99


CHAPITRE 10 - PERENNISATION DES PERFORMANCES ENERGETIQUES

10-1- CONTEXTE

Les bâtiments sont pour la plupart découpés en lots techniques, et il est souvent difficile de responsabiliser l’ensemble des acteurs pour atteindre de façon durable un objectif défini de performance énergétique. Pourtant, les nouvelles dispositions réglementaires qui seront prochainement en application (Grenelle de l’environnement) devront de plus en plus inciter non seulement les exploitants du magasin, mais également les prescripteurs, les installateurs et les sociétés de maintenance à maintenir de façon pérenne la configuration énergétique idéale. Même s’il existe aujourd’hui des systèmes de télésurveillance et de télégestion, les exploitants en GMS ne disposent pas actuellement d’outils de suivi des performances et de pilotage énergétique et de solutions de reporting standardisées. Un deuxième point important concerne la gestion de la maintenance d’un magasin. L’amélioration des performances énergétiques s’accompagne d’une amélioration des réglages, en particulier des points de consignes, que l’on retrouve par exemple dans les systèmes de froid commercial et de chauffage/climatisation. Il est illusoire de vouloir obtenir des gains énergétiques pérennes sans impliquer, dès le départ, l’ensemble des acteurs du métier, et de les accompagner dans un changement radical de culture. La technologie seule n’a jamais réussi à modifier radicalement les habitudes. Cette notion de « change management », terme bien connu et largement appliqué avec succès dans les pays Anglo Saxons, est probablement un des aspects fondamentaux pour réussir le pari de réduire de façon pérenne les consommations énergétiques dans la grande distribution tout en maîtrisant les coûts de maintenance.

10-2- METHODE

On retrouve classiquement, dans les magasins de grande distribution, les équipements énergivores suivants :

- systèmes de réfrigération alimentaire - systèmes de chauffage / climatisation - systèmes d’éclairages - systèmes divers : élévateurs de charges, ateliers de fabrication…

La répartition des consommations n’est pas fixe d’un magasin à l’autre. Certains systèmes peuvent être absents (comme par exemple en GMS non alimentaire où on ne retrouve pas d’équipements de réfrigération alimentaire). Il n’y a donc pas de règle générale. Mais, de façon générale, un des aspects de la « mauvaise utilisation énergétique » de ces équipements a conduit par le passé à utiliser des équipements pour des applications non rentables du point de vue énergétique. C’est le cas par exemple lorsque les meubles de vente réfrigérés servent indirectement à « climatiser » le magasin, avec de très mauvais coefficients de performances et des surconsommations en cycles de dégivrage. Il est donc essentiel de pouvoir mesurer et agir sur l’ensemble des postes énergie de façon indépendante.


La méthode idéale pour assurer un suivi pérenne des efficacités énergétiques comprend 3 étapes, orchestrées par un expert externe en efficacité énergétique: Déterminer le profil énergétique du magasin : Automatiser le monitoring et analyser les données Améliorer les efficacités énergétiques et assurer la pérennité des nouvelles performances énergétiques Ces trois étapes sont reprises plus en détail ci-dessous : A- Déterminer le profil énergétique du magasin Procéder à un audit énergétique du magasin, à un relevé des équipements existants et des réglages actuels, collecter toutes les informations des consommations réelles sur les 3 dernières années (factures, relevés à distance, données informatiques de préférence). Analyser les résultats et éditer un diagramme des répartitions des consommations (profil des consommations et profil des charges), afin d’agir sur le « plus grand consommateur ». Proposer la mise en place de solutions adaptées et éprouvées pour les différents lots techniques. B- Automatiser le monitoring et analyser les données

Etudier et mettre en place des fonctions d’automatisme et de télégestion qui dialoguent avec les systèmes froid/clim/chauffage/éclairage, afin de maintenir une limite des consommations, en utilisant les équipements électroniques existant lorsque c’est possible. Analyser l’influence énergétique réciproque entre les postes et proposer des solutions adéquates (exemple : la fermeture des meubles de vente réfrigérés peut nécessiter la mise en place d’une climatisation dans le magasin). Utiliser des algorithmes en mode ASP (Application Service Provider) pour intégrer l’ensemble des facteurs climatiques du magasin, et corréler les consommations aux prévisions. Former l’ensemble des utilisateurs à de nouvelles règles de bonnes pratiques énergétiques C- Améliorer les efficacités énergétiques et assurer la pérennité des nouvelles performances énergétiques Organiser le monitoring permanent et en temps réel des efficacités énergétiques. Analyser et traiter en continu les données de l’ensemble des équipements, éditer les indicateurs de performance énergétiques, des rapports standardisés et spécialisés, permettant à l’ensemble des acteurs d’améliorer leur propres interventions (tableaux de bords accessibles par Web à plusieurs niveaux de login)

Proposer des solutions d’amélioration des efficacités énergétiques

Mettre en place de nouveaux types d’alarme appelés « alarmes énergétiques pro-actives », représentant en temps réel les dérives des consommations par rapport au prédictif, et permettant d’agir rapidement pour revenir dans un état de consommation « idéale ».


10-3- ORGANISATION ET MOYENS Pour qu’un site commercial atteigne des niveaux d’efficacité énergétique tels de façon pérenne, il est nécessaire d’agir en interne et en externe en relation avec le spécialiste en efficacité énergétique: Interne

Organiser les réunions de pré-diagnostic sur site en coordination avec le responsable technique du site. Ces personnes connaissent mieux que quiconque les habitudes techniques de leur site (éclairages, chauffage, froid commercial, climatisation), et peuvent indiquer les défauts les plus connus. Déterminer les équipements les plus énergivores : établir la cartographie technique des équipements et leurs interactions éventuelles (exemple : pompage sur des systèmes adjacents chauffage et climatisation). Déterminer la consommation de référence (baseline) qui servira à suivre les améliorations d’efficacités énergétiques et à établir des comparaisons référentielles (benchmarking). Former le responsable technique et les équipes techniques à l’utilisation des systèmes de gestion d’énergie (tableaux de bords, paramétrages, rapports, alarmes énergie,..). Organiser des formations spécifiques pour sensibiliser le personnel sur site sur les notions d’économies d’énergie et des nouvelles fonctionnalités des systèmes

Externe

Utiliser des téléopérateurs experts dans leur domaine pour corriger immédiatement les dérives énergétiques en relation avec les services de maintenance des sites surveillés.

Organiser sur site les réunions techniques de pré-diagnostic avec les différents corps de métier (électricien, frigoriste, chauffagiste). Prévoir des formations techniques spécifiques pour les différents corps de métier. Organiser des formations de changement de comportement (« change management ») aussi bien pour les intervenants externes que pour les utilisateurs du site

10-4- MATERIEL

-Mise en place de compteurs d’énergie Selon l’importance du site, les comptages peuvent être réduits aux principaux postes de consommation. Dans ce cas par magasin il peut être préconisé six sous- comptages :

froid alimentaire négatif froid alimentaire positif chauffage ventilation climatisation éclairage ateliers de fabrication (boulangerie/traiteur) divers (ECS/Hottes/pompes…)


Ou on peut désirer mettre en place un suivi détaillé des performances énergétiques des magasins. Voici ci-dessous un descriptif de comptages pour les lots les plus « énergivores » ; L’ensemble de ces éléments fournira une approche réaliste des consommations énergétiques. FROID :

- Production frigorifique :

Nombre d’heure de fonctionnement des compresseurs (comptage par moteur) Nombre de démarrage des compresseurs (comptage par moteur) Nombre d’heure de fonctionnement des ventilo condenseur (comptage par moteur) – seulement si condensation à air Nombre de démarrage des ventilo condenseur (comptage par moteur) – seulement si condensation à air - Chambre froide : Nombre d’heure de fonctionnement des ventilations de chambres froides positives Nombre de démarrage des ventilations de chambres froides positives Nombre d’heure de fonctionnement des ventilations de chambres froides négatives Nombre de démarrage ventilations de chambres froides négatives Nombre d’heure de fonctionnement des éclairages des chambres froides positives Nombre d’heure de fonctionnement des éclairages des chambres froides négatives Nombre d’heure de fonctionnement des résistances électriques de dégivrage des chambres froides - Meuble réfrigéré : Nombre d’heure de fonctionnement des ventilations des meubles réfrigérés positifs Nombre de démarrage des ventilations des meubles réfrigérés positifs Nombre d’heure de fonctionnement des ventilations des meubles réfrigérés négatifs Nombre de démarrage des ventilations des meubles réfrigérés négatifs Nombre d’heure de fonctionnement des résistances électriques des meubles réfrigérés CVC :

- Production et distribution : Nombre d’heure de fonctionnement des systèmes de production de chaleur et/ou climatisation (chaudière, pompe à chaleur, …) Nombre de démarrage des systèmes de production (comptage par système) Nombre d’heure de fonctionnement des organes de circulation (pompe, ventilateur, ….) Nombre de démarrage des organes de circulation

- Terminaux :

Nombre d’heure de fonctionnement des terminaux (seulement pour les appareils équipés de ventilation) Nombre de démarrage des terminaux (seulement pour les appareils équipés de ventilation)


ELECTRICITE :

- Alimentation : Comptage électrique général Comptage énergie réactive Nombre d’heure de fonctionnement des appareils de grosse puissance (cuisson, ….) Nombre de démarrage des organes des appareils de grosse puissance

- Eclairage :

Nombre d’heure de fonctionnement des éclairages Afin d’optimiser l’interprétation des résultats, plusieurs zones seront définies (spécifique, SDV, sociaux, extérieur, parking, ….) Nota : Afin de minimiser les coûts de ces comptages, il serait judicieux de rassembler les petits postes similaires sur un comptage. Par exemple, pour le comptage des heures de ventilation des chambres froides ou des MFV, on peut envisager un comptage général pour les positives et un comptage général pour les négatives (pas de comptage unitaire par chambre ou par meuble). Ces compteurs seront mis en réseau (bus) sur un serveur local de collecte de données, relié par ADSL à un serveur de stockage et de traitement à distance.

Pour les alarmes de dérive énergétique, il est préconisé des compteurs qui communiquent (comme un module) sur le bus du système installé. Ils permettent de connaître les consommations instantanées et d'avoir une surveillance immédiate. (Contrairement au système de comptage par impulsion qui donne une valeur moyenne entre deux impulsions).

-Mise en place d’une « intelligence du site » Les différents équipements d’un magasin utilisent souvent des protocoles de communication différents. Il est donc nécessaire de mettre en place une GTB qui puisse intégrer ces différents protocoles au moyen d’un seul outil de programmation. Cette GTB permettra de disposer de fonctions centralisées à disposition des utilisateurs. Ce sera une sorte de « hub »d’informations décentralisées en provenance de sous-systèmes. 10-5- TELEGESTION ENERGETIQUE « Combien çà coûte et combien çà rapporte », il est important de disposer d’un outil de télé relève indépendant des équipements installés avec un premier niveau de mise en œuvre à la porté d’un chauffagiste ou d’un électricien. Un outil qui doit rester simple à déployer sur les sites. Des technologies « sans fils » voient le jour. Des solutions plug and play de comptage et de mesure, auto alimentée existent, utilisant des standards (ex. « Zigbee » ), des transmissions automatiques M2M sortantes GPRS –EGDE vers un serveur central pour consolider l’ensemble des données de plusieurs sites sans se perdre lors de l’installation pour le chauffagiste ou l’électricien dans les méandres de l’administrations des réseaux des différents sites à superviser etc. De nombreuses offres constructeurs vont voir le jour en 2010. Elles seront à privilégier pour ne pas avoir à supporter la maintenance des solutions « orphelines » et non standards après quelques années.


S’agissant de systèmes de suivi d’efficacité énergétique sur le long terme, avec collecte de données en temps réel et possibilité de télégestion, il est recommandé d’équiper le site avec une ligne dédiée ADSL (dite ligne ADSL technique).

Le système doit effectuer automatiquement une vérification périodique du bon fonctionnement de la connexion (ligne téléphonique, Gateway, modems). Le système doit offrir la possibilité de connexion sur le réseau LAN et sur un système de télégestion centralisée par Internet. Le navigateur Web pourra permettre une surveillance à distance avec transfert éventuellement à un prestataire de service des alarmes et des données enregistrées. En résumé le système doit répondre aux critères suivants : -Intégrer tous les magasins d’une région -Enregistrer les données mesurées -Couverture du service par un accès à distance avec possibilité de surveillance par un seul opérateur -Permettre différents niveaux d’accès en fonction des différents utilisateurs


CHAPITRE 11 - CONCLUSION D’une part : Le potentiel d’économie d’énergie des sites commerciaux est notable. Des ordres de grandeurs envisageables de réduction des niveaux de consommation sont indiqués dans le tableau suivant. Nota : Ces consommations sont des consommations annuelles totales d’énergie finale par m2 de surface de vente.

Type de surface

Moyenne annuelle des consommations

actuelles

Objectifs de consommations

annuelles possibles

Gain moyen

kWh/m2 de surface de vente

HYPERMARCHE

600 / 650 300 / 450 250

GALERIE MARCHANDE

280 / 300 100 /200 150

SUPERMARCHE

690 350 / 450 290

MAGASIN SPECIALISE

110 100 / 105 NA

Si on valorise pour les sites pilotes ces réductions de consommations, en évaluant le kWh à 0,07 €, on obtient des économies annuelles de fonctionnement suivantes :

Type de surface

Surface de vente

Gain annuel

m2 kWh €

HYPERMARCHE

18 000 4 500 000 300 000

GALERIE MARCHANDE

5 500 800 000 60 000

SUPERMARCHE

2 500 700 000 50 000

MAGASIN SPECIALISE

2 200 100 / 105 NA


Cette diminution du poste consommation permet de dégager des ressources pour financer les investissements en équipements à haute efficacité énergétique. L’évaluation de ce surcoût correspondant, pourrait faire l’objet d’un complément d’étude. La moyenne généralement admise pour ce surcoût est de 10 à 15 %, à vérifier. D’autre part : L’étude, dans ses chapitres précédents, a permis de définir différentes solutions techniques visant à minimiser la consommation énergétique des magasins et à fixer des indicateurs de performance. Notons simplement que ces indicateurs varient largement d’un tiers selon les hypothèses de fonctionnement et d’équipement, ce qui est logique et même probablement inférieur à la réalité. Tout système tendant naturellement vers le désordre (principe d’entropie), il semble important de rappeler que, quelque soit la qualité d’une installation en termes de conception énergétique, les équipements techniques ne seront économes que s’ils sont efficacement utilisés.

Ce qui définit une chaîne « conception usage théorique résultat prévu »

A comparer au principe de réalité « équipements exploitation résultat réel » Chaque site peut être défini par un ratio qui lui est propre qui devra être abordé en termes :

- de définition initiale, afin de fixer un premier critère dès l’entrée en service,

- rectifié dès les premiers mois pour valider le profil énergétique réel,

- puis validé par un contrôle régulier permettant de mesurer les évolutions, corriger les dérives, et tendre vers un optimum.

L’important semble donc de :

- fixer initialement ou a-postériori un ratio « réaliste » du magasin,

- définir, d’un commun accord entre le Maître d’Ouvrage et son prestataire (interne ou externe), les variables de correction (conditions climatiques, fréquentation, tonnage vendu, etc…) permettant une comparaison à conditions à peu près constantes.

La comparaison (suivi énergétique) pourra se faire :

- soit par projection du profil initial rectifié en fonction des conditions réelles,

- soit par projection du profil réel dans les conditions initiales,

cela en rapprochement avec l’échelle de performance des indicateurs. Ce suivi peut être interne ou externe à l’enseigne, en fonction de son degré d’engagement. Il a de toute façon un coût, variable selon le degré de délégation :

- implication et responsabilisation de l’équipe d’exploitation locale,

- sophistication du système de mesure et de contrôle,

- niveau de responsabilité du prestataire (simple reporting, garantie de moyens, ou garantie de résultat).

Sur le plan organisationnel, on peut rappeler quelques points qui semblent importants : -Disposer d’un « responsable énergie » (interne ou externe) dont la mission est de :

- collecter et analyser les factures d’énergie(s), ce qu’il semble ridicule de rappeler mais est rarement réalisé,

- vérifier les dérives (évolution des consommations, réactif, dépassements, optimisation tarifaire, etc..),

- suivre le résultat des actions mises en œuvre (évolution des consommations et du ratio, correctifs, ..).


-Accompagner chaque évolution (travaux, remplacement d ‘équipements) d’une réflexion sur :

- l’impact énergétique et environnemental (combien, pourquoi),

- la mesure du résultat (sous-compteur adapté). Les bonnes idées ne manquant pas en termes d’optimisation technique, il paraît nécessaire :

- de rester réaliste quant à la complexité des systèmes permettant d’en mesurer le résultat (le gain relatif diminuant avec l’augmentation du coût),

- de simplifier le « reporting » en apportant une information simple, pré-traitée, qui sera plus visible qu’une information plus complexe ou trop technique,

- de préciser, en amont, l’impact énergétique et environnemental des actions mises en œuvre, et d’en définir les critères de mesure,

- d’impliquer, d’informer, et de responsabiliser l’équipe de terrain, seule à connaître le quotidien du site (anomalies, imprévus, ..), ce qui passe notamment par la formation des salariés et prestataires.

Au delà il semble important de favoriser un tissu économique de prestataires locaux afin de développer un réseau de PME source de proximité, d’innovation, et de saine concurrence.

CONCLUSION

Les objectifs de consommation d'énergie finale des grandes et moyennes surfaces vers lesquels il semble que la distribution puisse tendre par des démarches innovantes de ses partenaires (architectes, BET, industriels, équipementiers, prestataires…) sont les suivants : Pour

- Un HYPERMARCHE : 350 kWh par m2 de surface de vente

- Une GALERIE MARCHANDE : 150 kWh par m2 de surface de vente.

- Un SUPERMARCHE : 400 kWh par m2 de surface de vente.

- Un MAGASIN SPECIALISE : 100 kWh par m2 de surface de vente.

ETUDE SITE COMMERCIAL A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE …

Documents

Transcript of ETUDE SITE COMMERCIAL A HAUTE EFFICACITE ENERGETIQUE …