Constructions HQE : un nouveau modèle architectural pour ...
HQE Performance - thématique environnement - Capitalisation des résultats - Analyse statistique
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HQE PerformanceThématique Environnement
ICEB Café
28 avril 2014
Capitalisation des résultats - Analyse statistique
Direction Energie Environnement
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance
Une démarche performancielle. De la démarche au résultat Prouvez-le !
Repositionner les enjeux Pour avoir des bâtiments + performants, il faut aller chercher ailleurs Du multicritère pour prendre des décisions éclairées
Qu’est ce qu’un bon bâtiment ? Où sont les enjeux ? Pour qui ? Fabricants, architectes, fournisseurs
d’énergie ? Quelles sont les marges de manœuvre ? Pour qui ? Comment avoir confiance dans les résultats pour prendre des décisions
sans incertitude ? Quel usage pour la conception et l’évaluation ?
2 28/04/2014
L’ACV comme outil de conception
Passer de la théorie à la pratique
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance
Rendre l’ACV opérationnelle : HQE Performance
3 28/04/2014
Performance
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance
Le projet HQE Performance
4
• Qu’est ce qu’un bon bâtiment ? • Quels ordres de grandeurs ? • Quels enjeux ? • Quelles marges de manœuvre
? leviers d’action ?• Des échelles de références ?
• Comment l’évaluer ?• Un cadre dans un cadre • Cadre opérationnel ? • Outils disponibles ?
• Qui doit l’évaluer ? • Des acteurs formés à l’ACV
• Nouvelles compétences
• ACV adaptées aux pratiques• Quelles données ?
• Une dynamique
Performance…l’expérimentation
GTIndicateurs Env.
28/04/2014
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance 28/04/2014
230 composants
L’expérimentation en quelques chiffres
5
141Bâtiments modélisés
67En 2012
> 10Modes constructifs
3Guides méthodologiques
8Contributeurs étudiés
16indicateurs
14 Lots
50 100ans
DVP
xxEquipes engagés
8 mois
GT ind Env
4 mois
Modélisation
10 moisD’analyse
10/15 jours/projet
1Outil
235 pages
+annexeRapport final
1125 FDES
120 PEP
3typologies
Performance…l’expérimentation
Contributeur produits et matériaux de construction ET équipementsContributeur produits et matériaux de construction ET équipements
Contributeur consommation d’énergie, postes RT
Contributeur consommation d’énergie, postes RT
Contributeur chantierContributeur chantier
Contributeur consommation d’eau et rejets Contributeur consommation d’eau et rejets
Production déchets d’activitéProduction déchets d’activité
Transport des usagersTransport des usagers
Contributeur consommation d’énergie liées au bâti, hors postes RTContributeur consommation d’énergie liées au bâti, hors postes RT
Contributeur consommation d’énergie, liées à l'activité Contributeur consommation d’énergie, liées à l'activité
Synthèse HQE Performance
L’expérimentation HQE Performance : le projet
• Phase II : de mai 2012 à fin 2013
• Financeurs : METL, MEDDE, ADEME
• Maître d’œuvre : Association HQE
• Opérateur scientifique : CSTB (Direction Energie Environnement)
• Accompagnateurs : certificateurs, industriels, grandes entreprises, CETE
• Gouvernance : comité de pilotage multi-acteurs
• Publication / valorisation : Association HQE, CSTB, DHUP
• Retombées : cadre de référence HQE, outils ACV tels qu’ELODIE, certifications, labels, observatoires, international, etc.
6
Performance…l’expérimentation
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Résultats : Tous contributeurs confondus
7
Synthèse HQE Performance
Démarche d’analyse statistique
Pou
r ch
aq
ue in
dic
ate
ur
8 Lieu de la présentation - 12/04/23
Hors contributeurs déplacements des
usagers et déchets d’activité
Synthèse HQE Performance
Synthèse des résultats par contributeur
Immeubles collectifs (échantillon 2012-2013)
9 Lieu de la présentation - 12/04/23
EMISSIONS DE POLLUANTS
Contributeur Correspondance EN 15978E.primaire.totale
[KWh/m²SHON/an]E.non.renouv
[KWh/m²SHON/an]Conso.eau
[L/m²SHON/an]Chgt Clim.
[kg-eqCO2/m²SHON/an]D.inertes
[kg/m²SHON/an]D.non.dang
[kg/m²SHON/an]D.dang.
[kg/m²SHON/an]
TOTAL 6 CONTRIBUTEURS [modules A-B-C] 225 210 1930 23 60 11 0,7
soit en % soit en % soit en % soit en % soit en % soit en % soit en %
CHANTIER [module A5] 1% 1% 0% 2% 21% 0% 0%
EAU [module B7] 1% 1% 76% 2% 2% 2% 33%
ENERGIE - postes RT [module B6] 27% 24% 2% 37% 0% 2% 0%
ENERGIE - spécifique (bâti) [module B6] 17% 19% 5% 5% 0% 4% 0%
ENERGIE - spécifique (activité) [module B6] 33% 36% 9% 9% 0% 8% 0%
PRODUITS et EQUIPEMENTS [modules A-B-C] 20% 19% 8% 44% 76% 84% 66%
Durée d'analyse / Période d'étude référence / DVP: 50 ans
CONSOMMATION D'ENERGIE et D'EAU PRODUCTION DE DECHETS
Expérimentation HQE Performance (synthèse des résultats pour l'échantillon 2012-2013 de 63 bâtiments)
Fort enjeu sur les consommations d’énergie liées à l’activité (électroménager, bureautique…)
Contribution des produits et équipements : entre 40 et 50 kWhep/m2
SHON/an
Enjeu sur les usages liés au bâti hors postes RT (à creuser car résultats pas assez fiables)
Contribution prédominante des produits et équipements
Synthèse HQE Performance
Résultats :Contributeur produits et
équipements10
Synthèse HQE Performance
Démarche d’analyse statistique
11 Lieu de la présentation - 12/04/23
Pou
r ch
aq
ue in
dic
ate
ur
Synthèse HQE Performance
Synthèse des résultats pour le contributeur « produits et équipements » (14 lots)
12
EMISSIONS DANS L'AIR
ContributeursCorrespondance modules de la norme EN 15978
E. primaire totale[kWh/m²SHON/an]
E. non renouvelable[kWh/m²SHON/an]
Conso d'eau[L/m²SHON/an]
Changement climatique[kg-eqCO2/m²SHON/an]
Inertes[kg/m²SHON/an]
Non dangereux[kg/m²SHON/an]
Dangereux[kg/m²SHON/an]
PRODUITS et EQUIPEMENTS 50 42 150 10,5 32 10 0,4
soit en % soit en % soit en % soit en % soit en % soit en % soit en %
Lot 1 - VRD [modules A-B-C] 4% 4% 2% 2% 8% 3% 1%
Lot 2 - Fondations et infra. [modules A-B-C] 9% 10% 14% 14% 36% 13% 1%
Lot 3 - Superstructure [modules A-B-C] 21% 23% 25% 28% 43% 36% 2%
Lot 4 - Couverture [modules A-B-C] 5% 6% 5% 2% 4% 3% 4%
Lot 5 - Cloisonnement intérieurs [modules A-B-C] 9% 7% 5% 6% 0% 9% 10%
Lot 6 - Façades extérieures [modules A-B-C] 12% 12% 15% 10% 2% 8% 37%
Lot 7 - Revêtements [modules A-B-C] 12% 13% 9% 7% 7% 4% 20%
Lot 8 - CVC [modules A-B-C] 8% 9% 8% 9% 1% 13% 11%
Lot 9 - Installations sanitaires [modules A-B-C] 5% 5% 3% 2% 1% 1% 3%
Lot 10 - Réseaux électriques [modules A-B-C] 3% 3% 1% 2% 0% 0% 6%
Lot 11 - Sécurité [modules A-B-C] 0% 0% 0% 1% 0% 0% 0%
Lot 12 - Eclairage [modules A-B-C] 1% 1% 1% 1% 0% 0% 2%
Lot 13 - Ascenseurs [modules A-B-C] 5% 0% 3% 4% 0% 0% 0%
Lot 14 - Equipements de PLE [modules A-B-C] 7% 7% 9% 12% 0% 9% 3%
Synthèse des résultats HQE Performance pour l'échantillon 2012-2013 (17 immeubles collectifs)
DVP = 50 ans
CONSOMMATION D'ENERGIE et D'EAU PRODUCTION DE DECHETS
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Résultats :Comment les utiliser ?
13
Synthèse HQE Performance
Comment utiliser les résultats HQE Performance ?
14
Des résultats déjà exploités par des outils…
Création et description
des composants, libres ou suivant un
modèle
Création et description
des composants, libres ou suivant un
modèle
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Comment utiliser les résultats HQE Performance ?
15
Valeurs médianes
HQE Performance
Valeurs médianes
HQE Performance
Des résultats déjà exploités par des outils…
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Démarche d’auto-vérification
16 28/04/2014
Comment utiliser les résultats HQE Performance ?
Synthèse HQE Performance
Résultats :Analyses croisées
Mieux cerner l’influence des paramètres systèmes constructifs, zones climatiques, et vecteurs énergétiques
pour le poste chauffage17
Synthèse HQE Performance
Organisation des résultatsPartie 1
18 12/04/23
Nuages de points avec influences croisées de différents paramètres pour les 3 typologies maisons individuelles (MI), immeubles collectifs (IC), bâtiments de bureaux (BB)
3 paramètres analysés• Zone climatique• Système constructif + zone
climatique• Vecteur énergétique (chauffage)
+ zone climatique
Résultats présentés pour les indicateurs suivants:
• Énergie primaire totale, • Énergie non renouvelable, • Changement climatique,
Synthèse HQE Performance
Organisation des résultatsPartie 2
19 12/04/23
Boxplots pour les 3 contributeurs produits et équipements + consommation d’énergie postes RT + consommation d’eau et pour les 3 typologies (MI, IC, BB)
3 paramètres analysés• Système constructif• Zone climatique• Vecteur énergétique (chauffage)
Résultats présentés pour les indicateurs suivants:
• Énergie primaire totale, • Énergie non renouvelable, • Changement climatique, • Déchets radioactifs,• Déchets inertes et non dangereux
Synthèse HQE Performance
HQE PerformancePerspectives
20
Synthèse HQE Performance
HQE Performance
Des résultats qui nous fixent les priorités
Des résultats qui nous orientent dans la
recherche de solutions
Un cadre d’évaluation rigoureux et
partagé
Une qualité de modélisation en net
progrès
Un apprentissage réussi
Une meilleure maturité des données et
des outils
21 28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Au-delà de HQE Performance
Les données énergie, quels enjeux ?
Prise en compte de la PLE, quels enjeux ?
Distinguer les paramètres influents ?
Comment partager des résultats
Des outils adaptés aux pratiques
Des pratiques intégrant l’ACV
La reproductibilité des ACV
22
Des outils formés
aux acteurs
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Au-delà de HQE PerformanceAnalyses paramétriques
23
Synthèse HQE Performance
Etudes paramétriques sur la performance environnementale des bâtiments
24
POURQUOI ?Vers un label environnemental avec cibles performantielles…
Application massive de l’évaluation de la PEB besoin de valeurs seuil pour définir des exigences quantifiées
Choix architecturaux
Contraintes locales d’implantation
Cibles environnementale
s
D’où, système de coefficients de modulation = ne pas pénaliser certains choix/localisations = assurer la diversité des projets
Quels paramètres ? A l’instar de la
RT…
Coefficient de modulation des résultats d’étude thermique en fonction des zones géographiques et
altitude
Coefficient de modulation de l’ACV bâtiment
Conception bâtiment
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Etudes paramétriques sur la performance environnementale des bâtiments
25
• Paramètres couplés (notamment entre contraintes locales et architecturales) = ne pas différencier uniquement par typologie…
• Ne pas « gommer » l’influence des paramètres dont la prise en compte = pertinente pour la conception
COMMENT ? Réalisation d’études paramétriques = apprécier l’influence des variables de l’ACV bâtiment sur les résultats
Exemple contraintes locales:•Profondeur hors gel•Zone vent•Zone enneigement•Nature du sol et profondeur d’assise du bon sol•Altitude•Zone sismique
Etude de sensibilité de chaque paramètre
ENR CO2 Eau Déchets
??
?
?
1. Etude entre cas min et max pour couvrir l’intervalle complet2. Si écart non négligeable, 1 cas d’étude par zone (selon cartographie de la
contrainte étudiée) Voir si toutes zones doivent être traitées séparément ou simplification possible
3. Détermination d’un jeu de coefficient
Par typologie
28/04/2014
Synthèse HQE Performance
Au-delà de HQE PerformanceDonner confiance dans les ACV
26
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance27
Comparaison de variantes
Valeurs
d’impacts Normalisation
Analyse de sensibilité
Class. 1ère Ecarts Poids Robustesse
Energie primaire totale
1 - 4 %
+++
Consommation d'eau totale
25 - 37 %
Déchets éliminés
7 - 25 %
++
Déchets radioactifs
107 - 116 %
+ Changement climatique
5 - 13 %
+++
Acidification atmosphérique
21 - 28 %
+ Formation d'ozone photochimique
114 - 147 %
+
La reproductibilité des études
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance28
Des recommandations Pour les éditeurs d’outils Pour des données environnementales
génériques adaptées Pour ceux qui fixent le cadre des
évaluations
20/06/2013
La reproductibilité des études
Les résultats du projet HQE Performance
Intégrer l’ACV dans la conception
29
Les résultats du projet HQE Performance
Cas général : non prise en compte des critères environnementaux dans les choix de conception, ou bien tardivement (second œuvre …)
Cas « idéal » : Intégration des critères environnementaux dans la majorité des phases de décision du projet
En partant du cas général, intégration de l’ACV (en intégrant aussi une notion de coût global) pour les processus décisionnels suivants :
Choix structurels Choix des façades Choix énergétiques Choix du second œuvre
Intégrer l’ACV dans la conception
30
Les résultats du projet HQE Performance
Processus décisionnel pour les choix structurels
31
Les résultats du projet HQE Performance
Exemple de schéma organisationnel envisageable
32
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance
S’insérer dans les pratiques
33 20/06/2013
Description des composants
Description des composants
DPGF, plans, CCTP…
Consommations d’énergieConsommations d’énergieRSET
Ratio, collecte, statistiques
Etudes RT, STD…
Déplacements des usagers
Déplacements des usagers
Ratio, collecte, statistiques
Ratio, collecte, statistiques
Résultats-
PerformancesEnvironnementales
du Bâtiment
Résultats-
PerformancesEnvironnementales
du Bâtiment
ChantierChantier
Consommations et rejets d’eau
Consommations et rejets d’eau
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance
S’insérer dans les pratiques
34
Esquisse Sketchup
Alcyone : modélisation 3D
Pleiades + Comfie
28/04/2014
Les résultats du projet HQE PerformanceLes résultats du projet HQE Performance
Conclusion
35 12/04/23
Perspectives
Un cadre
Une pratique Un retour d’expérience
Une analyse
Valorisation
Recherche de
solutions
Consolidation
Insertion dans les
pratiques
Mesures incitatives
… une démarche vivante !
Entrez dans le mouvement de la performance et de la qualité de vie
36
beHQE
Synthèse HQE Performance
Pour en savoir plus…
Titre et auteurs du rapport scientifique CSTB : Capitalisation des résultats de l’expérimentation HQE Performance – Analyse statistiqueLEBERT Alexandra, LASVAUX Sébastien, GRANNEC Francis, NIBEL Sylviane, ACHIM Fanny, SCHIOPU Nicoleta, CHEVALIER Jacques
Contacts : CSTB - Alexandra Lebert : [email protected] Association HQE : Anne-Sophie Perrissin-FabertMETL-MEDDE / DHUP : Hadjira Schmitt-Foudhil
Web : Association HQE, projet HQE Performance http://assohqe.org/hqe/spip.php?rubrique10
37 12/04/23