Villes et services durables - Contribution Conseil de développement Nantes

Contribution à

Ville et services durables

Contribution d’un groupe d’élèves ingénieursde l’École Centrale de Nantes

DE LA TORRE VictoriaDUFREIGNE Jean-PhilippeGAUTHIER AxelMAHE Kevin

Conseil de développement - Tour Bretagne - 44047 Nantes Cedex 1 / 02 40 99 49 36 / [email protected] / www.nantes-citoyennete.com

Projet de territoireà l'horizon 2030

Délégation "Enjeux du développement durable"Animation : Pierre Biche, Richard Marty

avril 2011

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Sommaire Introduction ....................................................................................................................................... 3

I) Réalisation d'un sondage auprès des étudiants en école d'ingénieur............................................ 4

1. Présentation du sondage et des participants...................................................................... 4

2. Analyse des résultats........................................................................................................... 5

a) Connaissances générales................................................................................................. 5

b) La ville de Nantes ............................................................................................................ 5

c) Production d’énergie....................................................................................................... 9

d) Gestes au quotidien ...................................................................................................... 11

e) Communication............................................................................................................. 18

f) Page d’expression ............................................................................................................. 20

3. Conclusion......................................................................................................................... 20

II) Propositions pour une utilisation plus rationnelle et éco-‐responsable de l'énergie ................... 22

1) Dans le domaine des transports .............................................................................................. 22

2. La production d'énergie : le recours aux énergies renouvelables ........................................... 27

3. Dans le domaine du bâtiment.................................................................................................. 44

4. Le bâtiment intégré dans son quartier : la notion d'éco-‐quartiers .......................................... 58

a) Analyse de quelques écoquartiers de la métropole Nantaise ............................................. 58

b) Nantes Ecocité ..................................................................................................................... 61

c) De nouveaux exemples innovants ....................................................................................... 62

Conclusion........................................................................................................................................ 66

3

Introduction

Ce travail nous a été confié par le Conseil de développement de Nantes métropole dans le

cadre de l'élaboration du nouveau projet de territoire à l'horizon 2030. Cette vaste démarche prospective intitulée "Ma ville demain" consiste à définir un nouveau projet d'avenir pour le territoire et déterminer une ligne directrice à un horizon de 20 ans. Dans ce contexte de réflexion prospective, le Conseil de Développement a un rôle actif à jouer. En tant qu'assemblée citoyenne pouvant s'exprimer librement, elle vise à proposer des solutions qui semblent pertinentes aux yeux des citoyens participants. Le Conseil est composé de diverses délégations parmi lesquelles la délégation "Enjeux du Développement Durable". C'est ainsi que pour établir des propositions, le point de vue de la population jeune intéressait la délégation, afin de savoir comment ils perçoivent la ville d'un point de vue environnemental et comment ils veulent la voir dans les années à venir. Quelle orientation énergétique et environnementale doit-‐on donner au territoire nantais ? C'est pour apporter des éléments de réponse et contribuer à ce vaste projet que nous avons réalisé ce projet.

Notre travail s'est ainsi décomposé selon 2 volets principaux : • Tout d'abord, nous avons réalisé un sondage auprès des futurs ingénieurs des

écoles nantaises afin de recueillir leur ressenti sur la notion de développement durable, ce qu'ils en attendent et les priorités en termes d'actions à mener

• Ensuite, partant de ces avis, nous avons mené une réflexion spécifique sur la gestion de l'énergie sur la ville de Nantes. Cette réflexion nous a mené à établir des propositions qu'il nous semblerait intéressant de mettre en place pour la ville et une utilisation plus rationnelle de l'énergie.

4

I) Réalisation d'un sondage auprès des étudiants en école d'ingénieur

1. Présentation du sondage et des participants

L'objectif de ce sondage était simple : recueillir le point de vue des futurs jeunes ingénieurs sur le thème du développement durable, la perception qu'ils en ont, leur avis sur les politiques menées au niveau tant bien national que local, les actions qu'ils jugeraient pertinentes. En outre, l'accent a été porté sur les modes de vie, les gestes quotidiens faits pour économiser les ressources énergétiques.

Nous avons envoyé le sondage le 02/02/2011 aux élèves de l’Ecole Centrale de Nantes. Nous l'avons également envoyé aux écoles suivantes : EMN (Ecole des Mines de Nantes), ICAM (Institut Catholique des Arts et Métiers), ESsB (Ecole Supérieure du Bois), Polytech’Nantes, et ENSAN (Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Nantes). Nous avons donc contacté (et relancé) les responsables étudiants de ces écoles en leur demandant de diffuser ce questionnaire. Le contact avec l’EMN a fonctionné (tardivement mais mieux vaut tard que jamais) puisque le 12/03/2011, nous avons commencé à recevoir des réponses de cette école. Malheureusement, les contacts avec les autres écoles n’ont pas abouti.

Nous avons obtenu 125 réponses au total. Seules 111 réponses sont exploitables. La population interrogée provient pour 72% de l’Ecole Centrale de Nantes.

Il est important de noter que sur l’ensemble des participants, 55% suivent des cours en relation avec le développement durable. Parmi ces cours, on peut différencier quatre catégories :

1/ Des enseignements (Villes et services durables, Energétique, Management par la qualité, génie des systèmes énergétiques, Génie de l’environnement, )

2/ Des masters (Sciences et techniques des environnements urbains)

3/ Des enseignements de type « électif » (Environnement, Ecodesign, Energies nouvelles, Eau, Hydrologie, Chimie verte)

4/ Des évènements participatifs : « Et toi demain », cycle de conférences autour du développement durable

Les différents graphiques du sondage seront intitulés selon la question posée à la population.

5

2. Analyse des résultats

a) Connaissances générales

L’enseignement du développement durable Sur l’ensemble des participants, seuls 37% affirment connaître les trois piliers du développement

durable. Ce résultat est étonnant au vu du pourcentage d’étudiants qui suivent des cours intégrant le développement durable. En effet, cela peut être dû à une intégration des concepts de développement durable dans beaucoup de cours mais pas dans un cours dédié.

Ainsi, le développement durable n’est pas étudié comme un mode de conception mais plutôt comme une finalité. D’autre part, on n’étudie pas le développement durable selon ces principes mais plutôt par la philosophie de ses actions.

Notion d’action Par ce sondage, on a pu réaliser et mettre en avant le fait que la notion de responsabilité au

niveau du développement durable était prise en charge par les associations pour l’instant et que les étudiants espèrent pouvoir accorder plus de responsabilités à l’Etat. Ainsi, nous espérons que la démarche d’enseignement auprès des jeunes générations pourra se concrétiser dans les institutions. Les résultats exacts de la responsabilité du développement durable accordée par les étudiants sont présentés ci-‐dessous.

b) La ville de Nantes

Le développement durable à Nantes Nous avons dirigé une partie de ce sondage sur l’échelle de la ville de Nantes dans le but d’avoir

les ressentis des futurs ingénieurs nantais sur la région de leurs études. Ainsi, on remarque que les personnes interrogées sont optimistes par rapport à la politique de développement durable de la ville.

6,36%

16,36%

13,64%

50,91%

7,27%

Selon vous, parmi les ins0tu0ons suivantes, laquelle agit le plus en faveur du développement

durable ?

Etat

Région

Département

Associaqons

Entreprises privées

48,18%

11,82%

3,64% 0,00%

26,36%

Selon vous, laquelle devrait agir le plus ?

Etat

Région

Département

Associaqons

Entreprises privées

6

A la question « Quelles actions en faveur du développement durable à Nantes pouvez-‐vous citer ? », les réponses se composent comme suit :

-‐ Politique de transport (aéroport, tramway, bicloo, marguerite, transports doux, parkings relais)

-‐ Tri sélectif

-‐ Communication et évènements festifs (conférences, l’autre marché de Noël)

-‐ Espaces verts

-‐ Nouveaux quartiers (Euronantes, Bottière, Villa Déchets, Ecopole)

-‐ Politiques sociales

-‐ Lobbying en faveur de la taxe carbone

La majeure partie des participants au sondage cite la politique de transport et le recyclage comme action de la ville de Nantes en faveur du développement durable. Cette majorité de réponses est due à l’importance de la responsabilisation des habitants nantais sur ces domaines et au fait que ce soit des sujets quotidiens et apparents. On peut interpréter le fait que l’aspect social du développement de Nantes soit mis en avant en reconnaissant que la politique de communication et de sensibilisation de la ville est très développée. Ainsi, un certain sentiment d’appartenance à cette ville a été créé tout au long du développement ancien et actuel de Nantes.

8,18%

65,45%

10,91%

0,91% 14,55%

Selon vous, la ville de Nantes est-‐elle orientée développement durable, de manière générale ?

Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

7

Dans le détail A la question « Selon vous, quels sont les principaux gaspillages d'énergie à Nantes ? », les

réponses furent dans l’ordre d’importance :

-‐ Eclairage

-‐ Transports

-‐ Chauffage, climatisation et mauvaise isolation des bâtiments

-‐ Politique de tri des déchets pas assez exigeante et absente dans le centre ville

-‐ Décentralisation de services en périphérie de la ville

Paradoxalement par rapport à la question précédente, les remarques se dirigent principalement vers la politique des transports de la ville et une politique de tri des déchets non aboutie. En effet, on remarque ici une volonté pour ces élèves de vouloir voir aboutir les concepts développés par Nantes Métropole sur sa politique de développement durable.

De même, une grande part des votants estime que le principal gaspillage d’énergie à Nantes provient de l’éclairage public et des consommations énergétiques des bâtiments.

Une cause principale de mécontentement par rapport au développement durable étant la gestion des déchets, nous avons demandé les avis des élèves ingénieurs sur la desserte de leur quartier de ce point de vue :

On remarque ici un certain contentement pour la desserte des déchets. Cette question n’a qu’une valeur indicative étant donné que nous ne connaissons pas les lieux de résidence des participants. Donc nous ne tenterons pas de déduire un résultat quelconque de ces informations.

13,64%

45,45% 10,00%

26,36%

4,55%

Pensez-‐vous que le tri des déchets est bien effectué dans votre rue / quar0er ?

Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

8

A la question « Si vous deviez décider d'une politique énergétique pour la ville de Nantes, quelles seraient les mesures que vous prendriez ? », les participants ont répondus :

-‐ Utilisation de carburants verts, réduction du trafic en ville, intensification du réseau de transport en commun, utilisation meilleure du transport fluvial et maritime

-‐ Modernisation des vieux bâtiments et des installations de chauffage collectives

-‐ Améliorer la gestion des déchets

-‐ Eclairer durablement pendant la nuit

-‐ Valorisation de l’agriculture locale

-‐ Subventions pour installations d’énergies renouvelables (notamment géothermie) et développement de l’éolien en dehors de la ville

-‐ Politique de sensibilisation (notamment scolaire) et renforcement des enseignements abordant le thème du développement durable

-‐ Etablissement de normes pour les industries

-‐ Dématérialisation, utilisation de ressources électroniques

-‐ Etude du besoin d’éclairage des quartiers

-‐ Favoriser la flexibilité des espaces publics (installer des jardins cultivable par exemple) et intégrer la faune et la flore dans la ville

-‐ Aide aux commerces de proximité

Parmi ces réponses, on remarque une certaine conception de la qualité de vie personnelle ou sociétale. En effet, ces propositions conduisent à un impact moindre sur l’environnement par des procédés éco-‐responsables. On remarque de même qu’il y a une volonté didactique de la part de ces participants et l’envie de construire les comportements de demain.

D’autre part, une partie de ces réponses se focalisent sur un aspect technique en accord avec les réalités d’aujourd’hui et avec une vision des possibilités de demain.

A la question « Aimeriez-‐vous modifier le programme éducatif dans votre école pour que le développement durable y soit mieux intégré ? » les étudiants se sont prononcés selon le graphique suivant :

9

Les remarques effectuées par les participants sont de ce type :

-‐ Il y a un désir d’améliorer les enseignements intégrant le développement durable en insistant sur la philosophie de ce dernier et moins sur les principes. On remarque alors une volonté d’aller plus loin dans les raisonnements et une envie d’acquisition de vision globale et intelligente.

-‐ Des avis mitigés sur le fait de créer une discipline dédiée au développement durable.

-‐ Une proposition d’intégrer ce domaine sous forme de conférence et non dans les cours.

On remarque d’une part une fatigue des élèves pour les cours informels traitant du développement durable. En effet, cette philosophie est souvent enseignée de manière floue et les exemples concrets sont peu présents. D’autre part, l’envie des étudiants de pratiquer le développement durable sur des projets est réelle et pousse ces derniers à établir des remarques sur l’enseignement.

En conclusion, on peut dire que les avis sont partagés sur la forme de l’intégration de ce domaine mais on observe une volonté générale de modification du système éducatif.

c) Production d’énergie

Nous avons tenté dans cette partie du sondage de connaître les sources de production d’électricité que les futurs ingénieurs imaginent se développer au sein de la métropole nantaise.

Nous nous sommes tout d’abord focalisé sur une source d’énergie controversée : le nucléaire.

A la question « Etes-‐vous globalement favorable au nucléaire ? », les élèves ingénieurs ont généralement répondu de manière positive. En effet, cela montre l’intégration dans les esprits des réalités du monde actuel et de la nécessité de subvenir aux besoins humains. On remarque d’autre part une forte abstention (10%). Ce manque d’avis provient du fait que l’énergie nucléaire implique des répercussions sur les générations futures qu’il est difficile de qualifier et de quantifié de nos jours.

48,18%

40,91%

10,91%

Aimeriez-‐vous modifier le programme éduca0f dans votre école pour que le développement durable y soit mieux

intégré ?

Oui

Non

Avis miqgé

10

Ces résultats ont été obtenus après et pendant la catastrophe qui a eu lieu au Japon. Les résultats ne sont donc pas très pertinents aux vues des évènements qui se sont déroulés.

Nous nous sommes ensuite intéressés aux différentes formes d’énergies renouvelables que les étudiants ingénieurs voulaient voir se développer au sein de la métropole nantaise. Le graphique suivant représente le pourcentage atteint par chaque forme de production d’énergie sur l’ensemble des participants. Ainsi, environ 60% des interrogés désireraient que la géothermie et/ou l’éolien offshore se développe(nt) plus au sein de la métropole nantaise.

19,09%

40,91%

21,82%

8,18%

10,00%

Etes-‐vous globalement favorable au nucléaire ?

Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

11

Une opportunité a été offerte de pouvoir proposer d’autres formes d’énergies renouvelables. Donc nous avons noté un certain intérêt pour les concepts tels que :

-‐ L’énergie marémotrice : récupération de l’énergie provenant des marées. -‐ L’énergie houlomotrice : récupération de l’énergie de la houle. -‐ La méthanisation : production de combustible grâce à des ressources organiques et des procédés naturels. -‐ Les centrales osmotiques : récupération d’énergie par contact entre eau douce et eau salée (dans les estuaires).

d) Gestes au quotidien

Dans cette partie, nous avons cherché à définir l’intérêt des jeunes étudiants à accomplir quotidiennement des gestes en faveur du développement durable. Cette partie constitue la part la plus importante du sondage. En effet, les comportements étant très différents d’une personne à une autre, nous avons besoin de ce sondage pour connaître réellement les habitudes des participants.

Cette section du sondage cherche à quantifier tout d’abord l’intérêt des étudiants à vouloir contribuer à une durabilité grâce à des gestes quotidiens. Le graphique suivant présente ces résultats.

Consommation Nous avons demandé aux étudiants s’ils attribuaient une importance à leurs consommations

énergétiques. La majeure partie des réponses furent positives. De plus, la plupart de ces réponses sont motivées par une conscience environnementale plutôt que par une économie financière.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

Photovoltaïque Eolien onshore Eolien offshore Biomasse Hydroélectrique Géothermie

Quel type d'énergie renouvellable auriez-‐vous envie de voir se développer le plus de manière générale ?

12

Ces réponses reflètent l’engagement constant au quotidien des étudiants ingénieurs à prendre en compte une meilleure gestion des ressources et à éviter le gaspillage.

D’autre part, nous avons cherché à déterminer vers quelle réduction de consommation se tournaient les étudiants. Nous leur avons donc posé les questions suivantes : « Quels gestes faîtes-‐vous pour limiter votre consommation énergétique ? » avec comme sous-‐catégories de questions les gestes « ne pas laisser les lumières allumées inutilement », « mieux gérer ses transports », « Ne pas laisser les appareils en veille », « diminuer les consommations de chauffage » et « économiser l’eau ».

24,55%

60,00%

10,00%

1,82% 3,64%

Etes vous sensibles à votre consomma0on énergé0que au quo0dien ?

Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

28,18%

61,82%

10,00%

Quelle est la principale cause de limita0on de votre consomma0on d'énergie ?

Economie financière

Conscience environnementale

Autre

13

Les réponses sont présentées dans les graphiques suivants :

Ainsi, on remarque qu’une grande importance est accordée aux consommations liées à la lumière. D’un autre coté, l’intérêt accordé aux appareils électriques/électroniques semble assez faible. Notamment, la considération accordée à la consommation d’énergie due aux appareils en veille est très faible par rapport aux autres économies.

76,36%

14,55%

7,27% 1,82% 0,00%

Ne pas laisser les lumières allumées inu1lement

Gestes quoqdien

Aucune considéraqon

34,55%

31,82%

22,73%

9,09% 1,82%

Mieux gérer ses transports Gestes quoqdien


25,45%

27,27% 21,82%

19,09%

6,36%

Ne pas laisser les appareils en veille Gestes

quoqdien


30,91%

31,82%

24,55%

10,00% 2,73%

Diminuer les consomma1ons de chauffage Gestes

quoqdien


18,18%

35,45% 27,27%

14,55% 4,55%

Economiser l'eau Gestes quoqdien


14

Dans la continuité, nous avons donc demandé aux étudiants s’ils faisaient attention à la consommation des ampoules achetées et 68% répondirent positivement. De même, nous leur avons demandé si dans certaines pratiques du quotidien ils faisaient attention à l’eau consommée.

On en conclut donc que les étudiants sont généralement sensibles à leur consommation énergétique même si les domaines d’économie diffèrent. Au final, le civisme de ces étudiants semble développé.

Nous avons ensuite tenté de qualifier le degré d’investissement de cette population. Donc nous avons demandé si les étudiants étaient capables de faire des concessions en termes de consommation d’énergie. Une très grande partie des interrogés répondirent de manière affirmative. Cette question a une valeur purement informative puisque nous n’avons aucune garantie sur la possible véracité de la réponse. Mais on peut en conclure que les étudiants sont globalement personnellement engagés dans une politique de meilleure gestion de l’énergie.

68,18%

31,82%

Faites-‐vous aKen0on à la consomma0on des ampoules

que vous achetez ?

Oui

Non 54,55%

45,45%

Quand vous vous lavez, vous préoccupez-‐vous de la quan0té

d'eau consommée ?

Oui

Non

43,64%

34,55%

11,82%

9,09%

0,91%

Pensez-‐ vous possible/acceptable que l’on vous demande de couper tel ou tel appareil pour réduire une pointe de

consomma0on d’électricité ?

Acceptable

Pas acceptable

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Gestion des déchets Nous nous sommes intéressés ensuite à une cause importante de gaspillage d’énergie et des

ressources : la gestion des déchets. En effet, nous avons tout d’abord cherché à qualifier la gestion de ces ressources au quotidien par les étudiants. Les résultats présentés dans le graphique suivant ne sont qu’indicatifs puisque cette section mériterait une plus importante étude reposant sur des données concrètes et des couvertures géographiques correspondant au tri des déchets à Nantes.

Il nous a paru pourtant important de représenter les habitudes des étudiants en termes de tri et de responsabilité à ce niveau.

Transport

La gestion des transports apparaît ici comme un moyen efficace pour les étudiants de gérer leur consommation énergétique au quotidien. En effet, pour des raisons de manque de moyen mais également de responsabilité, seuls 5% des étudiants interrogés utilisent un mode de transport individuel polluant. Les covoiturages ont été comptabilisés dans la section « transports en commun » et non dans ces 5%.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

Parmi vos déchets, quels matériaux triez-‐vous ?

16

On remarque que 60% des étudiants affirment utiliser les transports en commun et environ 40% disent aller à pied sur leur lieu d’enseignement. Il est à noter que les modes de transports varient au cours de l’année en fonction de la météo.

D’autre part, une section de ce sondage a été concentrée sur les déplacements en France des étudiants. Nous leur avons donc demandé le mode de transport qu’ils utilisaient le plus lors de ces voyages et 81% répondirent le train. On remarque également une place importante accordée au covoiturage. Ainsi, les étudiants tentent de rentabiliser leurs voyages et donc de consommer le moins d’énergie possible par personne.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

Transports en commun

Marche Voiture Vélo

Pour aller en cours, quel moyen de transport u0lisez-‐vous le plus souvent ?

8,18% 0,91%

80,91%

0,00% 7,27%

2,73%

Pour des déplacements entre grandes villes en France, quel moyen de transport privilégiez-‐vous ?

Voiture

Avion

Train

Bus

Covoiturage

Autre

17

Labels Dans une section du sondage, nous avons tenté de définir l’intérêt des étudiants envers les labels

proposés par les professionnels et les institutionnels. Nous leur avons posé la question suivante : « Pour vos achats, tenez vous compte des informations et/ou des marquages des produits ? » en considérants les sections de question suivantes : « Bio », « Etiquette énergie », « Recyclabilité », « Commerce équitable » et « Pays d’origine ».

71,82%

28,18%

Pour les longs déplacements en voiture, recherchez-‐vous des personnes avec qui faire du covoiturage ?

Oui

Non

18

e) Communication

Dans cette dernière section du sondage, nous avons voulu obtenir l’avis des étudiants sur la communication faite par la ville du développement durable. Ainsi, nous leur avons tout d’abord demandé s’ils étaient informés par la communauté sur les moyens d’agir au quotidien. Puis nous leur avons posé la question suivante : « Pensez-‐vous que le développement durable est : un phénomène de mode / un enjeu d’avenir / un champ d’opportunités professionnelles ? ». Les réponses sont présentées dans les graphiques suivants.

15,45%

30,91% 23,64%

30,00%

0,00%

Bio Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

10,00%

24,55%

30,91%

31,82%

2,73%

E0queKe énergie Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

11,82%

28,18%

31,82%

25,45%

2,73%

Recyclabilité Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

12,73%

40,91% 20,91%

24,55%

0,91%

Commerce équitable Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

22,73%

41,82%

18,18%

16,36%

0,00%

Pays d'origine Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

19

On voit ici que les étudiants éprouvent un manque d’information important sur les moyens de gérer leur consommation. Ces remarques sont à mettre en parallèle avec la volonté des étudiants d’institutionnaliser le développement durable.

5,45%

35,45%

40,00%

17,27%

1,82%

Vous sentez-‐vous assez informé des moyens concernant les possibilités de gérer vos consomma0ons énergé0ques

Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

13,64%

45,45% 25,45%

14,55% 0,00%

Un phénomène de mode Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

72,73%

21,82%

0,91%

1,82%

1,82%

Un enjeux d'avenir Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

51,82% 40,00%

3,64%

0,91% 2,73%

Un champ d'opportunités professionnelles Oui,

absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

20

La vision des futurs ingénieurs sur le développement durable est très professionnelle. En effet, la part des interrogés considérant celui-‐ci comme un phénomène de mode est faible à comparer aux nombre d’étudiant l’intégrant comme un enjeu d’avenir. Ce résultat est confirmé par la question dédiée à évaluer si les médias exagèrent le phénomène de développement durable.

f) Page d’expression

Une section du sondage a été dédiée aux propositions des participants pour développer notre étude. A la question « Avez-‐vous des suggestions à nous transmettre pour la continuation de notre étude ? », les interrogés ont principalement répondu de manière négative. En effet, le questionnaire étant déjà assez complet, les étudiants n’ont pas forcément voulu prendre le temps de répondre à cette dernière requête.

Nous avons tout de même noté des remarques adressant un certain intérêt pour notre sondage et des demandes de retour de résultats de celui-‐ci.

3. Conclusion

Nous n’extrapolerons pas les résultats du sondage étant donné qu’il est difficile de traiter tous les avis. Cependant, des tendances certaines ressortent parmi les réponses.

Globalement, les étudiants des écoles d’ingénieurs sont engagés envers les enjeux du développement durable. Cet engagement prend forme au niveau de leur formation et leur engagement professionnel, tout comme au niveau de leur vie quotidienne.

L’élève ingénieur est conscient des réalités de demain et est prêt à influencer par la pratique de son métier le développement durable.

8,18%

29,09%

40,00%

17,27%

5,45%

Selon vous, est-‐ce que les médias en font trop avec le développement durable ?

Oui, absolument

Plutôt oui

Plutôt non

Non, pas du tout

Pas d'avis

21

Sur les bases de ce premier volet de notre travail qui reposait sur la réalisation et l'interprétation de ce sondage, nous nous sommes lancés dans une réflexion visant à établir des propositions sur l'utilisation de l'énergie au sein de la ville de Nantes. Pour cela, nous avons auparavant défini des axes de réflexion qui sont, à nos yeux, les domaines majeurs où une pensée sur la gestion de l'énergie est indispensable. Après discussion collégiale, nous avons défini les grands thèmes suivants :

• les transports • les énergies renouvelables • le bâtiment • l'organisation d'éco-‐quartiers.

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II) Propositions pour une utilisation plus rationnelle et éco-‐responsable de l'énergie

1) Dans le domaine des transports

• Un tram sans caténaire

Difficile d'admettre que les fils du tramway sont esthétiques. Leurs supports encombrent les trottoirs, le ciel des places est encombré des stries noires des câbles qui survolent toutes les trajectoires. La sécurité et la fiabilité sont faibles. Difficile aussi de voir partir en chaleur l'énergie dissipée lors des freinages qui sont par nature très nombreux.

L'idée est simple: Equipons le tramway d'un réservoir d'énergie, qui sera rempli lors des arrêts en station et par la récupération de l'énergie de freinage. L'énergie stockée servira alors au démarrage et au maintien de la vitesse en section courante.

Figure 1 : Illustration de l'encombrement visuel dû aux caténaires

Les caténaires sont l’ensemble des fils qui donnent de l’énergie au tramway pour qu’il puisse avancer. Le tramway est relié à celles-‐ci par des tiges conductrices qui sortent de son toit. Les caténaires sont donc présentes tout le long du parcours du tramway et apportent l’électricité

23

pendant l’intégralité du parcours. Pour poser ces caténaires, il est donc nécessaire d’avoir régulièrement des poteaux le long de la ligne du tramway.

Elles présentent donc un gros désavantage au niveau du paysage et au niveau de la sécurité. L’image ci-‐dessus le montre : Le paysage est entièrement traversé par ces caténaires et bouche complètement la vue. Elles contribuent à former une sorte de « prison » pour la personne se déplaçant dans la ville. Les poteaux sont également une source d’accident supplémentaire pour habitants. L’idée est donc de supprimer ces caténaires en trouvant d’autres moyens d’amener l’énergie nécessaire à son déplacement. Nous aurions alors un tramway sans aucuns poteaux ni caténaire sur l’ensemble de sa ligne .

Figure 2 : Tram sans caténaire

Comment gérer l'énergie dans un tel système ?

Il faut donc récupérer l’énergie nécessaire pour faire avancer le tramway. Nous proposons alors un système de stockage d’énergie dans le tram pour qu’il puisse utiliser de l’énergie qu’il aura stocké pendant son parcours. Nous pouvons imaginer un système d’accumulation d’énergie dans chaque arrêt que le tramway doit effectuer :

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Figure 3 : Système d'accumulation d'énergie

Le tramway contient des bobines qui se chargent à chaque arrêt de tramway grâce à d’autres bobines situées dans le sol à la station de tramway. Le temps d’arrêt du tramway est nécessaire pour suffisamment charger les bobines qui sont dans le tramway et qu’il ait donc suffisamment d’énergie pour effectuer son parcours. La condition étant que le tramway puisse s’arrêter avec suffisamment de précision pour que les bobines du tramway et les bobines enterrées soient précisément situées aux mêmes endroits.

Une autre idée importante consiste à utiliser l’énergie du freinage pour le déplacement du tramway. A l’heure actuelle beaucoup de tramway n’utilisent absolument pas l’énergie du freinage qui part intégralement en chaleur. Nous pourrions utiliser des systèmes de récupération d’énergie pour que le tramway ne perde pas cette énergie à chaque arrêt ou chaque ralentissement.

Figure 4 : Système de récupération d'énergie

Les systèmes imaginés pour pouvoir récupérer cette énergie sont au choix des super capacités qui peuvent donc stocker une grande quantité d’énergie en quelques instants seulement. Nous pouvons également mettre un système à ressort ou à fluide compressé, le but étant donc de ne pas perdre l’énergie due au freinage.

Contacts : -‐Villes ou existent des tramways sans fil : Nice, Bordeaux, Angers -‐http://ertia2.free.fr/Niveau2/Projets/Tramway_sans_fil.htm

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• Des bus écologiques

Nantes possède un grand réseau de bus. Nous pouvons donc nous demander ce que nous

pouvons apporter aux bus d’aujourd’hui pour qu’ils soient plus écologiques. Une des première idée qui ressort immédiatement est de faire rouler les bus avec un carburant écologique. Nous avons pour cela des exemples de villes ayant déjà équipé leur bus de biocarburants.

Figure 5 : bus de la ville de Berne (Suisse) roulant au biométhane

Le biométhane est du gaz naturel pour voiture. Les systèmes d'épuration du biogaz par lavage à l'eau permettait d'obtenir un gaz de qualité identique à celle du gaz naturel fossile épuré. L'utilisation du biogaz épuré est donc identique à celle du gaz naturel fossile épuré

La Suède aujourd’hui a équipé de nombreux véhicules pour rouler avec cette énergie renouvelable. Il y a aujourd’hui presque 30 000 véhicules roulant grâce a ce nouveau carburant et les chiffres continuent d’augmenter.

Ce système a déjà été testé avec succès pour les autobus à Lille et à Stockholm, où 70 bus fonctionnent déjà à l’aide de cette énergie propre. Il est donc envisageable d’amener cette politique à Nantes et de remplacer progressivement les bus roulant aujourd’hui par des bus roulant à une énergie propre.

D’autres biocarburants sont également envisageable, par exemple, Oslo à commencé à mettre en place des bus écologiques, roulant au biométhane, ce qui permettrait de réduire de 90% les polluants émis par des véhicules fonctionnant au diesel. L’originalité de ce projet relève du fait que ce sont les habitants qui vont indirectement réaliser ce nouveau carburant. En effet, ce biogaz miracle provient d’une station d’épuration, et plus précisément du méthane produit par la fermentation des boues de la station, existantes grâce aux déjections des 250 000 habitants de la ville.

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Figure 6 : Pompe de biométhane

Ce nouveau carburant est révolutionnaire. Grâce à lui, le bilan carbone est neutre, les véhicules sont moins bruyants et surtout il est renouvelable à l’infini. Il faut également souligner le fait que grâce aux 250 000 habitants, ce sont 80 bus qui peuvent rouler à raison de 100 000 km chacun.

Contacts :

-‐Villes avec des autobus utilisant du biogaz : Lille -‐http://www.methaneva.eu/actualite.html -‐http://www.biogaz.atee.fr

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2. La production d'énergie : le recours aux énergies renouvelables

a) Présentation des différentes énergies renouvelables

Une énergie renouvelable est une énergie exploitée par l'Homme, de telle manière que ses

réserves ne s'épuisent pas. En d'autres termes, sa vitesse de formation doit être plus grande que sa vitesse d'utilisation.

Le rayonnement du Soleil constitue en lui-‐même une énergie exploitable. Ce rayonnement

donne aussi naissance à d'autres formes d'énergie, ainsi le cycle de l'eau permet de créer de l'hydroélectricité, le vent est aussi exploité. La photosynthèse a aussi comme origine le soleil, elle crée différents matériaux exploitables énergétiquement, mais pas toujours renouvelables. La chaleur interne de la Terre est source d'énergie considérée comme renouvelable, la géothermie. La rotation des astres, système Terre-‐Lune, engendre des mouvements d'eau à la surface de la Terre, mouvements exploitables énergétiquement via l'énergie marémotrice.

Le caractère renouvelable d'une énergie dépend de la vitesse à laquelle la source se

régénère, mais aussi de la vitesse à laquelle elle est consommée. Le pétrole ainsi que tous les combustibles fossiles ne sont pas des énergies renouvelables, les ressources étant consommées à une vitesse bien supérieure à la vitesse à laquelle ces ressources sont naturellement créées.

Fournies par le soleil, le vent, la chaleur de la terre, les chutes d’eau, les marées ou encore la

croissance des végétaux, les énergies renouvelables n’engendrent pas ou peu de déchets ou d’émissions polluantes. Elles participent à la lutte contre l’effet de serre et les rejets de CO2 dans l’atmosphère, facilitent la gestion raisonnée des ressources locales, génèrent des emplois. Le solaire (solaire photovoltaïque, solaire thermique), l’hydroélectricité, l’éolien, la biomasse, la géothermie sont des énergies flux inépuisables par rapport aux « énergies stock » tirées des gisements de combustibles fossiles en voie de raréfaction : pétrole, charbon, lignite, gaz naturel.

Energie solaire thermique basse température

Les rayons du soleil, piégés par des capteurs thermiques vitrés, transmettent leur énergie (énergie solaire) à des absorbeurs métalliques -‐ lesquels réchauffent un réseau de tuyaux de cuivre où circule un fluide caloporteur. Cet échangeur chauffe à son tour l’eau stockée dans un cumulus. Un chauffe-‐eau solaire produit de l’eau chaude sanitaire ou du chauffage généralement diffusé par un "plancher solaire direct".

Tous les dispositifs qui agissent comme capteurs solaires thermiques sont de plus en plus intégrés dans les projets d’architecture bioclimatique (maisons solaires, serres, murs capteurs, murs Trombe…).

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Les capteurs solaires thermiques et les chauffe-‐eau solaires connaissent une croissance spectaculaire en France. Crédit d’impôt et aides des collectivités locales sont particulièrement incitatives.

Energie solaire photovoltaïque

L’énergie solaire photovoltaïque provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité au sein de matériaux semi-‐conducteurs comme le silicium ou recouverts d’une mince couche métallique. Ces matériaux photosensibles ont la propriété de libérer leurs électrons sous l’influence d’une énergie extérieure. C’est l’effet photovoltaïque. L’énergie est apportée par les photons, (composants de la lumière) qui heurtent les électrons et les libèrent, induisant un courant électrique. Ce courant continu de micro-‐puissance calculé en watt crête (Wc) peut être transformé en courant alternatif grâce à un onduleur.

L’électricité produite est disponible sous forme d’électricité directe ou stockée en batteries (énergie électrique décentralisée) ou en électricité injectée dans le réseau.

Un générateur solaire photovoltaïque est composé de modules photovoltaïques eux même composés de cellules photovoltaïques connectées entre elles.

Les performances d’une installation photovoltaïque dépendent de l’orientation des panneaux solaires et des zones d’ensoleillement dans lesquelles vous vous trouvez.

L’avenir du photovoltaïque dans les pays industrialisés passe par son intégration sur les toits et les façades des maisons solaires.

Figure 7 : Bâtiment avec des panneaux photovoltaïques.

Energie solaire haute température

La concentration du rayonnement solaire sur une surface de captage permet d’obtenir de très hautes températures généralement comprises entre 400 C et 1 000 C.

La chaleur solaire produit de la vapeur qui alimente une turbine qui alimente elle-‐même un générateur qui produit de l’électricité, c’est l’héliothermodynamique.

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Trois technologies distinctes sont utilisées dans les centrales solaires à concentration:

• Dans les concentrateurs, les rayons du soleil convergent vers un seul point, le foyer d’une parabole.

• Dans les centrales à tour, des centaines voire des milliers de miroirs (héliostats) suivent la course du soleil et concentrent son rayonnement sur un récepteur central placé au sommet d’une tour.

• Troisième technologie : des capteurs cylindro-‐paraboliques concentrent les rayons du soleil vers un tube caloporteur situé au foyer du capteur solaire.

Après plusieurs années de sommeil la filière solaire haute température repart de plus belle notamment dans les pays de la « sun belt ».

Figure 8 : Centrale solaire à Sanlúcar la Mayor (Seville)

L’énergie éolienne

Comme les moulins à vent du passé, les éoliennes génèrent des forces mécaniques ou électriques.

Avec une puissance mondiale installée de 200 GW en 2011, l'énergie éolienne est devenue un producteur majeur d'énergies renouvelables électriques. L'énergie éolienne est produite par des aérogénérateurs qui captent à travers leurs pales l’énergie cinétique du vent et entraînent elles mêmes un générateur produit de l'électricité d'origine renouvelable. L'énergie éolienne ambitionne de fournir à l'horizon 2020 de 14 à 18 % de l'électricité qui sera consommée en Europe de l'électricité qui sera consommée en Europe.

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Aujourd’hui, la France compte plus de 5 729 MW installés et les aérogénérateurs font désormais partie du paysage.

Figure 9 : Installations éoliennes

L’énergie hydraulique – hydroélectricité

À L’image des moulins à eau de jadis, l’hydroélectricité ou production d’électricité par captage de l’eau est apparue au milieu du XIXe siècle. L'eau fait tourner une turbine qui entraîne un générateur électrique qui injecte les Kilowattheures sur le réseau.

L'énergie hydraulique représente 19% de la production totale d'électricité dans le monde et 13% en France. C’est la source d'énergie renouvelable la plus utilisée. Cependant, tout le potentiel hydroélectrique mondial n’est pas encore exploité.

Figure 10 : Centrale hydroélectrique

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La petite hydraulique

Si toutes les installations de petite puissance sont regroupées sous le terme de petite centrale hydraulique (PCH), on distingue la pico-‐centrale : inférieure à 20 kW, la microcentrale : de 20 kW à 500 kW, la mini-‐centrale : de 500 kW à 2 MW, et la petite centrale : de 2 à 10 MW.

Construite au fil de l’eau, la petite hydroélectricité ne demande ni retenue ni vidanges ponctuelles susceptibles de perturber l’hydrologie, la biologie ou la qualité de l’eau.

Les microcentrales hydroélectriques fonctionnent comme les grandes centrales des barrages qui exploitent l'énergie des fleuves.

Le potentiel français de création de PCH est estimé à au moins 1 000 MW. Énergie décentralisée, la petite hydroélectricité maintient ou crée une activité économique

dans les zones rurales.

Figure 11 : Centrale hydroélectrique de petite puissance

L’énergie biomasse

Elle comprend trois familles principales :

- Les bois énergie ou biomasse solide. - Les biogaz. - Les biocarburants. Ce sont tous des matériaux d’origine biologique employés comme combustibles pour la

production de chaleur, d’électricité ou de carburants.

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Bois énergie

Le bois est une énergie renouvelable. C’est la principale ressource ligneuse, mais il faut également prendre en compte d’autres matières organiques telles que la paille, les résidus solides des récoltes, les grappes de maïs, la bagasse de la canne à sucre, les grignons d’olives …

En France, comme dans la plupart des pays européens, le prélèvement forestier reste inférieur à l’accroissement naturel de la forêt le bilan carbone est donc positif.

Il existe aujourd’hui des appareils à combustible bois innovants et efficaces à disposition des particuliers comme des collectivités ou des industries. Les chaudières à biomasse brûlent différents biocombustibles : granulés de bois, bûches, plaquettes forestières, sciures ou coupeaux.

Le biogaz

Ce sont les matières organiques qui libèrent le biogaz lors de leur décomposition selon un processus de fermentation (méthanisation). On l’appelle aussi « gaz naturel renouvelable » ou encore “gaz de marais”, par opposition au gaz d’origine fossile.

Mélange de méthane et de gaz carbonique additionné de quelques autres composants, le biogaz est un gaz combustible. Il sert à la production de chaleur, d’électricité ou de biocarburant.

Le biogaz peut être directement capté dans les centres d’enfouissement des déchets ou produit dans des unités de méthanisation.

Sous-‐produits de l’industrie agro-‐alimentaire, boues des stations d’épurations, lisiers, animaux ou déchets agricoles peuvent être méthanisés dans des unités industrielles.

Les biocarburants Les biocarburants, parfois appelés agrocarburants, sont issus de la biomasse. Il existe

principalement deux filières industrielles : l’éthanol et le biodiesel. Ils peuvent être utilisés purs comme au Brésil (éthanol) ou en Allemagne (biodiesel), ou comme additifs aux carburants classiques.

L’éthanol est produit en France à 70 % à partir de la betterave, et à 30 % à partir de céréales. Le biodiesel est issu des graines oléagineuses (colza, tournesol).

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La géothermie

Figure 12 : Image de l’installation de l’énergie géothermique à la maison

La géothermie est l’exploitation de la chaleur stockée dans le sous-‐sol. L’utilisation des ressources géothermales se décompose en deux grandes familles : la production d’électricité et la production de chaleur. En fonction de la ressource, de la technique utilisée et des besoins, les applications sont multiples. Le critère qui sert de guide pour bien cerner la filière est la température. Ainsi, la géothermie est qualifiée de « haute énergie » (plus de 150°C), « moyenne énergie » (90 à 150°C), « basse énergie » (30 à 90°C) et « très basse énergie » (moins de 30°C).

b) Le potentiel de la ville de Nantes

Le climat de la Loire-‐Atlantique :

Avec sa façade océanique orientée vers l'Ouest et un relief peu accentué, le climat de la Loire-‐Atlantique est de type tempéré océanique, et change peu d'un endroit à l'autre du département, excepté le Sud Ouest. Les hivers y sont doux (5°C en moyenne), les étés faiblement chauds (18°C en moyenne). Les précipitations sont fréquentes (surtout en hiver et au printemps) mais rarement violentes ; le chiffre moyen de 820 mm de pluie par an masque par ailleurs une irrégularité des précipitations d'une année sur l'autre et selon la localisation dans le département.

Le climat nantais, et plus généralement de la Loire-‐Atlantique, est de type tempéré océanique. L'influence de ce climat est largement facilitée par l'estuaire de la Loire et l'absence de relief notable. Les hivers sont doux (min -‐-‐5 °C / max 10 °C) et pluvieux. Quoique

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relativement beaux et doux également (min 17 °C / max 35 °C), les étés connaissent chaque année au moins un épisode caniculaire de quelques jours. Sur l'ensemble de l'année, les pluies sont fréquentes mais peu intenses. Les précipitations annuelles sont d'environ 820 mm2 et peuvent fortement varier d'une année à l'autre. Les chutes de neige y sont exceptionnelles.

Nantes est sous les vents de dominante ouest liés aux dépressions cyclonales de l'Atlantique. Leur direction est généralement de nord, nord-‐ouest et d'ouest. Les vents de sud-‐ouest et nord-‐est sont plutôt rares. Par ailleurs, on note la présence de brumes matinales dans le fond des vallées.

Climatologie de Nantes sur la période 1961 -‐ 1990 :

Tableau 1: Températures moyennes et ensoleillement

Sites Internet en rapport aux énergies renouvelables à Nantes et Pays de la Loire

a.) http://www.chauffage-‐geothermie-‐lechat.com/

L’entreprise Lechat spécialiste des énergies renouvelables de la géothermie à Nantes nos propose de faire des économies d’énergie avec l’installation d’un chauffage géothermie, de l’aérothermie, des panneaux solaires, pompe à chaleur, chauffe-‐eau solaire et panneaux photovoltaïques en Loire-‐Atlantique.

Le site nous fourni une présentation de la société et une section des actualités :

- Présentation : Société installé depuis 1980 dans la région nantaise. Il dispose d’un personnel formé pour une mise en œuvre et un service après-‐vente de qualité.

- Actualités : par exemple, le crédit d’impôt pour la géothermie reste à 40% en revanche pour l’aérotherme, il passe à 25%.

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Commentaires : Le site offre des informations aux consommateurs uniquement des services que l’entreprise propose. Il nous donne une idée générale des types d’énergie les plus adéquats pour les besoins particuliers de la maison, mais il ne spécifie rien sur les énergies les plus adéquates pour la situation géographique. De la même manière, il ne présente pas d’information sur les aides financières, les économies d’énergie qu’on peut atteindre .

Au contraire des autres sites qu'on a relevés, il ne nous offre aucun logiciel qui permet au consommateur d’obtenir une estimation de sa consommation d’énergie.

b.) http://www.energies-‐nouvelles.net/

Le guide Index Energies aborde tous les sujets traitant des énergies renouvelables à travers dedifférents dossiers (le photovoltaïque, le solaire thermique, les solutions de financement,...), et diffuse l'actualité des énergies vertes. Il présente également une sélection rigoureuse d'entreprises et d'installateurs en énergies renouvelables.

Afin d’aider les internautes dans leur recherche d’un installateur, d’un fabricant ou d’une boutique de systèmes utilisant les énergies renouvelables, les entreprises sont classées par département, pour faire installer chez soi un panneau solaire photovoltaïque, une chaudière à bois, une pompe à chaleur aérothermique…

Le site présente différentes sections qui permet aux citoyens de connaître :

Figure 13 : Image du site Énergies nouvelles.

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- Guide énergie et écologie : ce guide a été conçu o pour aider à faire des choix de technologies en énergies renouvelables, et

de produits écologiques, o et pour posséder les connaissances requises pour mieux sélectionner les offres

proposées par les professionnels présents dans l'annuaire. - Actualités des énergies renouvelables. - Les aides financières : La plupart des régions accordent des aides financières aux

particuliers, leur facilitant l'accès aux systèmes en énergies renouvelables. Ces aides régionales prennent la forme de subventions, de primes, ou de chèques énergies, dans le cas d'investissement dans des matériels tels qu'un chauffe-‐eau solaire individuel, des panneaux photovoltaïques, des chaudières à bois ou des pompes à chaleur.

- Les calculs de consommation :

Les outils ont été développés dans le but de fournir : o une estimation de ses différentes consommations, afin de donner des éléments

de réflexion, o et des pistes pour mettre en œuvre des solutions pour réaliser ses économies

d’énergies, et des actions pour limiter son impact sur l’environnement. o Note : sur le site se spécifie que les résultats obtenus n'ont pas de valeur

scientifique. Ils méritent d'être affinés par des professionnels. o Les outils détaillés sont :

Calcul de la consommation de l’eau : on peut réaliser une estimation de

la consommation annuelle en eau potable en mètre cube, selon l'usage sanitaire, les actes de lavage et de nettoyage au sein du foyer.

Calcul du rendement d’un panneau photovoltaïque : on peut calculer le rendement de panneaux photovoltaïques, simuler la production annuelle possible en kilowatt / heure, selon les facteurs de localisation, de configuration de toiture, les caractéristiques des cellules de silicium.

Calculer son impact sur l’environnement – Empreinte écologique : on peut déterminer notre empreinte écologique sur l'environnement, calculez vos émissions de CO2, et identifiez les domaines nécessitant un changement de comportement pour minimiser votre impact sur la planète.

Calculer et réduire sa consommation électrique – Ampoules : Outil de calcul de consommation électrique avec l'usage d'ampoules classiques, et économies d'énergie possibles avec l'utilisation d'ampoules basse consommation en remplacement.

Commentaires : Ce site nous fournit une liste exhaustive sur les différents installateurs et entreprises qui travaillent dans le secteur des énergies renouvelables. Il présente aussi des outils qui permettent aux consommateurs de déterminer une estimation de sa consommation par exemple dans la facture de lumière, de l’eau. Ce site peut constituer un bon support de contacts professionnels à consulter afin d'orienter la politique de production énergétique de la ville de Nantes.

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Figure 14 : Outils de calcul présents sur le site

c.) http://www.economiedenergie.fr/majic/pageServer/0z0300002c/fr/Accueil-‐Energies-‐renouvelables.html

Figure 15 : Image du site d’Economie d’énergie.

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Commentaires : Il s'agit du site le plus complet et on peut y trouver des informations qui vont du niveau le plus simple au plus complexe. Il nous offre également un logiciel qui permet réaliser une première estimation de notre consommation d’énergie.

c) Propositions faites pour Nantes

• Mise en place d'un réseau de chaleur :

Un réseau de chaleur (appelé réseau de chaleur à distance (CAD) en Suisse), est une

installation comprenant une chaufferie fournissant de la chaleur à plusieurs clients par l'intermédiaire de canalisations de transport de chaleur. Le réseau de chaleur est ainsi le support du service de chauffage urbain. Le réseau de chaleur comprend une ou plusieurs unités de production de chaleur, un réseau de distribution primaire dans lequel la chaleur est transportée par un fluide caloporteur, et un ensemble de sous-‐stations d’échange, à partir desquelles les bâtiments sont desservis par un réseau de distribution secondaire.

La chaleur est produite par une unité de production et ensuite transportée par un fluide caloporteur (généralement de l'eau surchauffée ou de la vapeur d'eau sous pression) dans divers lieux de consommation :

- logement, - bâtiments publics (scolaire, hospitalier…), - immeubles de bureaux, - industrie

On peut distinguer plusieurs types de production de chaleur : - Des chaudières spécifiquement dédiées à l’alimentation d’un réseau de chaleur. Ces

chaudières peuvent utiliser des sources d’énergie de différents types, fossiles (gaz, fioul, charbon) ou renouvelables (bois, géothermie…)

- Les incinérateurs d’ordures ménagères, fonctionnant souvent en cogénération ; la chaleur produite par l’incinération des déchets est transmise au réseau pour chauffer des bâtiments (c'est le cas à Genève par exemple)

- Des centrales thermiques de production d’électricité, où la chaleur résiduelle est utilisée pour alimenter le réseau de chaleur. C’est un fonctionnement en cogénération. On peut citer l’exemple de certaines centrales nucléaires redistribuant de l’eau chaude pour certains besoins proches.

- D’autres réseaux de chaleur redistribuent la chaleur résiduelle de procédés industriels.

La France compte actuellement environ 450 réseaux de chaleur. 33% d'entre eux ont une puissance inférieure à 500kW, 27% entre 500kW et 1500 kW, 16% entre 1500 kW et 3000 kW et 24% une puissance supérieure à 3000 kW. Ces réseaux de chaleur desservent en majorité des résidences.

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Ils sont le plus souvent alimentés par plusieurs énergies comme le gaz, le fioul, les déchets urbains, le bois ou le charbon et la vapeur est le principal fluide caloporteur utilisé.

Mais confrontés à des énergies fossiles de plus en plus chères et à des obligations en termes

de réduction d'émissions de CO2 dans le cadre du Plan National d'Allocations des Quotas, les réseaux de chaleur sont de plus en plus enclins à utiliser le bois-‐énergie.

Ainsi, les réseaux de chaleur représentent désormais une filière de développement prometteuse pour le bois-‐énergie. Actuellement 75 réseaux de chaleur sont alimentés au bois et couvrent entre 70 et 80% des besoins annuels des bâtiments qui leur sont raccordés. Les motivations des gestionnaires pour choisir ce combustible sont nombreuses : prix moins sensibles au cours du pétrole, développement d'une économie locale, contribution à la réduction des émissions de CO2 et économies pour les usagers.

Pour le cas particulier de la ville de Nantes, considérant les responsabilités de la ville en

termes de réduction de CO2, on peut considérer différentes solutions :

- tout d'abord, une source d’énergie géothermique. Néanmoins, la géothermie n’est pas une bonne solution pour la ville de Nantes car il n’existe pas des réserves aquifères.

- Ensuite, une deuxième possibilité serait obtenir l’énergie nécessaire pour chauffer l’eau à partir l’incinération des déchets ménagers.

En effet, le rendement de l’installation qu’on peut obtenir à partir d'un réseau de chaleur est

meilleur que le rendement qu’on pourrait obtenir à travers une installation individuelle. De la même manière, cette solution qu’on propose pour la ville de Nantes est aussi une solution valable et réalisable. On trouve un exemple de ce type d’installation à l’usine de Valorena.

Figure 16 : Fiche technique de l’usine de Valorena

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• Centrale hydrolienne

Une hydrolienne est une turbine sous-‐marine (ou subaquatique, ou posée sur l'eau et à demi-‐immergée) qui utilise l'énergie cinétique des courants marins ou de cours d'eau, comme une éolienne utilise l'énergie cinétique de l'air.

La turbine de l'hydrolienne permet la transformation de l'énergie hydraulique en énergie

mécanique, qui est alors transformée en énergie électrique par un alternateur. Nous commençons à prendre conscience qu’il faut trouver des énergies inépuisables pour

remplacer le pétrole couramment utilisé. Le milieu marin est particulièrement exigeant et agressif (corrosion due au sel, organismes « encroûtants »). Le terrestre a donc eu la priorité, mais il ne peut plus répondre à tous nos besoins. L’hydrolienne bénéficie des énormes efforts techniques qui ont déjà été faits dans le développement de l’éolien, mais a moins fait l'objet de recherches. Le développement des nouveaux matériaux (composites, béton composite, alliage métallique, etc.) apporte des propriétés nouvelles qui favorisent la conquête du milieu marin.

Les avantages qu’on peut obtenir de ce type d’énergie renouvelable sont : - les hydroliennes sont beaucoup plus petites que les éoliennes pour une même puissance,

cela étant dû à la masse volumique de l’eau environ 800 fois supérieure à celle de l’air. - Les courants marins sont prévisibles (notamment en consultant les éphémérides), on

peut donc estimer avec précision la production d’électricité. - Les potentiels des courants marins sont très importants, EDF estime que 3 GW (soit

environ 2 réacteurs nucléaires de type EPR) peuvent être installés à proximité des côtes françaises.

- L’hydrolienne utilise une énergie renouvelable (la courant marin) et elle ne pollue pas, en termes de déchets issus de combustion tels que CO2 ou de déchets radioactifs.

- De nouveaux modèles d’hydroliennes semi-‐immergés peuvent être adaptés aux rivières, mêmes modestes, sans avoir les impacts écologiques des turbines classiques dont les pécheurs craignent qu’elles aient des impacts sous-‐estimés sur les poissons. Ces hydroliennes produisent moins d’électricité que les turbines classiques, mais pourraient être beaucoup plus légères, et demander bien moins d’investissement.

Par contre, on a les désavantages suivants : - Les hydroliennes créent des zones de turbulences, qui modifient la sédimentation et le

courant, avec de possibles effets sur la flore et faune juste en aval de leur positionnement. Ces aspects sont analysés par les études d’impacts.

- Des poisson ou mammifères marins pourraient heurter les hélices. Ces dernières peuvent néanmoins tourner très lentement (cela dépend de la résistance opposée par l’alternateur et donc du modèle d’hydrolienne). Toutefois, la première étude sur le sujet (Fish Survival Study on Hydrokinetic Power Turbine) menée en 2009, par Hydro Green Energy LLC et déposée à la Federal Energy Regulatory Commission (USA), a démontré

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clairement la sécurité du procédé. Selon ces résultats, seulement un poisson sur 402 aurait montré des signes de blessure ; des signes peut-‐être plus attribuable à la mise en place du protocole qu’aux turbines elles-‐mêmes. Cette étude s’applique toutefois aux poissons et non aux plus gros mammifères marins.

- Dans les eaux turbides, du fait de la présence du sable en suspension (pas de Calais par exemple), l’érosion des pales d’hélice ou des pièces mobiles par le sable est très forte. Ainsi l’entretien doit être très fréquent, mais il est plus difficile qu’à l’air libre puisqu’on ne peut pas l’ouvrir sans que l’eau ne pénètre à l’intérieur et n’endommage tous les systèmes (mécanique et électrique). Pour cette raison, certaines hydroliennes ont une structure émergeant de l’eau, qui peut être gênante pour la navigation. Des systèmes à ballast pourraient permettre de faire monter ou descendre les unités de production.

- Elles coûtent très cher à l’entretien et à l’installation.

Le potentiel européen de l'énergie hydrolienne est, selon plusieurs études menées il y a quelques années, axé sur ce projet d'envergure mondiale, à environ 12,5 GW qui pourraient produire 48 TWh annuels, ce qui représente la capacité de trois centrales électriques récentes.

D'après EDF, la France posséderait la deuxième ressource européenne, soit 20% du potentiel

européen, correspondant à 10 TWh pour 3 GW « installables », répartis entre la Bretagne et le Cotentin.

Figure 17 : Hélices sous-‐marines d’une centrale hydrolienne

Les courants marins pourraient être exploitables partout dans le monde ; les courants

de marée constituent toutefois pour l'instant le domaine préférentiel de ce type de technologie : les courants de marée présentent en effet, par rapport aux courants généraux (comme le Gulf Stream), des caractéristiques particulièrement favorables :

- Intensité importante (dans certaines zones les courants de marée peuvent atteindre ou

dépasser 10 nœuds, soit 5 m/s, alors que les courants généraux dépassent rarement 2 nœuds).

- Proximité de la côte : les veines de courant intense apparaissent dans des zones de faibles profondeurs situées à proximité de la côte, ce qui en facilite l’exploitation.

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- Direction stable : les courants de marée sont généralement alternatifs, ce qui simplifie le dispositif de captage.

- Enfin, prédictibilité : les courants de marée sont parfaitement prévisibles, puisqu’ils ne dépendent que de la position relative des astres générateurs – Lune et Soleil – et de la topographie locale.

Pour le cas particulier de Nantes, on doit savoir que l’estuaire de la Loire a des

caractéristiques spéciales qui sont dues à la confluence de deux marées différentes. Comme on sait, l'estuaire est le lieu dans lequel les eaux marines rencontrent celles d'eau douce descendant le lit fluvial. L'estuaire de la Loire est sillonné de chenaux, parsemé d'îles et bordé de marais. Il forme une zone humide majeure sur la façade océanique et constitue un maillon important dans l'écosystème estuarien avec le lac de Grand-‐Lieu, les marais de la Brière et ceux de Guérande.

L'onde des marées se propage au-‐delà de Nantes. Les cent derniers kilomètres de la Loire

subissent aux rythmes des marées, le mélange quotidien de ces deux masses d'eau. Le niveau de l'eau entre basse-‐mer et haute-‐mer atteint 6 mètres à Saint-‐Nazaire ainsi qu'à Nantes, et monte encore jusqu'à 1 mètre à Ancenis.

Figure 18 : Cours de la Loire pendant son passage par la ville de Nantes

On croit que l’installation d’une centrale hydrolienne serait une très bonne solution pour

réduire les émissions de CO2 et pour faire de la ville une référence en matière de développement durable. De cette façon, on pourrait utiliser le potentiel de la Loire puisque l’installation des centrales hydrauliques de grande et petite puissance ne serait pas possible (pour l’installation d’une centrale de grande puissance, on n’a pas assez de dénivellation ; et pour une centrale de petite puissance, les barrages interrompraient le cours de la Loire et celle-‐ci doit rester navigable).

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• Développement du solaire, à la fois thermique et photovoltaïque

Un panneau solaire est un dispositif destiné à récupérer le rayonnement solaire pour le convertir en une autre forme d'énergie, (électrique ou thermique) utilisable par l'homme.

Les panneaux solaires thermiques sont actuellement plus efficients et rentables que les modules photovoltaïques grâce à un prix beaucoup moins élevé et un rendement (sur l'installation totale) avoisinant les 50 % (voir capteur solaire thermique), même si l'énergie qu'ils permettent de récupérer est obtenue sous une forme de moindre valeur (eau chaude à température sanitaire au lieu d'électricité). Les capteurs thermiques sont tout aussi rentables sous des latitudes élevées (nord de la France, Belgique, Canada,....) que dans les zones ensoleillées. A l'inverse, les panneaux solaires (photovoltaïques) ne sont actuellement rentables qu'en l'absence de réseau électrique, à moins qu'une subvention sous une forme ou une autre ne vienne compenser les surcoûts. A titre de comparaison, seulement 10% du rayonnement solaire est transformée en un vecteur d'énergie exploitable (électricité).

Pour estimer le potentiel de l'énergie solaire, il faut savoir que l'énergie émise par le soleil et reçue par la terre en environ une heure devrait permettre, si elle était récupérée en totalité, de pourvoir aux besoins énergétiques de l'humanité pendant un an. En théorie, un carré de panneaux solaires de 344 km de côté (120 000 km²) pourrait couvrir la totalité des besoins mondiaux en électricité : le rendement d'une installation photovoltaïque étant estimé entre 15-‐17 % (en 2007 en Europe) soit 160 kWh/an/m² (ou 160 GWh/an/km²) avec des besoins mondiaux estimés à 19 000 TWh (chiffre 2006; 16 000 TWh en 2004). Dans le cas de l'Europe des 27 (3 000 TWh), une surface de 137 km de côté (19 000 km²) suffirait, tandis que dans le cas de la France (500 TWh), il faudrait qu'elle ait 56 km de côté (3 100 km²).

D'une manière générale, on considère que la totalité de la surface des toitures existantes, correctement exposées et couvertes de panneaux, pourrait suffire à satisfaire la totalité des besoins mondiaux en électricité.

La collectivité de Nantes possède beaucoup de bâtiments dont les toits peuvent être utilisés pour l’installation des panneaux solaires. Un exemple qu’on peut déjà trouver dans la ville est la centrale photovoltaïque du Centre Commercial Beaulieu. Un exemple réalisable peut-‐être l’installation des panneaux photovoltaïques sur le toit du Palais de Justice. Le solaire thermique est notamment la solution la plus rentable (retour sur investissement en 15 ans environ) mais pour cela, il faut en outre bénéficier d’aides financières propices au développement de la filière.

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3. Dans le domaine du bâtiment

La consommation d'énergie des bâtiments est un enjeu majeur. En effet, la situation des bâtiments français est assez préoccupante. Nous sommes confrontés à un parc existant très énergivore qu'il faut rénover de toute urgence afin de faire face aux défis du changement climatique et du "facteur 4". Les règlementations thermiques à venir sont censées nous orienter dans cette voie d'une utilisation plus rationnelle de l'énergie mais pour le moment, le secteur français de l'éco-‐construction a pris du retard par rapport à ce qui se fait chez nos voisins européens (Scandinavie, Suisse, Allemagne, Autriche). Les mesures financières ne sont pas assez incitatives (contrairement à ce qui se fait en Suisse par exemple, avec des subventions cantonales très intéressantes) et les mentalités des acteurs de la construction peinent généralement à évoluer vers un caractère durable. Il convient donc aux collectivités d'afficher de l'ambition et de montrer l'exemple à suivre.

La démarche Négawatt, proposée par l'association du même nom, représente un modèle cohérent et sensé pour notre société et propose d'agir selon 3 leviers afin de s'écarter de la tendance actuelle de croissance de nos besoins énergétiques. Le schéma suivant symbolise le sens de la démarche :

Figure 19 : Schéma résumant la démarche Négawatt

Sobriété : à la fois dans la conception architecturale (en économisant l'espace, réduisant

les surfaces de déperdition thermique...) et dans l'usage de l'énergie de la part des usagers

Efficacité : il s'agit d'avoir une enveloppe de bâtiment qui limite les déperditions thermiques, les surchauffes en été et qui exploite au mieux les caractéristiques thermiques des matériaux mis en œuvre. Elle repose sur une isolation performante des parois ainsi que sur une excellente étanchéité à l'air.

Recours aux énergies renouvelables pour faire l'appoint nécessaire aux systèmes de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire

Contact : http://www.negawatt.org/

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• Créer un Centre de ressources dédié à la Qualité Environnementale des Bâtiments A la manière de ce qui s'est fait en Bourgogne, il nous semble primordial de développer une

structure comparable à celle-‐ci, à l'échelle locale (agglomération nantaise)ou régionale. En effet, un Centre de ressources dédié à la Qualité Environnementale des Bâtiments a été créé en juin 2008 en Bourgogne, à l'initiative du Conseil régional de Bourgogne et de l'ADEME. Les objectifs de ce centre sont simples :

-‐ augmenter la demande en matière de qualité environnementale des bâtiments -‐ diffuser et partager les savoirs et savoir-‐faire dans ce domaine -‐ augmenter l'offre de produits et services de la part des professionnels du bâtiments -‐ mettre en place une structure capable d'accompagner cette mutation dans le secteur

Figure 20 : Objectifs du Centre de Ressources

Au niveau du financement, celui-‐ci se fait dans le cadre du programme Energie-‐Climat

Bourgogne (Europe, Etat, Région et ADEME). Depuis le 1er janvier 2008, le Centre reçoit un cofinancement européen FEDER. La mission de coordination technique a été confiée à Alterre Bourgogne qui est une agence régionale pour l'environnement et le développement soutenable dont le but est de mobiliser tous les acteurs régionaux afin de placer les problématiques environnementales au cœur des actions et projets politiques. Outre la coordination technique du fonctionnement du centre (via le système d'informations "Bourgogne Développement Durable"), son rôle au sein du Centre est aussi de collecter un maximum d'informations sur les bâtiments exemplaires de la région.

Un tel Centre nous semblerait très pertinent en Pays-‐de-‐la-‐Loire, afin de tenter de généraliser la construction de bâtiments à basse consommation d'énergie dans la région et de faire des Pays-‐de-‐la-‐Loire, par la même occasion, une région "modèle" en termes de construction durable. C'est grâce à la création d'une telle structure que la Bourgogne a pu s'ériger en pionnière de l'écoconstruction et voir le nombre de projets de bâtiments durables se multiplier. D'autre part, un système d'informations tel que le site Internet http://www.bourgogne-‐batiment-‐durable.fr permet d'accéder très rapidement aux actualités et informations en rapport aux bâtiments durables en

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Bourgogne, ce qui n'est pas le cas pour la région nantaise. Cela permet en outre de former une base de données d'ouvrages durables "référence", ce qui manque aussi pour la région nantaise.

Il est primordial de pouvoir s'appuyer sur des expériences régionales existantes. Avoir accès à leur présentation sur un support de communication permet de s'imprégner de leur savoir-‐faire et de s'en inspirer pour de futurs projets. Cela génère un processus de mutualisation des savoir-‐faire et de stimulation du secteur du bâtiment durable. Il est important de "banaliser" ce genre d'opérations en montrant qu'elles sont à la portée de tous et par exemple en Bourgogne, c'est le lancement de programmes régionaux qui incite à la construction de ces ouvrages exemplaires.

C'est pourquoi nous croyons fermement en la pertinence de la création d'un portail, à la manière de l'excellent "Bourgogne Bâtiment Durable", qui collecte une multitude d'informations et ressources sur les opérations exemplaires, la règlementation, les incitations financières, les matériaux, les professionnels, etc...

Contact : http://www.bourgogne-‐batiment-‐durable.fr

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• Développer le recours au bois dans la construction La forêt française couvre près de 30% de la surface de notre territoire (soit 15.5 millions

d'hectares) et elle s'accroît de près de 40 000 ha par an. Cela fait donc du bois une ressource à la fois abondante mais aussi naturelle, saine, durable et écologique.

Cependant, le potentiel extraordinaire que possède la filière bois en France (3ème forêt d'Europe) reste toujours inexploité. Seulement 60% de l'accroissement naturel annuel de la forêt est utilisé. La carte ci-‐dessous présente le pourcentage de forêts dans les départements français.

Figure 21 : Pourcentage de forêts en France

Le bois peut ainsi être utilisé de façon beaucoup plus importante dans le domaine du

bâtiment et selon divers usages : • le bois de chauffage (plaquette granulés) • le bois d'œuvre (menuiseries, charpentes et constructions bois, parquets, lambris) • le bois d'industrie (industrie papeterie) Le marché de la maison bois représente actuellement 5% de la construction neuve. Dans le

domaine de la construction, le bois présente des avantages indéniables : • sa durabilité (à condition que la conception ait été faite avec attention) • bonnes performances thermiques, ce qui offre un confort satisfaisant • régulation de l'humidité au sein du bâtiment, celui-‐ci "respire" • isolation acoustique de très bonne qualité Outre son utilisation dans l'enveloppe du bâtiment (protection thermique, acoustique,

étanchéité, stabilité de la construction), le bois présente aussi l'intérêt de pouvoir être utilisé en revêtement extérieur. En effet, outre ses qualités thermiques, l'utilisation du bois peut permettre de valoriser l'extérieur du bâtiment grâce à ses qualités esthétiques. Il offre une grande liberté de tons colorés et de structures.

Enfin, il est intéressant d'utiliser le bois en tant que source d'énergie également. Son bilan

carbone est neutre déjà et la récupération de déchets forestiers permet d'entretenir le paysage et d'assainir l'espace forestier. Le combustible bois peut provenir de la forêt elle-‐même (bûches,

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plaquettes), de résidus de l'industrie (écorces, copeaux, granulés) ou de déchets en bois en fin de vie (cagettes, meubles, déchets bois industriels).

Tous ces éléments font que nous aimerions voir davantage de bois en nous promenant dans

Nantes. L'utilisation du bois demeure pas assez répandue dans l'agglomération nantaise. Ce matériau possède des performances irréfutables et permettrait en plus de donner une plus grande diversité esthétique et architecturale à la région nantaise. En plus d'exploiter davantage un potentiel qui est encore sous-‐estimé, ce serait l'occasion d'avoir une vision plus répandue (et agréable !) du bois dans un paysage urbain. Pourquoi pas faire de l'île de Nantes une île promouvant la construction bois, à l'image du pôle Atlanbois dont les travaux devraient commencer en avril 2011. La France doit faire un effort significatif dans le domaine de la construction bois car la part de ce type de construction est l'une des plus faibles parmi les pays développés : 10% contre 15% en Allemagne, 35% en Amérique du Nord et Scandinavie. D'ailleurs, la région Pays de la Loire a bien assimilé cet enjeu puisqu'il s'agit de la deuxième région française dans la filière bois, avec près de 37 000 employés (dont environ 60% dans la construction). C'est pourquoi, profitant de cette bonne sante de la filière dans la région, il convient de l'exploiter au maximum sur l'agglomération nantaise en faisant fleurir les projets de construction bois. Nantes s'imposerait ainsi en leader des grandes agglomérations françaises dans ce type de construction, montrerait l'exemple aux autres métropoles (ce qui serait bénéfique à toute la filière en France) et confirmerait alors son image de ville durable, respectueuse de l'environnement et pionnière en termes d'urbanisme.

Figure 22 : Siège social de Finnforest, Espoo (Finlande)

Contacts : -‐ Atlanbois, réseau des professionnels du bois en Pays de la Loire : www.atlanbois.com Dans la rubrique "Annuaire des professionnels", on trouve la liste de tous les professionnels du

bois en Pays de la Loire (bureaux d'étude, architectes, charpentiers, maîtres d'œuvre, fabricants de panneaux, de menuiseries...)

-‐ www.cndb.org et ses "Essentiels du bois" disponibles dans la rubrique Construction-‐Aménagement -‐> Atouts du bois

-‐ Rapport Jean Puech -‐ Mise en valeur de la forêt française et développement de la filière bois

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• Lancer beaucoup de projets "référence" type Abalone Au cours de notre projet, nous avons décidé d'aller visiter le bâtiment Abalone, situé à Saint-‐

Herblain. Nous en avions vaguement entendu parler, du fait qu'il s'agissait d'un projet de bâtiment à énergie positive et il nous donc semblait intéressant d'effectuer une visite de ce bâtiment.

Nous avons donc pris rendez-‐vous avec les gérants du site et pu réaliser cette visite. Abalone est un projet ambitieux de bâtiment à énergie positive (c'est-‐à-‐dire qui produit plus d'énergie qu'il n'en consomme) et vise à devenir totalement indépendant énergétiquement à terme. Les occupants de l'agence d'emplois Abalone se sont installés sur le site fin 2009 et donc les gérants commencent à avoir un premier retour sur expérience.

Tout d'abord, une attention toute particulière a été portée sur l'enveloppe du bâtiment. En effet, la performance d'un bâtiment passe en premier lieu par une excellente qualité de l'enveloppe (notamment sur l'isolation et l'étanchéité à l'air). On peut voir notamment sur la photo ci-‐dessous la double enveloppe constituée de triple vitrage puis de double vitrage, entre lesquelles se trouve une épaisse lame d'air afin d'éviter au maximum la fuite de calories vers l'extérieur.

Figure 23 : Double enveloppe avec double et triple vitrage

Ensuite, le mode de production d'énergie constitue un mix de solutions innovantes, mettant en

jeu des technologies d'avenir. Le bâtiment dispose de 3 éoliennes de 10 kW, sur mât de 15m. Celles-‐ci doivent permettre de fournir près de 51% de la production des énergies renouvelables sur le site.

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Figure 24 : 2 des 3 éoliennes de 10 kW présentes sur le site

Des panneaux solaires thermiques servent à la production de chaleur pour le chauffage et l'eau

chaude sanitaire. 80 m² de panneaux photovoltaïques sont également installés. Un système de puits canadien a aussi été mis en place afin de profiter de la climatisation naturelle liée au sol. En effet, on bénéficie de la température du sol, qui est plus basse en été et plus élevée en hiver, pour rafraîchir ou réchauffer l'air du bâtiment.

Figure 25 : Panneaux photovoltaïques en toiture

Toutes ces dispositions font de ce bâtiment un projet novateur qui a pour volonté de servir

d'exemple et de montrer la marche à suivre pour d'autres entreprises. Un élément qui nous a fortement séduit (et qui devrait être plus largement suivi) concerne la volonté de transparence vis-‐à-‐vis de ce projet : en effet, les gérants s'engagent à transmettre (et nous avons pu le vérifier) toutes les informations dont ils disposent sur le fonctionnement du bâtiment. Par ailleurs, ils ne procèdent pas au cours de la visite à distribuer les louanges sur leur bâtiment, bien au contraire ils se livrent à une critique sans détour des dysfonctionnements (qu'ils tentent de corriger) du siège Abalone : conduits mal calorifugés, gaines de circulation d'air dans la dalle avec une section trop grande

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(surface d'échange ainsi trop élevée et donc déperditions thermiques), surface vitrée trop importante côté Nord ou encore panneaux solaires thermiques qui ombrageaient initialement les panneaux photovoltaïques ! Cette visite sans langue de bois en était donc encore plus enrichissante.

C'est pourquoi il nous semble essentiel d'inciter les entreprises à se lancer au maximum dans des

projets ambitieux sur le plan énergétique. Cette démarche qui vise à tester de nouvelles façons de produire de l'énergie, de limiter les déperditions est très intéressante. Les acteurs de la construction doivent prendre des risques pour progresser et engranger de l'expérience. C'est avec de tels projets qu'on peut bénéficier d'un retour sur expérience très enrichissant pour la gestion de l'énergie de demain (et son stockage aussi, avec les batteries à hydrogène qui seront mises en place sur le site d'Abalone). Il est essentiel de prendre ce genre d'initiatives audacieuses comme modèle tout autant que les bâtiments ayant fait leurs preuves à l'étranger. Prenons l'exemple des maisons passives en Allemagne (Passivhaus) ou des bâtiments Minergie en Suisse (consommation d'énergie primaire ne dépassant 38 kWh/m²/an pour toute construction neuve). Ce label Minergie est par exemple obligatoire pour toute construction neuve dans le canton de Genève. Cela illustre une nouvelle fois le retard pris par la France et également l'importance d'avoir des régions (équivalent des cantons en Suisse) qui montrent la voie à suivre.

Contact : http://www.abalone-‐energie.com/

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• Promouvoir l'isolation par l'extérieur

Face à l'immensité du parc du bâtiment que nous devons rénover, il nous semble fondamental de développer la méthode de l'isolation par l'extérieur. Celle-‐ci consiste à installer la couche isolante sur la face externe de la structure porteuse du mur. En effet, ce procédé est très largement répandu et a fait ses preuves dans les pays d'Europe du Nord notamment mais aussi en Suisse et Allemagne. L'isolation par l'intérieur est une exception française. Pourtant, celle-‐ci présente d'importants inconvénients par rapport à une isolation faite par l'extérieur :

Les ponts thermiques sont très fortement réduits (notamment murs/dalles et murs/refends) Les risques de condensation sont bien moindres On bénéficie de l'inertie apportée par la masse des murs, ce qui est primordial au niveau du

confort d'été On ne perd pas de surface habitable Cela ne nécessite pas le déménagement des habitants, ce qui engendre des économies pour

les propriétaires et bailleurs sociaux

Ce procédé est certes un peu plus coûteux mais il faut y voir toutes les économies d'énergie réalisées sur le long terme et la durabilité de la construction ainsi mise en œuvre. En outre, une isolation par l'intérieur va voir ses performances chuter au cours du temps en raison des problèmes de condensation et de ponts thermiques qui vont y régner. Pour toutes ces raisons, il convient de développer ce procédé et d'encourager les entreprises à le faire et à s'y forger des compétences. Tous les acteurs de la construction, de l'Etat aux particuliers, en passant par les constructeurs, ont à y gagner.

Contacts : http://www.ouest-‐eco-‐logis.fr http://www.isover.fr/Conseils-‐et-‐reglementation/Isolation-‐exterieure/L-‐isolation-‐des-‐murs-‐par-‐l-‐exterieur http://www.isolavie.fr

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• Avoir recours aux isolants naturels

Le choix des matériaux est essentiel dans la construction d'un bâtiment. Depuis quelques années, toute une gamme d'isolants dits "écologiques" est en train de se développer et représente une alternative très sérieuse au choix répandu des laines minérales (laine de verre, laine de roche...). Une isolation écologique doit répondre à 4 exigences :

être efficace afin de réduire au maximum les besoins énergétiques être durable et donc adaptée au cycle de vie du bâtiment utiliser des matériaux à faible empreinte écologique permettre la réalisation de bâtiments sains

Ainsi, l'utilisation d'isolants végétaux est très avantageuse et ce, pour diverses raisons :

ils fixent du CO2 et ont donc un excellent bilan carbone ils représentent une ressource abondante et renouvelable sans additifs particuliers, ils sont sains pour les habitants et ceux qui les mettent en œuvre leur comportement au feu est satisfaisant, contrairement aux préjugés leurs performances isolantes sont équivalentes à celles des laines minérales, qui sont très

largement utilisées en France Voici une brève présentation des principaux isolants végétaux exploitables : • Les fibres de bois

Nous avons déjà vanté l'utilisation du bois dans une proposition précédente. Mais ici, il convient de préciser que les fibres de bois sont obtenues par défibrage de chutes de bois résineux. Sous forme de panneaux, elles peuvent servir d'isolation thermique et phonique, entre ossatures notamment.

- Ces isolants sont ouverts à la vapeur d'eau et sont de bons régulateurs hygroscopiques. - Ils présentent une bonne stabilité dans le temps. - Ils contribuent efficacement au confort d'été - Leurs performances phoniques sont bonnes.

Figure 26 : Isolants en fibre de bois

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Ces panneaux sont très intéressants dans des applications techniques tels que panneaux supports d'enduits, panneaux pare-‐pluie...

Contacts : www.homatherm.fr www.pavatex.fr www.steico.de www.isonat.com

• Le chanvre

Le chanvre, cultivé en France depuis les Celtes, donne 2 types de fibres : longues pour les isolants en panneaux ou en rouleaux, courtes dans ce qu'on appelle la chènevotte. Celle-‐ci peut, elle, s'employer en vrac. Au niveau des caractéristiques, le chanvre est durable, contribue bien au confort d'été, perméable à la vapeur d'eau, n'est pas consommé par les rongeurs. très peu d'énergie grise est dépensée. Cependant, il est sensible au feu (d'où la nécessité d'un parement coupe-‐feu) et peut résilier en cas d'humidité accidentelle.

Figure 27 : Isolant en chanvre

Pour sa polyvalence d'applications et son excellent bilan environnemental, le chanvre est extrêmement dans le domaine de l'éco-‐construction.

Contacts : www.agrofibre.com www.isover.fr www.thermo-‐hanf.de www.technichanvre.com

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• La laine d'herbe

Cette laine isolante en panneaux semi-‐rigides est obtenue à partir de l'herbe des prairies après séparation des éléments azotés qui sont valorisés en biogaz. Ses performances thermiques sont bonnes ( λ compris entre 0.034 et 0.040 W/mK), elle est ouverte à la diffusion à la vapeur d'eau, ce qui permet une bonne régulation hygroscopique. Cependant, il est inflammable et doit être mis en œuvre avec un parement coupe-‐feu. Ce matériau témoigne de la capacité des fibres végétales à s'imposer comme un isolant efficace. Par exemple, un hectare de prairie peut fournir 200 m3 d'isolant par an, soit l'équivalent de 7 maisons individuelles.

Figure 28 : Isolants en laine d’herbe

Contact : www.gramitech.ch www.biowert.de

• La ouate de cellulose La ouate de cellulose est issue du recyclage du papier, particulièrement de stocks de journaux neufs invendus et de chutes de coupes de papiers d'imprimerie. Elle est utilisée comme isolant depuis les années 1930 aux Etats-‐Unis et en Scandinavie. Elle peut être produite sous forme de panneaux, de rouleaux ou en vrac (elle peut alors être insufflée à l'aide d'une machine). Ce matériau est très stable, excellent quant au confort d'été et présente un très bon comportement à l'humidité (elle peut absorber jusqu'à 15% de son poids en eau). Elle est peu sensible au feu et son λ (conductivité thermique) est de l'ordre de 0.038 W/mK. Son impact sur l'environnement est assez faible. Tous ces éléments font de la ouate de cellulose l'isolant qui présente le meilleur rapport impact environnemental/coût, surtout pour les gros chantiers.

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Figure 29 : Isolants en ouate de cellulose

Contacts : www.univercell.fr www.cellaouate.fr www.isofloc.ch www.homatherm.fr www.isocell.at

• La paille

Utilisée dans les bâtiments ruraux depuis des siècles, la paille des céréales (blé, seigle, riz…) devient peut à peu un isolant à part entière. Elle peut être présentée et utilisée de différentes manières :

En vrac, elle peut être mélangée avec une terre argileuse pour former un conglomérat plus ou moins isolant selon sa densité

En petites bottes d’une densité de 90 à 110 kg/m3, elle permet d’isoler des murs, des toitures et des planchers

En panneaux fortement compressés, elle est utilisée en isolation acoustique mais apporte également un complément d’isolation thermique appréciable.

Son comportement à l’humidité et sa durabilité sont très satisfaisantes. Son bilan environnemental est excellent. Actuellement, la paille connaît un succès mondial en raison de ce bilan environnemental et de son coût modique (tout au moins pour les bottes).

Figure 30 : Isolant en paille

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Contact : www.panneaudepaille.com www.stramt-‐int.com www.compaillons.fr (réseau français de la construction paille)

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4. Le bâtiment intégré dans son quartier : la notion d'éco-‐quartiers

a) Analyse de quelques éco-‐quartiers de la métropole Nantaise

Les quartiers « durables » (ou éco-‐quartiers) sont des « quartiers qui mettent en avant simultanément la gestion des ressources et de l’espace, la qualité de vie et la participation des habitants… ». Outre les objectifs environnementaux, les éco-‐quartiers doivent aussi répondre aux exigences de lutte contre les exclusions sociales et les discriminations, de mixité des fonctions urbaines et de limitation de l’étalement urbain, de valorisation du patrimoine ou encore de respect de la diversité culturelle.

Nous traiterons ici les éco-‐quartiers qui semblent être aujourd’hui des exemples de développement durable concret et novateur. Dans ce sens, nous ne traiterons pas l’éco-‐quartier des Perrières présent sur la commune de la Chapelle-‐sur-‐Erdre.

Bottière-‐Chénaie

Le développement du quartier Bottière-‐Chénaie repose sur un contexte de développement de la métropole nantaise intégrant une croissance démographique et un étalement urbain important. Les conséquences d’une telle croissance sont notamment l’augmentation du parc automobile et des déplacements en voiture, la création de réseaux d’eau et d’assainissement très couteux pour la collectivité et la création de lotissement sur d’anciennes terres agricoles. Ainsi, les quartiers de la Bottière-‐Chénaie, l’Ile de Nantes et Saint-‐Joseph-‐de-‐Porterie s’inscrivent dans une démarche cohérente par rapport au PDU qui a pour but de densifier l’habitat en ville et élaborer une meilleure offre pour les transports en commun ou les transports doux.

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Le développement du quartier a été difficile en raison des démarches de concertation effectuées avec les habitants limitrophes. En effet, l’aspect « mixité sociale » n’a pas été bien accueilli par ces habitants et l’éco-‐quartier s’est alors retrouvé séparé de ces lotissements.

Certains programmes n’ont pas encore été clairement définis et ce peut être pour cela que la cohérence de ce quartier n’est pas clairement ressentie. Nous connaissons les difficultés à définir un programme rapidement de manière intégrée. En effet, les démarches auprès des investisseurs est longue. Mais nous pensons qu’un dynamisme de développement peut servir à la clairvoyance d’un projet.

En termes de gestion de l’énergie électrique, cet éco-‐quartier propose une meilleure gestion de l’énergie, notamment de par la présence du double vitrage à faible émissivité et d’éclairage des parties communes par détecteurs de présence.

Améliorer la performance énergétique des bâtiments

Au niveau national comme au niveau local, l’amélioration de la performance énergétique des bâtiments est aujourd’hui un enjeu majeur sur trois points :

-‐ Réduire les émissions de gaz à effet de serre

-‐ Limiter la dépendance énergétique

-‐ Baisser les charges des résidants.

La poursuite de ces trois objectifs s’appuie sur des prescriptions applicables à l’ensemble des projets :

-‐ la réglementation thermique 2005

-‐ la certification « Habitat et environnement » de Cerqual.

Ce cadre, bien entendu, s’applique au projet Bottière-‐Chénaie. Mais au-‐delà même des prescriptions, les enjeux bioclimatiques dans la conception des bâtiments sont pris en compte : toits végétalisés pour une meilleure inertie thermique en hiver et en été ; apport solaire passif et système de double peau en façade sud permettant de réguler cet apport au fil des saisons ; compacité des bâtiments… Certains bâtiments bénéficieront de capteurs solaires pour l’eau chaude sanitaire, à commencer par un premier ensemble de 174 logements (îlot ANFJT – Atréalis). A terme et pour l’ensemble du bâti, des panneaux solaires photovoltaïques pourront être installés sur les toits.

L’effort d’amélioration de la performance énergétique porte donc essentiellement sur l’isolation qui représente 42 % du gisement d’économies d’énergie.

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Euronantes

Ce quartier n’a pas été labellisé éco-‐quartier mais tend à devenir une alternative de forme d’urbanisation en accord avec les politiques sociales et économiques de demain.

La demande croissante en logements et en activités sur l'agglomération nantaise encourage le développement de l'offre sur ce quartier central. Cette recherche de densification de la ville s'accompagne de la mise en œuvre d'une démarche de qualité environnementale visant notamment à créer un quartier de ville qualitatif et durable et à limiter au maximum l'empreinte écologique tant dans la conception et le résultat que dans l'usage.

Ce quartier à vocation tertiaire, évite l'écueil du classique quartier d'affaires avec l'offre de 1000 nouveaux logements, de commerces et d'équipements de proximité. De même, un important travail sur la mixité sociale a par ailleurs contribué à la conception des îlots de logements (VEFA, et banalisation du logement social ; offre importante en logements sociaux et abordables, avec un objectif respectif de 25% et 15% à l'échelle de la ZAC).

Ainsi, ce quartier affirme un nouveau mode de développement de la métropole en intégrant pleinement le concept de développement économique de la métropole. Le fait que ce quartier soit proche du centre ville a poussé les promoteurs à une dynamique économique importante. On espère que l’aspect « mixité sociale » de ce quartier sera intégré par les différents habitants et que cette nouvelle manière de construire ne créera pas de clivages pires que ceux déjà présents dans ce quartier.

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Prairie-‐au-‐duc sur l’île de Nantes

Ce programme intègre plusieurs problématiques inhérentes à une cohérence urbaine de centre ville. En effet, il est prévu une installation de logements, bureaux, espaces verts et d’ensembles culturels et touristiques.

Il se différencie des autres projets par sa forte implantation contextuelle. Ainsi, les bâtiments en places sont réhabilités et les sols sont utilisés de manière douce (pas d’excavation excessive). De même, la consultation des résidents et des différents acteurs du site est omniprésente.

D’autre part, le programme a mis du temps avant de voir le jour à cause de certains problèmes entre les institutions en charge. En effet, la Samoa et l’architecte-‐urbaniste en charge du projet ne se sont pas entendus sur certains points et certaines démarches ont mis du temps avant de voir le jour. Ce manque de cohérence des acteurs du projet a été préjudiciable à la vision des citoyens et autres acteurs externes.

Cependant, ce quartier reste une offre intéressante en matière de développement alternatif d’un quartier proche du centre ville avec un atout de communication important qui est son rapport avec l’eau et l’existant.

b) Nantes Ecocité

La liste des éco-‐cités du territoire français a été arrêtée le 4 Novembre 2009. La métropole Nantes/Saint-‐Nazaire a été élue avec 12 autres villes pour réaliser en leur sein un grand projet d’innovation architecturale, sociale et énergétique. Pour cette élection, les candidats furent au nombre de 19.

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L’axe de développement qui a intéressé le jury d’élection a été la proposition d’une continuité de la ville avec le fleuve. Ainsi, on remarque que le projet d’éco-‐quartier Prairie au Duc s’inscrit pleinement dans cette démarche et contribue à la crédibilisation d’une telle démarche.

Par conséquent il nous semble important de développer les problématiques en accord avec cette évolution. L’estuaire nous offre beaucoup de possibilité en matière de gestion de l’espace et des ressources tout en faisant surgir des problématiques techniques et humaines passionnantes.

De même, l’articulation entre les différents projets de ville, tels que l’île de Nantes ou l’opération Ville de Port de la commune de Saint-‐Nazaire, a établi une cohérence du développement de cette métropole. Ce caractère de développement à grande échelle est à conserver dans le but de s’affirmer parmi les métropoles françaises les plus grandes. Un axe important pour la cohérence de ce projet est la densification des territoires sur les rives.

c) De nouveaux exemples innovants

La vision suédoise

L’éco-‐quartier Hammarby Sjöstad est un projet qui s’inscrit dans la continuité de plusieurs programmes pour la protection de l’environnement réalisés depuis 1976 à Stockholm. A la naissance du projet, la ville voulait réhabiliter le lieu en un quartier durable, en insistant sur l’optimisation du recyclage, que ce soit pour l’eau, les déchets ou l’énergie. Pour cela, un modèle appelé « Hammarby Model » a été conçu à l’aide de grandes sociétés suédoises de production d’eau, de collecte des ordures et d’électricité, gaz et chauffage. Il s’agit d’un système expérimental de gestion de l’énergie, de l’eau et de la récupération des déchets. Il assure chauffage, conditionnement de l’air, fourniture de l’énergie et un traitement très complexe de purification de l’eau. Le but de ce modèle est de réduire autant que possible l’apport des ressources extérieures.

Le « Hammarby Model » (en français le modèle d’Hammarby) est basé sur un éco-‐cycle dont les composantes sont la réduction des entrées de matière et les sorties de déchets pour l’énergie, la création de biomasse et la minimisation des impacts sur l’environnement. Les techniques mises en œuvre dans ce système visent à développer des solutions concourantes et efficaces sur le plan environnemental en ce qui concerne l’énergie, l’eau, les déchets et les égouts. Il est flexible afin de permettre l’intégration de nouvelles techniques au fur et à mesure de leur apparition.

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En fait, les architectes de la ville de Stockholm ont pensé ce quartier à l’image de leur vision du développement urbain : « Le développement durable, c’est une planification à long terme mais également penser aux détails, c’est donner une véritable dimension humaine à la ville. Ce qui importe aujourd’hui, c’est d’énumérer les qualités de la nature, des rivages et également le paysage construit ».

Un parallèle entre la ville de Stockholm et la métropole nantaise n’est pas fallacieux. Ces deux villes se trouvent en contact direct avec des ressources comparables, notamment l’eau et des territoires naturels. Certes le climat et le fait que Stockholm soit un archipel apportent des différences notables. Mais étudier la faisabilité d’installation d’un tel processus de conception de quartier au sein de la ville de Nantes contribuerait à une unité Européenne énergétique.

BedZED

Le mot BedZED signifie Beddington Zero Energy Development (Développement zéro énergie fossile). Il s'agit du premier quartier résidentiel au Royaume-‐Uni basé sur le principe d'une émission nulle en carbone. L’un des objectifs majeurs soutenus par les initiateurs de ce projet est de montrer que la notion de développement durable peut concrètement se mettre en pratique à l'échelle d'un quartier.

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La conception du quartier repose sur une colossale analyse de cycle de vie qui a été réalisée sur toute la vie d'un quartier prenant en considération la construction des logements, les transports, la gestion des déchets, de l'eau, les besoins énergétiques ou encore les activités professionnelles.

De plus, des modes de construction « malins » ont été privilégiés, tout comme l’utilisation du bois, la prise en compte des inerties thermiques des bâtiments, les greniers « ventilés », l’exposition solaire, prise en compte de l’orientation au niveau architectural et mixité fonctionnelle à l’échelle urbaine.

Mais le but principal de ce quartier est de produire assez d’énergie renouvelable pour fournir les espaces à vivre. Des processus ont été entrepris pour rendre le bâtiment le plus passif possible (inertie, isolation, apports passifs…) et les bâtiments utilisent une centrale de cogénération. Cette dernière fonctionne grâce à une production locale de bois.

Figure 31 : Fonctionnement de la centrale de cogénération

De même, le quartier BedZED bénéficie d’une gestion de l’eau respectueuse de l’environnement.

Figure 32 : Equipements techniques et réseaux présents sur le site

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Un manuel à disposition des habitants leur donne des conseils afin de savoir comment économiser les ressources. Les usagers peuvent consulter à tout moment leur consommation personnelle d'eau, d'eau chaude sanitaire et d'électricité grâce à des compteurs situés dans leur cuisine.

La combinaison de ces techniques amène un réel sentiment d’appartenance des habitants et autres concernés. En effet, les résidents sont fiers de vivre dans ce quartier et toutes ces techniques importent peu s’il n’y a pas de civisme de la part des résidents pour faire fonctionner ces processus.

Autres (res)sources :

-‐ Projet Darwin, Cluster Eco-‐créatif, Bordeaux, 2012

-‐ Lyon Confluence, Energie, Lyon, 1995

-‐ Vesterbro, Technologie et civisme, Copenhague, 2001

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Conclusion

Comme on peut le voir, la réflexion sur la gestion de l’énergie et son utilisation rationnelle peut s’ouvrir à de nombreux domaines. Nos propositions se sont ainsi concentrées sur les transports, l’essor des énergies renouvelables, le bâtiment (en tant qu’unité et en tant que entité d’un éco-‐quartier). Il nous semble fondamental de rappeler que ces dispositions pouvant être prises ne sauront trouver une efficacité satisfaisante que si les citoyens adoptent un comportement éco-‐responsable. En effet, si l’on prend l’exemple d’un bâtiment, il aura beau être bien conçu, avoir des besoins d’énergie très faibles mais si les habitants qui y vivent ne font aucun effort pour des économies d’énergie, les efforts lors de la conception et de l’exploitation du bâtiment seront réduits à néant. C’est pourquoi il nous semble très important de faire des campagnes de sensibilisation auprès des citoyens pour qu’ils aient fortement conscience des gestes à adopter au quotidien et que ces gestes deviennent des réflexes. Ces campagnes pourraient se faire dans le tram, au cours de conférences publiques ou notamment via l’édition d’un manuel d’éco-‐responsabilité. En effet, un appareil dispose toujours d’une notice d’utilisation mais ce n’est pas le cas pour un bâtiment alors qu’il est essentiel de connaître son fonctionnement pour optimiser sa consommation. Ce manuel aurait pour vocation de pousser les citoyens à changer de mode de vie pour que la conscience environnementale devienne une priorité.

Villes et services durables - Contribution Conseil de développement Nantes

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