Durant l'été 2024, le Cerema est intervenu auprès de L’Institut National de Formation des personnels du Ministère de l'Agriculture (INFOMA) pour l’accompagner dans l’orientation et la planification de ses projets de rénovation. La mission du Cerema consistait à fournir une assistance technique, comprenant la réalisation d’un diagnostic global des bâtiments et une évaluation objective du confort estival pour ensuite formuler des recommandations visant à améliorer le bien-être des usagers et utilisateurs de l'établissement.
Construit dans les années 1980 sur la commune de Corbas (Rhône), le site comprend sept bâtiments accueillants les activités administratives, logistiques et d'enseignements de l'institut. Ces bâtiments sont aujourd'hui vieillissants et plusieurs locaux sont signalés inconfortables.
L’étude du Cerema s'est déroulée en 3 étapes principales :
- Réaliser un diagnostic global du site et des bâtiments.
- Évaluer le confort d’été dans les locaux des bâtiments
- Formuler des préconisations pour améliorer le confort des usagers.
Diagnostic global du site et des bâtiments
Il s’agit ici de qualifier l’état actuel du site et son environnement ainsi que les bâtiments et leurs potentiels au regard des usages actuels et envisagés.
Une première réunion de préparation avec l'équipe projet de l'INFOMA a permis de définir le périmètre de l'étude, de recueillir les informations utiles à la compréhension du site (plans, audits, relevés de consommations, coûts divers, etc…) et d'identifier les enjeux permettant de prioriser les actions à mettre en œuvre dans la proposition de scénarios d'amélioration.
Trois indicateurs sont évalués pour qualifier le site et les bâtiments :
Cette évaluation est complétée par des visites in situ permettant d'identifier les usages réels, les conflits d’usage ou les dysfonctionnements éventuels, les points forts et les besoins. Par ailleurs, une enquête réalisée auprès des usagers et occupants précise leur ressenti en termes de confort et d'usages des bâtiments.
La cotation des différents indicateurs a été réalisée sur site à l’aide d’un formulaire qui comprend une échelle de notation allant de 1 (le moins performant) à 4 (le plus performant) ou sans objet quand ce critère n’est pas pertinent au vu du contexte. La notation comprend une note pour le niveau actuel, une note pour le niveau potentiel qui a été modulée avec les informations recueillies au cours des entretiens et de l’enquête.
Cette évaluation a permis d’apprécier les points faibles, les points forts et le potentiel d’évolution de chaque bâtiment. Des besoins communs aux différents utilisateurs du site et des bâtiments ont également été mis en évidence.
La synthèse de ce diagnostic global comprend :
- Des fiches récapitulatives pour l’ensemble du site comprenant extérieur et bâtiments (identité, performance économique, états techniques et d’usages) ;
- Le croisement de divers indicateurs sur les axes économiques, usages et techniques.
Et pour plus de détails :
- Des fiches pour les états extérieurs (états techniques et usages et alertes) ;
- Des fiches pour chaque bâtiment (identité, états techniques et états d’usages globalisés et détaillés, alertes).
Evaluer le confort d'été des bâtiments
Les effets du changement climatique sont désormais perceptibles, en particulier l'augmentation des températures et l'intensification du nombre de jours anormalement chauds. Les vagues de chaleur et les canicules vont devenir plus intenses, plus fréquentes et plus longues.
Dans ce contexte, la notion de confort d'été autrefois cantonnée au Sud de la France constitue désormais une préoccupation importante pour une large partie du territoire et en particulier dans les grandes agglomérations. Aussi, de nombreux agents en poste dans les bâtiments de l'INFOMA ont fait part de l'inconfort thermique ressenti durant l'été dans les locaux de plusieurs bâtiments.
Les principaux objectifs de cette seconde partie de l'étude étaient les suivants :
Mesures physiques et évaluation de l'inconfort
Pour atteindre ces objectifs, plusieurs outils et méthodes d'évaluation ont été déployés dans les locaux de 6 bâtiments, comprenant notamment :
Une enquête réalisée auprès des occupants a permis de cerner les différents usages et comportements (utilisation de climatiseur, de ventilateur, ouverture des fenêtres, etc…) et de cibler les zones d’inconfort d’été à instrumenter et analyser en priorité.
Un monitoring réalisé, du 1er juillet au 20 août 2024, à l'aide du dispositif THEMIS a permis de suivre en temps réel et à distance les données mesurées dans 30 locaux. Les données mesurées sont les suivantes : la température, l’humidité relative et le CO2 à l'intérieur des locaux. Les données relevées par l'ensemble des capteurs ont été complétées par les données météo issues de la plateforme "Open Weather Map (OWM)", directement couplées au dispositif THEMIS.
Des relevés de l’ensoleillement des façades présentés sous la forme de diagrammes solaires ont été réalisés d'un outil breveté comprenant : une caméra fisheye calibrée, une boussole électronique, un capteur d'inclinaison et un GPS permettant d'effectuer des mesures immédiates sur le terrain.
Présentation des résultats
L'analyse des mesures par locaux est présentée à l'aide d'un diagramme psychrométrique qui permet de visualiser graphiquement les principales caractéristiques physiques de l'air, et d'un graphique linéaire à trois courbes qui permet de visualiser l'évolution temporelle des températures intérieures et extérieures sur une période donnée.
Ces analyses ont permis de confirmer les températures élevées présentes dans les bâtiments durant l’été, avec une moyenne de 28°C. De fortes amplitudes de températures ont été relevées dans certains bâtiments, et les températures les plus élevées (au-dessus de 28°C) apparaissent dans les bâtiments exposés au sud.
Les résultats de l’analyse du confort d’été et de l’ensoleillement des façades ont été présentés pour chaque bâtiment avec une mise en évidence des enjeux et atouts. L’ensemble de la méthodologie est présenté dans le rapport d’étude.
Formuler des préconisation pour améliorer le confort des usagers
Une simulation thermique dynamique a été réalisée sur un échantillon de bâtiments, afin d'évaluer l’évolution du comportement thermique en fonction de différents paramètres (météo, occupation des locaux, isolation thermique, équipements techniques, etc.).
La réalisation de cette simulation s'appuie sur les données recueillies. Elle intègre plusieurs caractéristiques techniques et physiques des bâtiments qui permettent de modéliser son comportement thermique en fonction des différents scénarios étudiés. Cette simulation a permis de créer un modèle numérique de 3 bâtiments (A, B et C) puis de calculer l’évolution des températures à l’intérieur de ces derniers en fonction de différents scénarios d'adaptation. Les différents scénarios proposés permettent d'identifier les solutions adaptatives qui semblent être les plus efficaces sur le ou les bâtiments testés.
Afin de s’appuyer sur les températures moyennes probables dans les prochaines années, des données météorologiques prospectives ont été intégrées au modèle. Le fichier météo utilisé est un fichier issu de la base Meteonorm, établi pour la zone Lyon-Bron à l’horizon 2050, ce qui permet de couvrir les prochaines décennies de façon moyenne. Le profil RCP retenu est celui dit 4.5 du GIEC.
Enfin, le Cerema a procédé au calage du modèle en comparant des mesures in situ avec les calculs du modèle.
Plusieurs solutions techniques ont été comparées, à l’aide de critères d’efficacité (basées sur le taux global d’inconfort et les besoins de refroidissement) et de coût (coût global et coût d’investissement) qui permettent ensuite de les hiérarchiser. Les scénarios étudiés pour améliorer le confort d’été sont :
L’impact de ces solutions est présenté pour chaque bâtiment sous forme d’un graphique. Il apparaît que la hiérarchisation des solutions les plus efficaces en termes de rapport gains / coût est la même pour les différents bâtiments : il s’agit de la mise en place d’horaires décalés qui permettrait de réduire de moitié les besoins de refroidissement en avançant les horaires de travail de 2h00, et l'installation de brasseurs d’air. La végétalisation des abords des bâtiments peut également améliorer la protection solaire des façades.
La sensibilisation des occupants aux bonnes pratiques d’usage peut aussi être envisagée, par exemple sur l’aération, la limitation de l’usage de la climatisation.
Pour évaluer complètement le gain de l’isolation thermique, il faut intégrer au calcul les coûts de chauffage en hiver. La surventilation nocturne doit aussi être pondérée par l’augmentation des consommations énergétiques qu’elle entraîne.
L’analyse des simulations montre que l’inconfort thermique s’amplifiera et qu’il faut combiner plusieurs mesures.
Le Cerema souligne la nécessité de poursuivre le bon entretien des bâtiments, en particulier les plus utilisés, et a formulé une série de recommandations sur les actions et les études complémentaires à envisager, notamment dans la perspective des objectifs du décret Eco énergie tertiaire.