Cet article fait partie du dossier : Réglementation Environnementale 2020 : réduire l’impact carbone des bâtiments neufs (Dossier RE2020)
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A l'approche de la publication de la RE2020, le Cerema souhaite apporter un éclairage technique auprès des acteurs de la construction sur les évolutions et les apports de cette nouvelle réglementation. Le présent article offre un décryptage du volet énergétique de la RE2020, les textes n'étant pas encore publiés, les éléments présents pourront être amenés à évoluer en fonction des échanges encore en cours. En tant que partie prenante à la définition de cette nouvelle réglementation, le Cerema accompagne les professionnels à travers des publications et des formations.
DES ÉVOLUTIONS ET des NOUVELLES EXIGENCES QUI RENFORCENT LE PRINCIPE DE SOBRIÉTÉ, D’EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE ET DE RECOURS AUX ÉNERGIES RENOUVELABLES
Comme la réglementation thermique de 2012 (RT2012), la RE2020 met en application un principe de base : l’énergie la moins chère et la moins polluante est celle qu’on ne consomme pas.
Dans cet esprit, l’indicateur sur les besoins énergétiques (BBIO) est toujours présent, mais le seuil réglementaire est plus ambitieux : l’objectif vise la sobriété des logements neufs, es réflexions architecturales plus poussées devront limiter les besoins énergétiques du bâtiment à l’essentiel.
L’indicateur sur les consommations énergétiques (Cep) comptabilisera toujours la quantité d’énergie nécessaire pour couvrir les besoins restant du bâtiment. L’objectif de réduction de la consommation se traduit également par l’amélioration de l’efficacité énergétique des équipements.
Enfin, la RE2020 privilégie réellement les énergies renouvelables : un nouvel indicateur, le Cep,nr (consommation en énergie primaire non renouvelable) ne tient pas compte des énergies renouvelables ou récupérées. Cette nouveauté incite les concepteurs à progressivement remplacer les énergies fossiles et nucléaires par des énergies renouvelables.
Les principales évolutions au niveau des exigences concernent :
- L’évolution du coefficient du Besoin Bioclimatique (Bbio)
- L’évolution du Coefficient d’Énergie Primaire (Cep)
- L’introduction du Coefficient d’Énergie Primaire non renouvelable (Cep,nr)
Principales évolutions de la RE2020 sur le volet performance énergétique
Évolution du coefficient du besoin bioclimatique (Bbio)
Le Bbio caractérise la capacité de la conception d’un bâtiment à réduire passivement les besoins de chauffage en hiver, de refroidissement en été et d’éclairage artificiel.
Comme en RT2012, un Bbio performant s’obtient en optimisant le bâti indépendamment des systèmes énergétiques mis en œuvre : prise en compte de l’orientation et de la disposition des baies ou fenêtres afin de favoriser les apports solaires en hiver tout en s’en protégeant en été, travail sur l’éclairage, limitation des déperditions thermiques grâce à la compacité des volumes et une bonne isolation des parois opaques (murs, dalle et toiture) et des baies.
Principe de base d'une conception bioclimatique
Le Bbio doit être inférieur à une valeur seuil Bbio max. Avec la RE2020 cette valeur du Bbio max a été renforcée, afin d’optimiser la conception du bâtiment concernant autant ses performances hivernales qu’estivales. elle est toujours modulée en fonction du contexte du bâtiment.
- Chauffage
- Refroidissement
- Production d’eau chaude sanitaire
- Éclairage
- Ventilation et auxiliaires
- Nouveau ! La consommation d’électricité nécessaire au déplacement des occupants à l’intérieur du bâtiment, s’il y en a : ascenseurs et/ou escalators
- Nouveau ! La consommation d’électricité pour les parkings des systèmes suivants : systèmes d’éclairage et/ou de ventilation, s’il y en a
- Nouveau ! La consommation d’électricité des circulations en logement collectif pour l’éclairage
Sur l’ensemble des vecteurs énergétiques utilisés pour couvrir les besoins de ces postes de consommations la partie renouvelable et non renouvelable est comptabilisée. Le calcul du Cep comptabilise uniquement les énergies importées (renouvelables ou pas) nécessaires à la couverture des besoins du bâtiment. L’indicateur ne comptabilise donc pas les énergies renouvelables captées sur la parcelle du bâtiment.
L’autoconsommation d’une production électrique photovoltaïque ou la chaleur récupérée ne sont pas des énergies importées, elles ne sont donc pas intégrées dans le calcul. Ainsi leurs bénéfices est pris en compte dans la RE2020 car elles réduisent le Cep.
En revanche, dans l’optique de valoriser le potentiel d’autoconsommation, l’export d’énergie n’est pas pris en considération dans la RE2020.
Introduction du Coefficient d’Énergie Primaire non renouvelable (Cep,nr)
L’indicateur Cep,nr représente la consommation d’énergie primaire non renouvelable du bâtiment sur les mêmes usages que le Cep. Cet indicateur comptabilise donc uniquement les vecteurs énergétiques non renouvelables pour couvrir les besoins du bâtiment, hormis ce point il est en tout point identique au Cep.
Par exemple, la consommation de bois ne sera pas prise en compte dans le calcul de l’indicateur, tout comme la part renouvelable de la chaleur fournie par un réseau de chaleur. Avec ce nouvel indicateur, la RE2020 diffère de la RT2012 et incite au recours aux énergies renouvelables via un seuil maximal ambitieux de consommation d’énergie primaire non renouvelable.
L’objectif est double sur le volet de la performance énergétique, la RE2020 doit permettre de construire des bâtiments qui consomment moins mais aussi qui utilisent des énergies moins carbonées.
Ainsi pour la première fois la réglementation fixera un seuil maximal d’émissions de gaz à effet de serre des consommations d’énergie. L’indicateur Icénergie évaluera l’impact sur le changement climatique de la consommation des énergies pendant l’utilisation du bâtiment sur toute sa durée de vie, soit 50 ans (impact mesuré en kg de CO2 équivalent émis dans l’environnement par m²).
Une nouvelle méthode de calcul est utilisée, elle s’appuie sur des données environnementales conventionnelles d’impacts des énergies et sur des principes de l’analyse du cycle de vie (ACV). Quoiqu’il soit directement lié à la performance énergétique, le résultat est un indicateur environnemental. Ce calcul est présenté de façon plus développée dans la partie « performance environnementale » qui explique la méthode d’ACV utilisée.
Modifications supplémentaires de la méthode de calcul
Voici les principales modifications, en plus de celles énoncées dans le calcul des indicateurs (non exhaustif) :
- Les indicateurs sont ramenés à une surface consensuelle : la surface habitable (SHAB) pour les habitations et la surface utile (SU) pour les autres destinations, en remplacement des surfaces "thermiques";
- Les scénarios météorologiques sont mis à jour par:
- l’actualisation des années de référence : années-type dont la constitution a été effectuée sur la base de fichiers Météo-France sur la période de janvier 2000 à décembre 2018
- la modification de deux stations météos : la Rochelle est remplacée par Tours et Nice par Marignane
- l’insertion d’une séquence caniculaire dans le scénario météo conventionnel, pour le calcul du confort d’été uniquement
- La valeur du coefficient de conversion en énergie primaire de l’électricité est revue de 2,58 à 2,3
- Les scénarios d'occupation ont été ajustés pour rendre compte de manière plus réaliste du comportement des usagers. Néanmoins, il s'agit toujours de scénarios conventionnels et de profils moyens, de sorte que les résultats ne peuvent être utilisés comme outil de prédiction des consommations.
- La méthode de calcul est ajustée face aux retours d’expérience de la RT2012
Sur le plan énergétique, la RE2020 réemploie donc les bases de la RT2012 en les actualisant et en les optimisant.
QUELS LEVIERS METTRE EN ŒUVRE POUR RESPECTER LES EXIGENCES DU VOLET THERMIQUE ?
Le premier levier à mettre en œuvre correspond à une bonne conception bioclimatique prenant en compte le contexte géographique et le contexte architectural.
En hiver, la stratégie de conception aura pour objectif de maximiser les apports naturels d’énergie et de limiter les pertes liées à l’architecture. La réflexion porte sur le positionnement des ouvertures – en priorité au Sud où l’ensoleillement est maximum, la compacité du bâti pour un minimum de surface de déperditions vers l’extérieur, l’organisation des espaces (par exemple, en logement, les pièces de vie se trouveront au Sud pour un meilleur confort alors que les pièces à usage ponctuels seront préférentiellement au Nord).
En été, la stratégie de conception aura pour objectif de minimiser les apports en énergie et de dissiper la chaleur. Les principales clés sont la mise en œuvre de protections solaires ou de végétalisations caduques au Sud, la ventilation nocturne pour évacuer la chaleur accumulée et l’inertie du bâtiment : la chaleur sera stockée dans la masse interne du bâtiment sans augmentation sensible de température, cette énergie sera déstockée la nuit grâce à la ventilation nocturne.
La difficulté d'une conception bioclimatique réside dans le fait que ces différentes stratégies (froid et chaud) sont parfois difficiles à concilier voire contradictoires.
Travailler à l’efficacité énergétique
La sobriété énergétique étant atteinte, le second levier porte sur le choix des équipements : systèmes de chauffage et de climatisation, production d'eau chaude... La RE2020 imposera de recourir à des systèmes énergétiques performants pour réduire la quantité d’énergie nécessaire à la satisfaction des besoins essentiels résiduels suite à une conception bioclimatique. Il est même nécessaire d’aller plus loin et de privilégier les énergies renouvelables qui grâce à leur développement peuvent remplacer les vecteurs énergétiques fossiles et nucléaire. L'objectif est de mettre en œuvre des équipements qui soient dimensionnés pour répondre aux besoins des occupants, même lors de conditions extérieures exceptionnelles comme des pics de froids, tout en gardant une maîtrise des consommations et des émissions de carbone
Les bureaux d’études thermiques et environnementales au cœur du projet
Pour concilier les stratégies de conception (froid et chaud), utiliser les meilleurs vecteurs énergétiques et choisir les solutions les moins émissives en gaz à effet de serre, il est indispensable de discuter des choix possibles entre toutes les parties prenantes. Dès la conception et tout au long du projet un dialogue devra s’installer entre le maître d’ouvrage, son équipe de maîtrise d’œuvre et l’entreprise pour définir les choix techniques et architecturaux qui permettront de répondre aux exigences réglementaires. Au cœur de ce dialogue, ce sont les bureaux d’études thermiques et environnementales qui veilleront au respect de la RE2020. Plus tôt ils sont intégrés à l’équipe de conception, plus le projet aura des bases solides, facteur de réussite. Ce dialogue devra perdurer tout au long de la construction pour s’assurer que les aléas de chantier et les modifications du projet n’entachent pas le respect de la RE2020.
Dans le dossier Réglementation Environnementale 2020 : réduire l’impact carbone des bâtiments neufs (Dossier RE2020)