Chapitre 8 Des besoins aux consommations
La première partie du livre a montré comment calculer les besoins bioclimatiques d’un bâtiment. Une partie de ces besoins peut être résumée par le coefficient Bbio : chauffage, refroidissement, éclairage. On peut y ajouter le besoin d’eau chaude sanitaire, non inclus dans le Bbio, et qui sera abordé dans le chapitre 10. Dans la deuxième partie du livre, on s’intéresse maintenant à la consommation d’énergie nécessaire pour satisfaire ces besoins.
Les 5 postes de consommation énergétique d’un bâtiment (sauf bâtiments industriels avec des procédés spécifiques) sont :
- Le chauffage,
- Le refroidissement,
- L’éclairage,
- L’eau chaude sanitaire,
- Tout le reste.
La figure 1.2 donne une idée de l’importance de chaque poste dans la consommation globale.
Figure 8.1: Des besoins aux consommations d’énergie importée
Une fois les besoins estimés, on calcule les consommations d’énergie à importer dans le bâtiment pour les satisfaire (gaz, électricité, fioul, bois). Cette énergie finale est la quantité d’énergie directement consommée par l’utilisateur. Comme montré par la figure 8.1, la différence entre les besoins de chauffage (en kWh) et la consommation d’énergie finale provient des déperditions de chaleur de l’ensemble des équipements : pertes de génération, de stockage, de distribution et de régulation. Le calcul de la consommation à partir des besoins constituera l’essentiel du cours et des exercices décrits plus loin.
L’indicateur Cep est la somme des consommations d’énergie primaire du bâtiment pour les différents postes de consommation : chauffage, refroidissement, ECS, éclairage, auxiliaires de ventilation et distribution. L’énergie primaire est la consommation d’énergie nécessaire à la production d’énergie finale. Pour chaque poste, la consommation en énergie primaire Cep est calculée à partir des consommations d’énergie finale Cef, multipliée par le coefficient de conversion en énergie primaire propre à chaque énergie. L’indicateur Cepnr de consommation d’énergie primaire non renouvelable est calculé de la même façon : \[\begin{align} \mathrm{Cep} & = \sum_\mathrm{energie} \mathrm{Cef}(\mathrm{energie}) \times \mathrm{CoefEP}(\mathrm{energie}) \tag{8.1}\\ \mathrm{Cepnr} & = \sum_\mathrm{energie} \mathrm{Cef}(\mathrm{energie}) \times \mathrm{CoefEPnr}(\mathrm{energie}) \tag{8.2} \end{align}\] Où CoeffEP et CoeffEPnr sont les coefficients de transformation de l’énergie entrant dans le bâtiment en énergie primaire, renouvelable ou non. Pour les réseaux urbains, la valeur du coefficient CoefEPnr pour les réseaux de chauffage/ECS est fonction du ratio d’énergie renouvelable du réseau.
| Type d’énergie | CoeffEP | CoeffEPnr |
|---|---|---|
| Gaz naturel | 1 | 1 |
| Fioul | 1 | 1 |
| Bois | 1 | 0 |
| Electricité | 2.3 | 2.3 |
| Réseau urbain | 1 | 1 - ratio d’ENR |
Enfin, une fois les consommations d’énergie primaire calculées, on s’intéressera à leur impact environnemental. L’indicateur Ic\(_\mathrm{energie}\) mesure l’impact sur le changement climatique des consommations pendant l’exploitation du bâtiment. Il est obtenu en multipliant les consommations d’énergie finale par les coefficients de conversion d’énergie en quantité de gaz à effet de serre montrés dans le tableau 8.2.
| Type d’énergie finale | kg équivalent CO\(_2\) par kWh en PCI |
|---|---|
| Bois | 0,024 à 0,03 |
| Electricité | 0,064 à 0,079 |
| Gaz | 0,227 à 0,272 |
| Autres combustibles fossiles | 0,324 |