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Améliorer la performance des bâtiments à haute efficacité énergétique : est-ce possible?

Charles Breton
Écrit par Charles Breton

On pense souvent à la performance énergétique des bâtiments en termes de qualité de l’architecture et de la construction. Toutefois, on porte généralement moins attention au rôle de l’occupant. Une erreur?

Un étudiant de la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB) de l’Université Laval s’est penché sur la question.

C’est connu, les bâtiments seraient responsables de 30 à 40 % des émissions de gaz à effet de serre et de la consommation énergétique mondiales. Mais pourquoi se soucier d’efficacité énergétique au Québec, ou l’énergie figure parmi les moins polluantes au monde? Est-il inutile de vouloir améliorer la performance de nos bâtiments? Non, bien au contraire. Malgré une surproduction annuelle d’hydroélectricité, le réseau québécois fait face à des problèmes de pointes de puissance.

À la manière d’un disjoncteur qui saute lorsque trop d’appareils électriques fonctionnent en même temps les matins et soirs d’hiver, la forte demande en énergie dépasse la puissance que le réseau peut fournir. Hydro-Québec doit donc acheter de l’électricité sur les réseaux voisins – une électricité souvent plus chère et plus polluante. Or, les bâtiments résidentiels sont en grande partie responsables de ces pointes hivernales1. Il est donc important de se soucier de la performance énergétique des bâtiments : l’énergie gaspillée a un impact sur le portefeuille des contribuables québécois, tout comme sur leur empreinte environnementale.

Les Habitations Trentino

Pour mieux comprendre les éléments qui contribuent réellement à la performance énergétique des bâtiments, Jean Rouleau s’est penché sur un cas réel, celui des Habitations Trentino. Les Habitations Trentino, c’est un bâtiment multi résidentiel en bois de quatre étages situe à Québec. Le bâtiment comprend deux unités de 20 logements (55-75m2) séparées par un mur mitoyen : une unité est construite en ossature légère, l’autre en bois lamelle-croisé (CLT). Le bâtiment a été construit selon de hauts standards d’efficacité énergétique. La cible : atteindre un niveau de performance qui se situe entre la norme Novoclimat (50 kWh/m2) et celle de Passivhaus (15 kWh/m2).

Pour arriver à déterminer ou l’énergie des bâtiments à haute performance en bois est consommée, en tenant compte de l’enveloppe, des systèmes mécaniques et du comportement des occupants, des instruments de mesure ont été places à 350 endroits différents dans les Habitations Trentino. Ceux-ci ont enregistré la température et l’humidité toutes les 10 minutes, d’octobre 2015 à décembre 2018.

Les résultats du projet

Les résultats du projet sont surprenants : la consommation énergétique moyenne des 40 logements dépasse largement les prédictions, avec une moyenne de 129,3 kWh/m2, soit 1,6 fois plus que les valeurs prévues par les simulations. Il existe aussi de grands écarts de consommation entre les logements, qui sont pourtant construits de manière pratiquement identique : les plus grands consommateurs utilisent presque cinq fois plus d’énergie que les consommateurs les plus performants. Bien que l’objectif de performance initial (15-50 kWh/m2) n’ait pas été atteint, les Habitations Trentino présentent tout de même des besoins en chauffage réduits. Dans un bâtiment québécois typique, près de 55 % de la consommation d’énergie est liée au chauffage. Dans le cas de cette étude, la charge de chauffage est plus faible (≈33 %); elle contribue de manière égale à l’eau chaude domestique et aux appareils électriques dans la dépense en énergie totale du bâtiment.

Le rôle des occupants

Un élément clé explique l’écart entre les valeurs mesurées dans le bâtiment et la simulation, ainsi que la grande variabilité des résultats : le rôle des occupants. Le travail effectué par Jean Rouleau a permis d’établir que le nombre d’occupants de chaque logement ne suffit pas à bien prévoir la consommation en eau chaude domestique et la consommation énergétique totale, et qu’il ne permet pas du tout de prédire le chauffage et la consommation d’électricité. Or, les principales différences de consommation énergétique entre les logements proviennent de l’utilisation du chauffage et de l’eau chaude domestique. Cela explique en partie pourquoi les simulations de performances énergétiques réalisées en avant-projet sont imprécises. Pour améliorer les prédictions, il faut considérer le comportement des occupants.

Les habitudes des occupants influencent directement cinq paramètres importants de la performance énergétique : le contrôle du thermostat, le contrôle des fenêtres, le contrôle de la ventilation mécanique et l’utilisation d’appareils électriques et d’eau chaude domestique. Les façons les plus efficaces de réduire les besoins en chauffage sont de baisser le thermostat, d’utiliser la ventilation mécanique et de fermer les fenêtres en hiver.

Toutefois, dans le cas des Habitations Trentino, ces moyens ont une influence limitée sur la consommation d’énergie totale, en raison de l’efficacité énergétique du bâtiment. Pour améliorer la performance énergétique globale, le moyen le plus efficace est de réduire la consommation en électricité et en eau chaude domestique.

Graphique consommation
Graphique consommation

Est-il possible d’améliorer la performance énergétique des bâtiments a haute efficacité énergétique? La réponse est oui. En considérant la diversité du comportement des occupants, il est possible de fixer des attentes plus détaillées et plus réalistes envers les performances énergétiques souhaitées d’un bâtiment. Il ne suffit pas d’investir dans des systèmes, matériaux et technologies performants. Pour atteindre de hauts niveaux de performances énergétiques, chacun a son rôle à jouer!

Collaboration spéciale de la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB) de l’Université Laval

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Charles Breton

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