La facture d'énergie des bâtiments communaux coûte cher. Ces bureaux, gymnases et autres salles polyvalentes représentent 82 % des consommations énergétiques des communes de métropole, selon l'Agence de la transition écologique (Ademe). Les bâtiments éducatifs, de la maternelle à l'université, constituent une large part de ce parc tertiaire avec 180 millions de m² de surface et 31 % de la facture pour les collectivités qui les gèrent. Les bâtiments scolaires sont en effet les premiers consommateurs d'énergie dans les communes, devant les bâtiments sportifs et les bâtiments administratifs, toujours selon l'Ademe.

L'État soutient les collectivités pour rénover leur patrimoine immobilier

Avec plus de 52 000 écoles, collèges et lycées publics en France, les collectivités territoriales, propriétaires de ces bâtiments, sont donc en première ligne pour rénover ces bâtiments énergivores et ainsi réduire leurs factures énergétiques tout en améliorant le confort des usagers (élèves, enseignants, agents publics). Les bâtiments d'enseignement, de plus 1 000 m², sont d'ailleurs visés par le décret « tertiaire » qui fixe une réduction des consommations énergétiques de 40 % du parc dès 2030. À l'heure actuelle, la consommation unitaire des bâtiments scolaires est d'environ 135 kilowattheure (kWh) d'énergie finale par m² et par an, estime François Demarcq, (1) ingénieur général des mines, dans un rapport daté de février 2020.

Selon le rapport Demarcq, l'atteinte de l'objectif, suppose de flécher la moitié de l'investissement des collectivités dans les bâtiments scolaires vers des travaux de rénovation énergétique. Soit quatre milliards d'euros par an débloqués par les communes, les départements et les régions. Des besoins conséquents auxquels l'État entend contribuer. En septembre 2020, le Gouvernement a alloué, dans son plan de relance, 300 millions d'euros aux régions (pour 2021- 2022) pour les aider à rénover leurs bâtiments publics y compris scolaires. Cette enveloppe s'ajoute aux 2,5 milliards d'euros qui sont mobilisés jusqu'à 2022 pour les collectivités par la Banque des Territoires (Caisse des dépôts). L'État mise aussi sur la contribution des fournisseurs d'énergie qui financent plusieurs programmes de certificats d'économies d'énergie (CEE) en cours destinés à améliorer l'efficacité énergétique du parc des collectivités.

Dans les Hauts-de-France, le programme CEE « tRees » veut massifier la rénovation des écoles

L'un des programmes CEE, baptisé «tRees » pour transition énergétique des établissements éducatifs a été lancé en mars 2019. Porté par la société Nam.R, il vise à massifier les rénovations des établissements. Pour cela, la connaissance du parc bâti et de ses performances énergétiques constituent un « préalable indispensable », explique Louis Petros, responsable des projets stratégiques chez Nam.R et coordinateur du programme. Start-up experte dans les domaines de la data et de l'intelligence artificielle, la société a donc développé, depuis un an et demi, une plateforme web de données qui cartographie l'état des bâtiments éducatifs de la région Hauts-de-France. Ce projet est doté d'un budget de 5,6 millions d'euros, financé par Total Direct Énergie et par SCA Pétrole et dérivés (groupe Intermarché). La plateforme a été élaborée en collaboration avec plusieurs partenaires techniques dont le Cerema (Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement), l'École polytechnique, le cabinet Pougets Consultant et le Laboratoire de météorologie dynamique. L'Ademe et le Comité 21 sont aussi partenaires.

La région Hauts-de-France compte 6 460 établissements éducatifs (écoles, collèges et lycées), représentant 19 734 bâtiments qui ont été analysés et 15 millions de m² de surface utile totale. La plateforme permet de fournir un premier niveau de diagnostic de ces bâtiments, puis de proposer des solutions performantes de réhabilitation thermique. Elle permet de « caractériser au mieux l'intégralité d'un bâti scolaire dans les Hauts-de-France, sans se substituer à un audit thermique, souligne Louis Petros. TRees est un outil innovant de massification des rénovations énergétiques par les données géolocalisées ». La plateforme vise à aider les gestionnaires et les propriétaires des établissements à « cibler plus facilement » les opérations de rénovation énergétique à engager, en optimisant les coûts d'investissement et de maintenance.

Base de données administratives et techniques des établissements scolaires

“ La plateforme permet de caractériser au mieux l'intégralité d'un bâti scolaire
dans les Hauts-de-France, sans se substituer à un audit thermique. ” Louis Petros, responsable des projets stratégiques chez Nam.R

Nam.R a alimenté la plateforme en récupérant des données sur les établissements auprès de plusieurs sources en open data. Ces données sont mises à disposition par le ministère de l'Éducation nationale, les collectivités locales ou les délégations de service public. La start-up a aussi produit des données à partir d'images satellites, aériennes et Street view. La plateforme permet au final d'accéder, établissement par établissement, à une fiche de données qui caractérise aussi tous les bâtiments qui le composent. La plateforme permet de visualiser, via une carte topographique, les différents bâtiments, les informations administratives et techniques (période de construction, morphologie, emprise au sol, superficie, hauteur, nombre de bâtiments et d'étages, qualité du toit et de ses façades, surfaces vitrées, etc.). Des informations portent aussi sur les modes d'éclairage, de chauffage et de ventilation. La plateforme précise par ailleurs si les bâtiments sont classés, en cas de ravalement de façades par exemple.

Estimation des consommations d'énergie et du potentiel d'EnR

En utilisant des algorithmes, Nam.R estime les consommations énergétiques des bâtiments ainsi que le potentiel d'équipements de production d'énergies renouvelables (solaire sur les toitures, biomasse ou de géothermie). Des informations portent aussi sur leur raccordement ou non des bâtiments analysés à un réseau de chaleur, le taux d'EnR du réseau et son mix énergétique. Des données vont aussi être rajoutées dans la plateforme sur les déperditions de chaleur ou les appels d'offres.

Après ce diagnostic, l'outil permet de simuler trois scénarios de rénovations (rénovation basse consommation (BBC), objectifs « décret tertiaire » et rénovation pour moins de 50 000 euros). La plateforme permet de « livrer des scénarios de réhabilitation à travers un catalogue de solutions techniques adaptées aux besoins », indique Louis Petros. Une dizaine de travaux sur l'enveloppe et les systèmes seront qualifiés (coûts, performance, temps de retour sur investissement…). Les travaux recommandés pourront concerner l'isolation de la toiture ou des planchers bas, le remplacement des éclairages, le calorifugeage des réseaux ou encore la régulation du chauffage ou l'installation de panneaux photovoltaïques. Un panorama des solutions de financements (CEE, contrat de performance énergétique (CPE), ...) est aussi prévu pour chaque établissement/bâtiment.

Vers une extension de tRees au niveau national ?

La plateforme sera mise en ligne en open data d'ici la fin de l'année 2020. L'accès aux données sera gratuit aux directeurs des établissements scolaires, aux collectivités territoriales et aux acteurs du BTP concernés. « La plateforme est un véritable outil d'aide à la décision publique qui est complémentaire des audits énergétiques », affirme Louis Petros. Le programme CEE TRees est prévu jusqu'à fin 2021. « Le programme a vocation à évoluer et nous souhaitons l'étendre à toute la France métropolitaine et l'Outre-mer », a indiqué M. Petros.