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Le projet Sereine dévoile deux outils innovants pour mesurer la performance énergétique des maisons

Issu du programme CEE Profeel, le projet Sereine a développé une méthode de calcul capable de mesurer, en 24 heures, la performance thermique de l'enveloppe d'une maison, rénovée ou neuve. Une application évalue la performance des systèmes énergétiques.

Bâtiment  |    |  Rachida Boughriet  |  Actu-Environnement.com
Le projet Sereine dévoile deux outils innovants pour mesurer la performance énergétique des maisons

Comment analyser et mesurer l'efficacité réelle des travaux de rénovation énergétique des logements juste après la livraison ? Comment optimiser la durée des mesures pour caractériser la performance énergétique de l'enveloppe et des installations ? C'est l'ambition du projet Sereine pour Solution d'évaluation de la performance énergétique intrinsèque des bâtiments, qui fait partie du programme de certificats d'économies d'énergie Profeel, lancé en 2019. Le 16 décembre dernier, lors d'un webinaire, l'équipe de chercheurs a présenté le bilan de leurs travaux menés depuis trois ans.

Des mesures en 24 ou 48 heures pour évaluer l'isolation de l'enveloppe

Piloté par l'Agence qualité construction (AQC) et le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), le projet Sereine a développé une méthode de calcul qui permet de connaître rapidement la performance énergétique de l'enveloppe d'une maison individuelle, rénovée ou neuve. « On s'intéresse à l'enveloppe, qui est primordiale en ce qui concerne les futures consommations d'énergie du bâtiment. On doit réaliser un travail important pour que les déperditions thermiques soient les plus faibles possibles. On a donc élaboré, dans le cadre de Sereine, une méthode innovante qui nous permet de mesurer sur le terrain le niveau d'isolation thermique réel du bâtiment », explique Stéphanie Derouineau, directrice adjointe de la direction énergie-environnement du CSTB, coordinatrice du projet.

Cette mesure permet de calculer de façon « aussi fiable que la mesure d'étanchéité à l'air » les performances thermiques d'un bâtiment pour vérifier l'efficacité des travaux et les gains énergétiques réalisés. La mesure de l'enveloppe peut être différente, en fonction du type d'isolation et de la saison durant laquelle l'évaluation s'effectue. « Grosso modo, plus il fait froid à l'extérieur, plus c'est favorable pour mener le test permettant de qualifier le pouvoir isolant du bâtiment. Car on va avoir une grosse différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. En hiver, on est capable de travailler sur des durées plus courtes de mesures », souligne Stéphanie Derouineau.

Ainsi, les travaux conduits par l'équipe ont permis de réduire le délai de mesure à vingt-quatre heures pour les maisons isolées par l'intérieur (ITI), et quarante-huit heures pour celles isolées par l'extérieur (ITE), lorsque la température extérieure est inférieure à 8 °C. Au-delà de cette température, les durées sont multipliées par deux. « Sur un bâtiment neuf ou rénové, sur lequel une ITI des parois opaques verticales a été menée, la durée de la mesure sera de vingt-quatre heures en hiver et de quarante-huit heures le reste de l'année. Et pour les ITE, la durée est de quarante-huit heures en hiver et de soixante-douze heures le reste de l'année », indique la chercheuse. Dans le cas d'une maison « passoire thermique », la durée de la mesure peut être réduite à « douze heures et cela à peu près toute l'année ».

Une quarantaine de maisons testées en conditions réelles

 
On a donc élaboré une méthode innovante qui permet de mesurer sur le terrain le niveau d'isolation thermique réel du bâtiment  
Stéphanie Derouineau, CSTB
 
Concrètement, pour réaliser les mesures, un opérateur formé s'assure que tous les occupants sont sortis du logement, puis il obstrue toutes les ouvertures et éteint les systèmes énergétiques. Ensuite, il installe le kit de mesure et « lance le chauffage et la mesure ». Ce kit est composé d'un ordinateur ou d'un smartphone, de trois capteurs extérieurs et de sept à dix modules intérieurs regroupant chacun un chauffage soufflant, une sonde télescopique équipée d'un capteur et un concentrateur de données. À partir des mesures réalisées, un algorithme calcule le coefficient de déperdition énergétique et le résultat des mesures est exprimé en Watt/Kelvin.

Dans le cas d'une maison rénovée, Sereine positionne le résultat de son niveau d'isolation par rapport à l'échelle du nouveau diagnostic de performance énergétique (DPE), avec le même code couleur. « Le coefficient mesuré peut être exprimé sous la forme de l'indicateur Ubat (coefficient de déperdition thermique d'un bâtiment, ndlr) », ajoute Stéphanie Derouineau. Pour une construction neuve, le dispositif affiche un feu tricolore, qui matérialise l'écart entre la performance mesurée et la performance calculée lors de la conception. Si le feu est vert, la performance attendue a été atteinte.

Au total, plus d'un millier de simulations énergétiques dynamiques ont pu être réalisées dans le cadre du projet, avec une centaine d'essais dans des maisons expérimentales. Et entre trente et quarante maisons ont été testées en conditions réelles. « Aujourd'hui, on est prêt pour livrer une gamme de mesures opérationnelles applicables aux maisons individuelles neuves, rénovées ou existantes », déclare Mme Derouineau.

Une application mobile qui évalue les systèmes énergétiques

Les chercheurs ont également conçu une application mobile (utilisable sur tablette, smartphone ou ordinateur), qui évalue la performance énergétique des systèmes de la maison (le chauffage, l'eau chaude sanitaire, la ventilation, le rafraîchissement et l'éclairage).

Les systèmes font l'objet « d'une évaluation qualitative, qui consiste à vérifier que les bonnes pratiques de conception, de mise en œuvre et de réglage ont été respectées, à travers près de 200 vérifications sur 60 systèmes différents », précise Pierre Oberlé, expert en performance énergétique du bâtiment à l'Institut national de l'énergie solaire (Ines). Tous les points de vérification sont recensés dans l'application mobile que l'opérateur, chargé de l'évaluation, va utiliser en deux temps : un audit documentaire, puis un audit sur site. « L'outil va centraliser les informations relatives aux systèmes sous la forme d'un dossier des ouvrages exécutés dans le neuf et la rénovation. Il compile les règles de l'art des différentes technologies ».

Concrètement, l'opérateur, guidé par l'application, recueille, d'abord, tous les documents liés à la conception et à la mise en œuvre des travaux, ainsi que tous ceux qui caractérisent le bâtiment. Puis il compare les équipements et vérifie la pertinence des choix. Dans un second temps, il se rend sur place, muni de son application, pour vérifier que les équipements déclarés ont bien été installés et réglés, qu'ils l'ont été dans les règles de l'art et qu'ils fonctionnent correctement.

« Les vérifications concernent, par exemple, l'état de la bouche d'extraction sur un système de ventilation simple flux, le paramétrage du régulateur de chauffage ou l'évaluation de la continuité du calorifugeage des canalisations », indique Pierre Oberlé. Une fois l'audit terminé, l'opérateur édite un rapport. Les résultats indiquent, pour chaque vérification des différents systèmes, les éventuels défauts détectés, leur gravité, et éventuellement des préconisations de correction.

Sereine 2 : près de 250 nouvelles expérimentations

Et les ambitions des acteurs ne s'arrêtent pas là. Le projet Sereine a été reconduit pour trois ans supplémentaires (2022-2024). Doté d'un nouveau budget de 5 millions d'euros, l'objectif de Sereine 2 est « de massifier » les expérimentations sur l'enveloppe et sur les systèmes. Le contexte sanitaire ayant freiné les expérimentations menées sur de vraies maisons. « Nous avons encore besoin de collecter davantage d'essais sur le terrain et on envisage près de 250 expérimentations dans les trois prochaines années », précise Philippe Estingoy, directeur général de l'AQC. « Pour Sereine Enveloppe, l'objectif est de réduire encore le temps de mesure, d'identifier les non-qualités et de finaliser la méthode pour le collectif. Pour Sereine Systèmes, il s'agira de finaliser et de nourrir la plateforme de données ouvertes », ajoute Aurélien Lopes, porteur du projet Sereine à l'AQC. Des outils essentiels pour contrôler la performance, à l'heure de l'entrée en vigueur de la nouvelle réglementation environnementale RE 2020, et de l'accélération des rénovations.

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