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Le contexte d’accroissement de l’efficacité énergétique des bâtiments


L’appréciation des enjeux implique de prendre en compte les caractéristiques de l’ensemble sur lequel doivent porter les efforts de réduction de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre.

Le secteur du bâtiment recouvre en effet des réalités très variables, dans le temps et dans l’espace. Il n’y a pas un mais des bâtiments, différents entre eux, s’insérant dans un tissu de constructions plus ou moins dense et s’articulant avec des réseaux d’infrastructures et des services de transport, de fluide, d’énergie ou de télécommunications.



La structure du parc


Le parc de bâtiments n’est pas un ensemble homogène, loin de là. Chaque bâtiment est le plus souvent un prototype, réalisé au coup par coup. Si on peut parler de produits industriels, s’agissant des matériaux et des composants constituant un bâtiment, il n’en va pas de même de l’ensemble réalisé, qui est, dans la plupart des cas, unique. Sa construction fait intervenir un grand nombre d’artisans ou de petites entreprises, les grands constructeurs eux-mêmes étant des ensembliers qui soustraitent une part substantielle de leur réalisation, ce qui accentue la variabilité du produit construit.

Par ailleurs, la construction comme l’usage des bâtiments ont un caractère local, dans lequel les dimensions traditionnelles et culturelles ont aussi leur place.

Le parc de bâtiments peut être analysé selon plusieurs critères :
  • la fonction : locaux d’habitation, locaux tertiaires, locaux commerciaux et industriels ;
  • la taille : construction individuelle, immeubles collectifs, immeubles de grande hauteur ;
  • la localisation géographique et les conditions climatiques qui y sont associées ;
  • l’âge, qui est un élément déterminant des matériaux et des procédés employés. Les bâtiments ont une longue durée de vie, avec un taux de renouvellement très légèrement supérieur à 1 %. Pour les seuls bâtiments affectés au logement, qui représentent les trois quarts des surfaces construites, 35 % sont antérieurs à 1948, 28 % ont été construits entre 1948 et 1975, 12 % ont été construits entre 1975 et 1981, 10 % entre 1982 et 1989 et seulement 15 % ont moins de vingt ans.
Par ailleurs, l’expérience montre que la consommation d’énergie d’un bâtiment peut varier fortement, près du simple ou double, entre deux constructions identiques, en fonction du comportement des habitants, selon qu’ils sont ou ne sont pas vigilants quant à leur consommation d’énergie et qu’ils font ou ne font pas la chasse à toutes les sources de gaspillage possibles (en particulier fenêtres et chauffage ouverts simultanément).

L’amélioration des performances du parc de bâtiments de notre pays passe certes par l’amélioration des performances des bâtiments à construire mais, plus encore, par le développement et la mise en oeuvre des dispositifs d’amélioration des performances pour les bâtiments existants. Il importe donc de veiller à ce que les innovations ne soient pas réservées à la construction neuve mais soient aussi, pour le plus grand nombre d’entre elles, adaptées et transposées à la rénovation de l’existant.

Le Grenelle de l’environnement, en plus des objectifs de performance des bâtiments neufs qui ont été rappelés plus haut, a établi des objectifs pour les bâtiments existants, dans le cadre du « Plan Bâtiment Grenelle », qui sont à la fois ambitieux et nécessaires :
  • réduire les consommations d’énergie du parc des bâtiments existants d’au moins 38 % d’ici à 2020 et, à cette fin, conduire un programme ambitieux de rénovation thermique et énergétique de ces bâtiments ;
  • atteindre le rythme de 400 000 rénovations complètes de logements chaque année à compter de 2013 ;
  • rénover l’ensemble des logements sociaux, avec, pour commencer, la réalisation de travaux sur les 800 000 logements sociaux les plus énergivores d’ici 2020.


Les critères d’optimisation du seul point de vue du bâtiment


L’énergie consommée ou la quantité de gaz à effet de serre émise ne sont évidemment pas les seuls critères par rapport auxquels s’optimisent la construction et le fonctionnement d’un bâtiment.

Un bâtiment est également soumis à des contraintes de sécurité fortes, notamment au regard du risque d’incendie mais aussi, par exemple, de la qualité de l’air ou de l’eau ainsi que de la toxicité potentielle des produits employés.

Il doit présenter les qualités de confort (température d’hiver mais aussi d’été, ventilation, qualité de l’air et hygrométrie2, isolation phonique, lumière) que les occupants attendent et qui, le plus souvent, font l’objet de prescriptions réglementaires minimales.

Surtout, le bâtiment doit répondre aux objectifs fonctionnels de ses occupants, en termes d’usages, soit comme habitation, soit comme local tertiaire, et de services implantés. Les bâtiments sont des lieux de connexion à un ensemble de réseaux : ceux liés aux technologies de l’information et de la communication occupent maintenant une place croissante, pour les activités professionnelles, pour les achats, les loisirs et, en perspective, pour la santé.

Par ailleurs, l’introduction de voitures électriques confère de surcroît au bâtiment une fonction de station-service pour le chargement en énergie de ces véhicules.

Tous ses objectifs peuvent être largement contradictoires : un bâtiment sans ouvertures, par exemple, serait évidemment meilleur en termes d’isolation thermique mais ne serait pas vivable. La conception d’un bâtiment neuf comme la rénovation d’un bâtiment existant relèvent donc d’une approche nécessairement multicritères.

Des périmètres d’analyse de taille variable


Les différentes technologies utilisables pour construire et surtout chauffer ou, plus globalement, traiter les problèmes d’énergie d’un bâtiment peuvent avoir une meilleure pertinence sur des ensembles plus vastes, qu’il s’agisse de conception et surtout de régulation, avec des effets de réseaux ou de lissages temporels.

Dans ces conditions, le périmètre d’analyse peut prendre en considération, selon le cas :
  • le logement ;
  • le bâtiment, lorsqu’il devient collectif ;
  • le pâté de maisons ou le quartier ;
  • la ville ou l’agglomération.
C’est ainsi qu’ont émergé, à côté des « éco-bâtiments », les « éco-quartiers », qui font l’objet d’engagements opérationnels, dont certains primés par le ministère chargé de l’Écologie dans le cadre de deux appels à projet, l’un en 2009 et l’autre en 2011, et les « éco-cités », également soutenues par l’État, dans des conditions analogues. L’établissement d’un « référentiel européen de la ville durable », dans la suite de l’adoption de la charte de Leipzig en mai 2007, participe de la même approche.

La question est posée, depuis les années 1990, du lien entre la densité de la construction et la consommation d’énergie. Sur les modèles actuels de structuration des villes et de satisfaction des besoins énergétiques, il a été montré que la consommation énergétique par habitant est une fonction décroissante de la densité urbaine, l’efficacité énergétique étant à son maximum dans des zones urbaines denses comme Hong-Kong ou Singapour et à son minimum dans les villes d’Amérique du Nord très étalées et très peu denses.

Avec plusieurs évolutions technologiques déjà bien engagées, notamment l’utilisation de panneaux photovoltaïques pour produire de l’électricité ou de la chaleur, les termes de cette analyse sont en train de changer : en effet, la capacité de production d’énergie par habitant, qui est, en première approximation, proportionnelle à la surface de toiture, diminue quand la densité du bâtiment augmente.

Cette réalité conduit, selon divers modèles récemment publiés, à faire apparaître une densité urbaine intermédiaire correspondant au minimum de consommation énergétique par habitant, tous autres paramètres étant constants.

Les facteurs de variation dans le temps


Par ailleurs, l’analyse des bilans énergétiques de la construction ne peut négliger les éléments d’évolution dans le temps, correspondant :
  • aux variations au cours de la journée, elles-mêmes dépendant de l’affectation du bâtiment ;
  • aux variations climatiques saisonnières ;
  • aux variations géographiques, compte tenu des caractéristiques climatiques locales.
L’évolution des besoins évoquée plus haut, le fait que les bâtiments deviennent des points de production d’énergies renouvelables, essentiellement intermittentes, rendent encore plus sensibles ces problèmes de fluctuations dans le temps et d’adaptation de l’offre à la demande.

En conclusion, c’est donc bien à une analyse systémique, sur un périmètre à choisir de façon pertinente, qu’il convient de procéder, en identifiant les interactions à prendre en compte dans l’élaboration des solutions et leur appréciation.