Conférence franco-allemande Décembre 2007 / Berlin
Efficacité énergétique des bâtiments Bertrand Delcambre Johann Zirngibl CSTB FRANCE
Matériaux de construction innovants pour une construction durable (en France) 7/122007
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Matériaux de construction innovants pour une construction durable 5 axes principaux pour la performance énergétique
Les produits d’isolation Les fenêtres L’inertie thermique Les équipements L’énergie solaire
Heating needs 30%
other applications 15%
DHW losses 15%
o (suppression des ponts themiques) o (étanchéité à l’air)
DHW needs 10% Heating losses 30%
Répartition des usages énergétiques dans les bâtiments résidentiels (énergie finale ~ 200 kWh/m2 a) 7/12/2007
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Isolation
Isolants traditionnels performance accrues en quelques années: conductivité thermique: de 38 mW/(m.K) à 30 mW/(m.K) Mais la marge de progrès est maintenant faible: couche d’air immobile: 25 mW/(m.K)
Emergence de nouveaux isolants Isolants sous vide et nanostructurés Isolants bio-sourcés Produits minces réfléchissants, en complément d’isolation
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Isolation Produits bio-sourcés Laine de mouton, plumes de canard, ouate de cellulose, chanvre, paille, coton, lin, etc.
Seulement quelques % du marché mais intérêt grandissant De nombreuses applications dans le bâtiment Des conditions à respecter: aptitude à l’emploi, résistance au feu, à l’humidité, aux attaques des insectes
Des évaluations de plus en plus nombreuses (Avis techniques)
Produits minces réfléchissants Utilisés en complément d’isolation thermique (épaisseur entre 5 et 30 mm) 7/12/2007
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Isolation Des solutions pour réduire la conductivité thermique des isolants (principal composant: un gaz) Remplacer le gaz normalement de l’air, choisir un gaz moins conducteur (CO2 …) Eliminer le gaz en faisant le vide Réduire la mobilité du gaz l’emprisonnant dans des cavités de taille réduite (environ 0.1µm pour l’air)
Panneaux isolants sous vide et nanostructurés Couplage des 2 dernières solutions (réd. conduction) > λ = 15 mW/(m.K) voir 5mW/(m.K) Solution technique intéressante pour la rénovation et le renforcement de l’isolation par l’intérieur (pas encore répondu en France)
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Fenêtres et vitrages
Double ou triple vitrage, air ou gaz rare, rupteurs thermiques… la recherche avance Triple vitrage: performance thermique Ug = 0.8 W/(m².K) lames d’argon Ug = 0.6 W/(m².K) avec du krypton Contraintes mécaniques sur les structures des fenêtres
Double vitrages: progrès importants 16 mm lames d’argon (au lieu de 12) (pour 35 à 40% des doubles vitrages) Une émissivité très faible: 0.05, voire 0.03 Ug = 1.1 W/(m².K) avec 85% d’argon (Ug = 2.9 W/(m².K) pour un produit standard 7/12/2007
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Fenêtres et vitrages Des travaux essentiels sur les profilés des fenêtres (30% of the surface) pour améliorer la performance thermique Profiles en aluminium Généralisation des profilés à rupture de pont thermique (insertion d’éléments: barrettes de polyamide, de PVC) Cadres mixed: aluminium / PVC ou aluminium / polyamide Uf = 2.2 W/(m2/K) (Uf = 6.5 W/(m2/K) sans rupteurs de pont thermique)
Profilés en PVC Passage de 3 à 5 “chambres”, voir plus Fort développement des gammes à 70 à 75mm d’épaisseur Uf pouvant descendre jusqu’à 1.4 W/(m².K) 7/12/2007
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Inertie thermique Un regain d’intérêt pour l’inertie thermique à cause du confort d’été Matériaux à changement de phase Un système de climatisation passive d’été et un chauffage d’intersaisons (utilisation de la différence de température diurne) Utilisés surtout pour la rénovation des bâtiment tertiaires à structure légère Incorporation dans les composants de façade et dans les cloisons intérieures Matériaux utilisés: paraffine, acides gras… Le changement de phase peut avoir lieu entre 19 °C et 27 °C
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Equipements Pompes à chaleur, puits canadien , ventilation, chauffage
Ventilation double flux Récupération peut atteindre 90% Consommation plus élevée des ventilateurs qui doivent être basse consommation
Puits canadien (Alimente un bâtiment en air, en le faisant circuler auparavant dans un conduit enterré) Hiver: peut économiser de 30% à 40% sur les consommations de ventilation Été: peut souffler de l’air à environ 20 à 25 °C > rafraichir les bâtiments pendant les périodes les plus chaudes 7/12/2007
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Equipements Pompes à chaleur, puits canadien, ventilation, chauffage
Pompes à chaleur Peut atteindre des coefficients de performance élevé COP: 4 à 5 (énergie fournie / énergie consommée) compétitive même en énergie primaire
Chaudière à condensation Peut atteindre un gain de l’ordre de 20% par rapport à une chaudière standard (solution intermédiaire: chaudière basse température) Demande un conduit adapté pour l’extraction des fumées
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Energie solaire Thermique et photovoltaïque Image très positive (83% d’avis positifs) Des incitations financières importantes Un marché en pleine expansion
Solaire photovoltaïque 14 MW installé en 2006 + 122% de croissance en 1 an De nombreuses possibilités architecturales: en façade, en verrière, en garde-corps, en brise-soleil, auvent
Enveloppe multifonctionnel
Solaire thermique Principale utilisation: la production d’ECS + 300,000 m² installés en 2006 + 84% de croissance en 1 an 7/12/2007
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Conclusion
L’innovation est globale L’innovation a permis l’amélioration significative de la performance des produits («traditionnels»,nouveaux) L’innovation concerne aussi l’usage des produits (ex.: matériaux à changement de phase, choix des températures) L’innovation prends en compte l’interaction des produits le produit est intégré dans un système (ex.: solaire thermique production d’ECS)
La diffusion de l’innovation est inégale
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Thank you – Merci - Danke schön
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