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Choix de construction : simuler l’ouvrage et son usage

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Choix de construction : simuler l’ouvrage et son usage

christian cardonne PDG de Cardonnel Ingénierie

Lancer un projet respectueux de la réglementation thermique impose le recours à l’informatique. Avec la méthode de diagnostic Cube, Cardonnel Ingénierie prend aussi en compte les usages du bâtiment.

Construction neuve ou rénovation, les contraintes liées aux objectifs de réduction de consommations d’énergie incitent à calculer soigneusement les projets. Le cabinet Cardonnel Ingénierie, à travers son application Cube – climat, usages, bâtiment, énergies – propose une méthode riche d’une vingtaine d’années d’expérience. S’appuyant sur la réglementation thermique, cet outil se distingue surtout par une démarche de conception qui associe les choix bioclimatiques (orientation des bâtiments, exploitation des apports solaires gratuits et des énergies renouvelables…) aux systèmes plus classiques (chauffage, ventilation…). Il synthétise les bilans chiffrés sur l’énergie, l’environnement et l’économie du projet pour permettre de faire le meilleur choix. C’est évidemment dans le neuf que cette méthode de diagnostic s’exprime pleinement, mais elle est aussi adaptée à la rénovation.

Une réflexion construite en huit étapes. En analysant le site et le climat la méthode commence par déterminer les facteurs climatiques liés à la situation du site : zone climatique RT 2005, données climatiques de base, orientation et aussi capacités techniques locales (accès aux réseaux, disponibilité d’énergies, potentiel d’énergies renouvelables…). Ensuite, en exploitant des notions propres pour appréhender les ouvrages – le bâtiment et sa typologie d’usage (maison individuelle ou logements collectifs, nombre de pièces, configuration) – avec notamment le coefficient de forme d’une construction qui est égal au rapport du périmètre de la construction sur la racine carrée de la surface habitable. Un coefficient de forme faible minimise les déperditions liées au bâti. Par ailleurs, Cube prend en compte les usages des résidents : niveaux et rythmes de températures en hiver et en été, qualité de l’air en fonction de l’occupation, besoin d’eau chaude sanitaire proportionnel à la surface habitable… Des données fondamentales pour maîtriser les consommations. Ensuite, le métré simplifié de l’enveloppe et les caractéristiques thermiques des éléments (planchers, murs, baies, portes…) situent rapidement le niveau d’isolation thermique de l’enveloppe. L’orientation et l’exploitation de zones tampons – véranda au sud, garage au nord – optimisent l’ouvrage. La seconde étape consiste à quantifier les points durs et les ponts thermiques pour améliorer l’enveloppe. Quatrième étape, l’analyse de la qualité d’air intérieur, essentielle au confort et indispensable à la préservation du bâti. Maîtriser l’équilibre aéraulique – les flux entrants et sortants – est primordial car l’air est aussi un fluide caloporteur : un mètre cube d’air affiche une capacité thermique de 0,34 Wh/°C. Une donnée à exploiter pour apprécier les pertes par les ventilations, mais aussi le transfert d’énergie dans le cas de l’utilisation d’un double-flux, d’un puits canadien, d’une boucle thermogène placée dans les fondations ou d’une pompe à chaleur sur l’air extrait.

Avoir toutes les cartes en main pour conduire efficacement un chantier. Puis, les apports gratuits internes ou solaires à travers les baies vitrées, les vérandas ou la structure constituent des sources thermiques non négligeables. Plein sud, 1 m2 de baie reçoit 420 kWh d’énergie en été, et 530 en hiver. Une énergie à contrôler par des pare-soleil fixes ou des stores bannes. Le but de l’étude est d’éviter la surchauffe en été et de parvenir à un équilibre au fil des saisons. Ensuite, en fonction des données des points d’étapes précédents, le calcul des besoins (chauffage, rafraîchissement, eau chaude sanitaire, éclairage…) est effectué, en considérant des systèmes parfaits, sans perte spécifique.

À chaque besoin correspond la mise en œuvre d’un système dont il faut estimer les performances et les consommations auxiliaires, variant surtout en fonction de la charge et du niveau de température. Ces systèmes sont par ailleurs évalués selon des contraintes, notamment la RT 2005. Les couples besoin/système déterminent les consommations d’énergie pour aboutir au bilan global. Enfin, le récapitulatif des différentes données et la présentation des bilans de consommation, répartis par usage et énergie, sont résumés en une page. Le résultat est exprimé en kWh/m2. Figurent aussi les émissions de gaz à effet de serre en kg CO2/m2 et le coût en e/m2, tant en investissement qu’en exploitation.

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