Simulation Thermique Dynamique bâtiment - L'ADEME Basse ...

ETUDE D'AIDE A LA DECISION CAHIER DES CHARGES
ETUDE de SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE
Pour tout bénéficiaire d'un concours financier de l'ADEME
Guides et cahiers techniques Version du 07/03/2011
SOMMAIRE
Préambule 3
1. INTRODUCTION 4
2. OBJECTIFS DE LA SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE ET RESULTATS ATTENDUS
5
3. DESCRIPTION DE LA PRESTATION 5 1ère phase : Préconisations énergétiques au stade Programme (en option) 6
2ème phase : Analyse multicritère des esquisses 6
3ème phase : La Simulation Thermique Dynamique du projet lauréat (APS) 7
4ème phase : Analyse et contrôle de l'Avant Projet Définitif (APD) 8
5ème phase : Suivi de réalisation (en option)
8
6ème phase : Suivi d'exploitation (en option)
9 4. MODALITES DE REALISATION DE LA PRESTATION 9 1 - Avant la prestation : 9
2 - Pendant la prestation 10
3 - Après la prestation 10 5. QUALITES IMPERATIVES 11
6. SUIVI ET COMPTABILITE ENERGETIQUE 11
7. CONTRÔLE 12
8. ANNEXES 12 Annexe 1 - Scénarios d'évolution du prix de l'énergie
13
Annexe 4 - Contenu des énergies en kg d'équivalent CO2 16 Préambule L'aide à la décision de l'ADEME
L'ADEME souhaite contribuer, avec ses partenaires institutionnels et
techniques, à promouvoir la diffusion des bonnes pratiques sur les
thématiques énergie et environnement. Pour cela, son dispositif de soutien
aux études d'aide à la décision (pré-diagnostics, diagnostics, étude de
faisabilité) est ouvert aux entreprises, aux collectivités et plus
généralement à tous les bénéficiaires intervenant tant dans le champ
concurrentiel que non concurrentiel, à l'exclusion des particuliers. Dans le cadre de son dispositif d'aide à la décision, l'ADEME soutient
financièrement les études avec un objectif de qualité et d'efficacité pour
le bénéficiaire. Le présent document précise le contenu et les modalités de réalisation et
de restitution de l'étude qui sera effectuée par un intervenant extérieur
au bénéficiaire de l'aide de l'ADEME. CAHIER DES CHARGES
ETUDE de SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE INTRODUCTION Dans le cadre du Plan Grenelle pour les Bâtiments, l'ADEME souhaite inciter
les maîtres d'ouvrages et gestionnaires de bâtiments à s'engager sur la
voie de l'utilisation rationnelle de l'énergie pour atteindre des niveaux
élevés de performance énergétique, en cohérence avec les objectifs
« Facteur 4 ».
Pour cela, un plan d'action basé notamment sur le soutien aux études d'aide
à la décision (pré-diagnostics, audits énergétiques, études de faisabilité)
dans le secteur du bâtiment est en application. Cette démarche a pour
objectif de permettre aux gestionnaires et maîtres d'ouvrages d'identifier
les gisements d'économie d'énergie et de mettre en ?uvre rapidement des
actions de maîtrise des consommations d'énergie rentables économiquement en
intégrant la dynamique potentielle d'évolution des prix des énergies sur le
moyen terme.
Le présent cahier des charges concerne les simulations thermiques
dynamiques des bâtiments.
Il précise le contenu et les modalités de réalisation de ces études qui
seront effectuées par des prestataires techniques extérieurs à l'entreprise
ainsi que les modalités d'accompagnement du maître d'ouvrage bénéficiaire
pour la mise en ?uvre des préconisations.
OBJECTIFS DE LA SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE ET RESULTATS ATTENDUS
La simulation thermique dynamique, objet du présent cahier des charges,
vise à fournir aux décideurs les éléments pertinents qui leur permettront
de choisir les meilleures solutions techniques afin d'optimiser
l'efficacité énergétique du futur bâtiment tout en préservant le niveau et
la qualité du service rendu et du confort d'usage; et ce au meilleur coût
global (investissement, exploitation, entretien et maintenance,
amortissement).
Pour cela, l'étude intégrera de la façon la plus précise possible, les
éléments influant sur l'efficacité énergétique (données climatiques du
lieu, contraintes de conception) ainsi que les consignes d'utilisation du
bâtiment liées à ses divers usages.
L'objectif final est de limiter les consommations et les coûts par une
combinaison judicieuse des énergies en fonction des usages, un bon
dimensionnement des installations et une gestion adaptée performante.
L'étude devra également privilégier l'utilisation des ressources
énergétiques locales et la production décentralisée d'électricité.
La démarche de l'étude sera d'accompagner le maître d'ouvrage et l'équipe
de conception dans la réalisation de leur projet depuis la phase de
programmation jusqu'au terme de la phase APD, puis éventuellement d'assurer
un suivi lors des premières années d'occupation. Le prestataire devra donc
être en lien permanent avec le maître d'ouvrage.
DESCRIPTION DE LA PRESTATION
La mise en application de l'étude nécessite un outil de simulation
informatisé adéquat, appuyé sur des banques de données très bien fournies
en informations climatiques locales (rayonnement solaire, température,
humidité, vitesse du vent). Cet outil doit effectuer un transfert rapide et
fiable des plans des bâtiments concernés. La prestation peut être découpée en 6 phases:
. 1ère phase : Participation à l'élaboration du Programme et réalisation
d'un Cahier des préconisations énergétiques. (en option, à la demande
du Maître d'Ouvrage)
. 2ème phase : Analyse multicritère des esquisses.
. 3ème phase : Analyse du projet retenu en cours de mise au point (phase
APS) par modélisation.
. 4ème phase : Analyse et contrôle de l'APD (comprenant une étude
critique des puissances installées, parallèlement au travail effectué
par l'équipe de maîtrise d'?uvre).
. 5ème phase : Suivi de réalisation avec participation à quelques
réunions de chantier (en option, à la demande du Maître d'Ouvrage).
. 6ème phase : Suivi d'exploitation, avec une aide à sa mise en place et
suivi sur 1 ou 2 ans de fonctionnement. (en option, à la demande du
Maître d'Ouvrage) 1ère phase : Préconisations énergétiques au stade Programme (en option)
Le prestataire établira un cahier de préconisations, décrivant les
spécificités du site (caractéristiques climatiques, ressources énergétiques
locales, réseaux...) et donnant des orientations en terme d'efficacité
énergétique. Ce cahier a vocation à être remis par le maître d'ouvrage aux
équipes qui soumissionneront pour la réalisation du bâtiment.
Le Cahier des préconisations pourra en particulier reprendre des notions
sur la façon d'aborder les différents critères (le bâti : inertie,
isolation, confort d'été, protections solaires, surfaces vitrées,
acoustique, éclairage naturel ... ; les systèmes : choix de l'énergie avec
les disponibilités sur le site, renouvellement d'air, systèmes conseillés
selon la destination et l'importance des locaux, valeurs de consignes,
niveau de confort acceptable, niveau d'hygrométrie, ... ; environnement du
projet : incidence du bâtiment sur le site, ombres portées => éclairement
naturel des locaux... ).
Une liste des informations à fournir par les concepteurs sera fournie par
le prestataire au maître d'ouvrage : elle recensera les informations
nécessaires au prestataire pour l'analyse et les simulations ultérieures. 2ème phase : Analyse multicritère des esquisses
Le prestataire procédera à un examen des pièces remises par chacune des
équipes (pièces graphiques et descriptifs techniques) pour établir des
comparaisons en terme de confort thermique et de performance énergétique et
financière.
Cette méthode devra permettre la comparaison des projets entre eux et
pourra être un critère de choix pour la commission technique.
Les paramètres à étudier à ce stade sont :
. Qualité de l'enveloppe :
o besoins de chauffage (avec et sans apports gratuits)
o besoins de rafraîchissement
o confort d'été
. Compatibilité du projet avec les exigences du programme :
orientations, exposition au vent, surfaces vitrées, isolation,
ventilation...et avec le coût d'objectif
Le prestataire proposera de réaliser des simulations thermiques dynamiques
sur chacune des esquisses (voir méthodologie 3ème phase). Cette démarche
consistera en la modélisation des bâtiments en 3D, le découpage en zones
thermiquement homogènes, les températures par zone (le jour le plus chaud,
un jour froid et un jour en mi-saison), les consommations d'énergie par
projet, et les coûts d'exploitation prévisionnels.
A ce stade, le prestataire pourra fournir des premières propositions
d'amélioration de l'enveloppe.
Il remettra un premier rapport au maître d'ouvrage avec le résultat de son
analyse. 3ème phase : La Simulation Thermique Dynamique du projet lauréat (APS)
La Simulation Thermique Dynamique a pour objet d'analyser pour le p