Séminaire SOLEN SOlutions for Low Energy Neighbourhoods 
Séminaire de diffusion des résultats et outils développés dans le...
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Programme 
8h30 : Accueil des participants et sandwichs 
9h00 : Présentation des résultats de la recherche SOLEN 
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Présentation des résultats de la recherche 
I. Le projet SOLEN : objectifs et structure de la recherche 
II. Résultats sci...
I. Le projet SOLEN 
SOLEN SOlutions for Low Energy Neighbourhoods 
Financement : Programme mobilisateur ERable, Région Wal...
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Objectifs : 
Evaluation énergétique des bâtiments/quartiers résidentiels wallons existants (bâtiments + mobilité + éne...
Différences entre les outils SAFE et SOLEN: 
Adaptation et extension des méthodologies scientifiques 
Nombreux complémen...
I. Le projet SOLEN – Structure 
Phase I : Etat de l’art (bâtiments/quartiers basse et zéro énergie, …) et typologie des qu...
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II.1. Définitions « zéro énergie » 
Parlement européen (Zéro énergie - Définition 1) 
Habitation zéro énergie = bâtimen...
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Quelques faiblesses à signaler: 
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II.1. Définitions « zéro énergie » 
La définition « bâtiment/quartier zéro énergie » de SOLEN 
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Application du cadre QZE à deux cas d’études 
Centre-ville : Quartier 
St Léonard –Liège; 
180 habitants; 60 log/ha 
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Typologie des quartiers résidentiels wallons 
Méthode : Traitement des secteurs statistiques wallons sur base de la de...
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II.2. Typologie des quartiers et bâtiments 
Identification de types de quartier par (agrégat de) classe de densité 
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II.2. Typologie des quartiers et bâtiments 
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Recherche sur l’optimisation et l’informatisation des simulations « bâtiments »: processus systématique et générique ...
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1. Les typologies des maisons testées 
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3. Paramètres des performances thermiques & systèmes 
-Type de mur : plein (brique) ou creux 
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4. Simulations et extrapolation 
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5. Intégration de la forme et de la densité du quartier 
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Méthode simple Méthode corrigée 
Résultats : 
Calcul préalable : - GCORR = Σpériode utile GSIM 
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II.3. Méthodologie – « Bâtiments » 
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Type de 
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7. L’outil et les possibilités de choix 
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Taille 
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Autant...
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Consommation annuelle en kWh/m² pour un logement de 150m² suivant la performance thermique de l’habitation 
II.3. Méth...
Performance énergétique accrue  Impact en % de la dalle accru 
> De 0 à 3 cm réduction moyenne de 24% 
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Impact de la mitoyenneté 
II.3. Méthodologie – « Bâtiments » 
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1/ Analyses statistiques sur le lien entre l’IPE et les caractéristiques du territoire IPE(domicile-travail) = C+ β1*(...
L’approche prospective à l’échelle du quartier 
Exploitation des résultats de SAFE/SOLEN sur les facteurs qui ont le plus...
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1. Desserte en train 
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A3. Mixité fonctionnelle A4. Equipements scolaires (Teller et al., 2014) 
II.4. Méthodologie – « Transport » 
3.Mixité...
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1.Analyse du potentiel solaire selon le type de quartier 
II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables » 
Identifier...
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C/ Analyse du gisement solaire (logiciel Townscope, développé par le LEMA de 
l’ULg) en site vierge 
D/ Analyse du gis...
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F/ Quantification des facteurs de correction solaire à appliquer aux simulations bâtiments et aux évaluations ER 
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« Production locale ER » 
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Inclinaison de la toiture 
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Orientation 
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ETH (Solaire thermique) 
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- MSR : 1.000 kWh/m² (pour la Belgique) 
- F : facteur selon ...
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Valoriser les résultats de la recherche 
Les rendre accessibles à un large public 
Sensibiliser le grand public 
F...
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III. L’outil interactif SOLEN 
Développement de l’outil 
Implémentation dans l’outil des résultats et méthodes qui on...
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Présentation détaillée de l’outil interactif et des cas pratiques après la pause!! 
III. L’outil interactif SOLEN 
www...
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IV. Prix, publications et communications 
Prix scientifiques 
1.Energy Globe Award Belgium 2014 L’Energy Globe Award e...
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IV. Prix, publications et communications 
Prix scientifiques (suite) 
2. PLEA 2013 “Best paper award” pour l’article s...
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Publications scientifiques dans des revues internationales 
1.Marique, A.-F., & Reiter, S. (2014). A simplified framew...
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Communications et publications dans les Actes de Conférences internationales 
1.Marique, A.-F., Cuvellier, S., & Reite...
Merci de votre attention! 
Contacts: sigrid.reiter@ulg.ac.be 
afmarique@ulg.ac.be 
simon.cuvellier@uclouvain.be 
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Solen présentation séminaire-11 septembre 2014

  1. 1. Séminaire SOLEN SOlutions for Low Energy Neighbourhoods Séminaire de diffusion des résultats et outils développés dans le cadre de la recherche SOLEN -11/09/2014 Prof. Dr. Sigrid REITER (coordination) Prof. André DE HERDE Dr. Anne-Françoise MARIQUE Simon CUVELLIER Université de Liège Université catholique de Louvain Faculté des Sciences Appliquées Faculté d’Architecture, d’Ingénierie Département ArGEnCo architecturale, d’Urbanisme M : sigrid.reiter@ulg.ac.be M : simon.cuvellier@uclouvain.be afmarique@ulg.ac.be
  2. 2. 2 Programme 8h30 : Accueil des participants et sandwichs 9h00 : Présentation des résultats de la recherche SOLEN 10h45 : Pause-café 11h00 : Présentation de l’outil interactif développé dans le cadre de la recherche SOLEN et exemples d’applications 12h00 : Fin du séminaire
  3. 3. Présentation des résultats de la recherche I. Le projet SOLEN : objectifs et structure de la recherche II. Résultats scientifiques de la recherche II.1. Définition des cadres « quartiers basse / zéro énergie » II.2. Typologie des quartiers et bâtiments résidentiels wallons II.3. Méthodologies de calcul Les aspects « Bâtiments » Les aspects « Transport » Les aspects « Energies renouvelables » III. L’outil interactif SOLEN IV. Prix scientifiques, publications et communications 3
  4. 4. I. Le projet SOLEN SOLEN SOlutions for Low Energy Neighbourhoods Financement : Programme mobilisateur ERable, Région Wallonne, DGO4 Calendrier : 1 Mai 2012 – 31 août 2014 4 Coordinateur du projet SOLEN : ULg - LEMA Prof. Sigrid Reiter et Dr. Anne-Françoise Marique Partenaire du projet SOLEN: UCL - Architecture et climat Prof. André De Herde et Simon Cuvellier Deux parrains industriels : EcoRce : Muriel Brandt - David Plunus MATRIciel : Isabelle Bruyère
  5. 5. 5 Objectifs : Evaluation énergétique des bâtiments/quartiers résidentiels wallons existants (bâtiments + mobilité + énergies renouvelables) Evaluation énergétique de scénarios d’amélioration pour atteindre des bâtiments/quartiers « (très) basse énergie » et « zéro énergie » Livrable : Création d’un outil interactif sur le web permettant d’évaluer les consommations énergétiques des bâtiments/quartiers et de de comparer différentes stratégies de réduction des consommations énergétiques, selon 3 axes : le bâtiment, la mobilité, les énergies renouvelables Outil créé sur base de l ’outil SAFE (Suburban Areas Favoring Energy efficiency) développé par les mêmes partenaires (recherche SAFE: 2009-2012) pour réduire les consommations énergétiques des bâtiments/quartiers périurbains (bâtiments + mobilité): www.safe-energie.be I. Le projet SOLEN – Objectifs
  6. 6. Différences entre les outils SAFE et SOLEN: Adaptation et extension des méthodologies scientifiques Nombreux compléments apportés à l’outil existant >>> SOLEN = outil amélioré et étendu 6 SAFE – Limites de l’approche Q Périurbain B Uniquement maisons T Données ESE 2001 Descriptif ER / € / SOLEN – Ajouts et compléments Q Urbain/ Périurbain / rural B Maisons & appartements T Données personnalisées Prospection quartier ER Intégration des ER € Estimation des gains financiers >>> I. Le projet SOLEN – Objectifs Outil SAFE:
  7. 7. I. Le projet SOLEN – Structure Phase I : Etat de l’art (bâtiments/quartiers basse et zéro énergie, …) et typologie des quartiers et bâtiments résidentiels wallons Phase II : Evaluation énergétique des bâtiments et des quartiers types (bâtiments + transport + énergies renouvelables) Phase III : Variations paramétrées et scénarios de renouvellement des bâtiments et des quartiers Phase IV : Faisabilité et optimisation des scénarios « (très) basse énergie » et « zéro énergie » Phase V : Développement de l’outil interactif et valorisation 7
  8. 8. 8 II.1. Définitions « zéro énergie » Parlement européen (Zéro énergie - Définition 1) Habitation zéro énergie = bâtiment dont la consommation annuelle globale d'énergie primaire est inférieure ou égale à la production locale d'énergie à partir de sources renouvelables, du fait de son niveau d'efficacité énergétique très élevé ZEB balance Gouvernement fédéral (Zéro énergie - Définition 2) Habitation zéro énergie = une habitation (sise dans un Etat membre de l'Espace économique européen) qui répond aux conditions d'une habitation passive et dans laquelle la demande résiduelle d'énergie pour le chauffage et le refroidissement est compensée totalement par l'énergie renouvelable produite sur place. Habitation zéro énergie : Solar 2002 Berlaar, Belgium
  9. 9. 9 Quelques faiblesses à signaler: non intégration des consommations d’énergie liées aux déplacements des ménages depuis/vers leur domicile la définition ne s’adresse pas aux communautés ou quartiers zéro énergie II.1. Définitions « zéro énergie » Définition « Zéro énergie » dans SOLEN la consommation en énergie primaire (Espec) de chaque bâtiment est diminuée au maximum, selon le calcul de la PEB (Chaud, froid, ventilation, auxiliaires, ECS) la consommation en énergie primaire due aux déplacements des occupants est diminuée au maximum (impact de l’implantation des bâtiments et des modes de vie des occupants) la production d’énergie in-situ est développée au maximum, selon les potentialités de chaque bâtiment/quartier
  10. 10. 10 II.1. Définitions « zéro énergie » La définition « bâtiment/quartier zéro énergie » de SOLEN - = 0 « consommations bâtiments » « consommations transport » « production locale ER » Calcul en énergie primaire Bilan annuel (mais intérêt de l’analyse des bilans mensuels) ! La valeur de 0 kWh/m².an n’est pas un objectif absolu : le but est de choisir un niveau raisonnable selon les potentialités de chaque projet (basse énergie, très basse énergie, …), tout en intégrant ces trois composantes. +
  11. 11. 11 Application du cadre QZE à deux cas d’études Centre-ville : Quartier St Léonard –Liège; 180 habitants; 60 log/ha Maille périurbaine : Rotheux – Neupré; 150 habitants; 5 log/ha II.1. Application « zéro énergie » Calcul quantitatif >>> publication PLEA 2013 La consommation d’énergie totale en énergie primaire (bâtiments + transport) est plus faible dans le quartier urbain (mitoyenneté, localisation, etc.) Le potentiel de production d’énergie par des panneaux solaires photovoltaïques et thermiques est plus élevé dans le quartier périurbain Rénovation énergétique des bâtiments indispensable en préalable aux ER Bilan annuel <> bilans mensuels Potentiel de “mutualisation” énergétique. Par ex: si mutualisation de l’investissement financier et électricité produite par PV sur les toits qui reçoivent plus de 90% de l’énergie solaire, l’efficacité (kWh produite par m² de panneau) augmente (+10.7% dans le cas urbain et +5.0% dans le cas périurbain).
  12. 12. 12 Typologie des quartiers résidentiels wallons Méthode : Traitement des secteurs statistiques wallons sur base de la densité nette de logements par Ha urbanisé (selon la classification « natural breaks » de Jenks) >>> 10 classes de densité II.2. Typologie des quartiers et bâtiments Objectifs -Identification de facteurs d’ombrages / effets de masques à appliquer aux simulations « bâtiment » selon le type de quartier -Identification du potentiel solaire des quartiers (toitures) -Spatialisation selon le type de quartier -Investigation des liens entre forme urbaine et consommations pour le transport à l’échelle du quartier
  13. 13. 13 II.2. Typologie des quartiers et bâtiments Identification de types de quartier par (agrégat de) classe de densité Type de quartiers Densité (log/ha) 1 Centre-ville dense [79-139[ [139-256[ [257–507[ 2 Urbain continu [49-79[ 3 Couronne périphérique, semi-continu [32-49[ 4 Semi continu homogène, cité sociale [14-21[ [21-32[ 5 Village, noyau rural [14-21[ [21-32[ 6 Lotissement périurbain [5-9[ [9-14[ 7 Rural isolé [0-5[ X « Grands ensembles » & autres -
  14. 14. 14 II.2. Typologie des quartiers et bâtiments Choix de quartiers « types » Type Densité Gabarit 1 Centre-ville dense [79-507[ R+3 et plus 1.Quartier Saint-Loup, Namur – 104 log/ha 6. Lotissement Géronsart à Jambes – 10 log/ha Type Densité Gabarit 6 Lotissement périurbain [5-14[ R+1
  15. 15. 15 0,00% 5,00% 10,00% 15,00% 20,00% 25,00% 30,00% 35,00% Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe 6 Classe 7 Classe 8 Classe 9 Classe 10 Centre-ville dense 1ere couronne semi- continu Semi continu homogène, social Village noyau rural Lotissement périurbain Rural isolé Urbain continu [0-5[ [5-9[ [9-14[ [14-21[ [21-32[ [32-49[ [49-79[ [79-139[ [139-256[ [256-507] II.2. Typologie des quartiers et bâtiments Répartition des quartiers statistiques par classe de densité en Wallonie
  16. 16. 16 A. Répartition du territoire (en superficie) en fonction de la taille des noyaux d’habitat B. Répartition de la population en fonction de la taille des noyaux d’habitat Chiffres < Atlas de Wallonie, C. Kints 2008 Répartition des logements au sein des différentes «aires urbanistiques» Chiffres < Enquête socio-économique 2001 - DGSIE, SPF Economie - Cartographie CREAT, UCL, 2008, C. Kints 2008 Répartition des logements II.2. Typologie des quartiers et bâtiments
  17. 17. 17 Répartition des logements en fonction de leur configuration Chiffres < ESE 2001, SPF Economie; C. Kints 2008 Répartition des logements en fonction du type de bâtiment dont ils font partie Chiffres < Enquête sur la qualité de l’habitat en Région wallonne 2006-2007, DGATLP, C. Kints 2008 Configuration et type de logement Répartition des logements en fonction de leur époque de construction Chiffres < Enquête socio-économique 2001 - DGSIE, SPF Economie, C. Kints 2008 Epoque de construction des logements II.2. Typologie des quartiers et bâtiments
  18. 18. 18 Recherche sur l’optimisation et l’informatisation des simulations « bâtiments »: processus systématique et générique de modélisation Base de données SAFE (uniquement maisons suburbaines) étendue aux maisons urbaines et rurales + appartements II.3. Méthodologie – « Bâtiments » SOLEN Logements testés Fictifs Simulation Dynamique Logiciel TRNSys Modélisation Mono-zone Typologie (Maison & Appartement) 15 & 15
  19. 19. 19 ESH (Chauffage) + ECO (Refroidissement) + EV (Ventilation) - Approche typologique SAFE – SOLEN - Utilisation des résultats des STD - Consommations en kWh/m².an et en kWh/an - Correction liée à la localisation (degrés jours) - Correction selon le facteur solaire (dépend du quartier) - Coefficients > énergie primaire + EA (Eclairage et appareils électriques) + EC (Cuisson) - Selon moyenne RW = 2.827 kWh et 461 kWh par an et log. - Adapté suivant le nombre de personnes + EHW (Eau chaude sanitaire) - Volume d’eau * Δt° * f - 40l d’eau chaude et 100l d’eau froide par personne - t° (eau chaude) = 60° - t° (eau froide) = 10° « Consommations bâtiments » II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  20. 20. 20 1. Les typologies des maisons testées -Les 6 gabarits de maisons modélisées sont définis par la longueur de la façade et le nombre d’étages -La hauteur d’un étage est de 2,4 m et l’angle de la toiture est de 35° -Les dimensions sont définies par la longueur et la largeur du plan -Les gabarits 1 à 4 sont simulés en 2F – 3F – 4F -Le gabarit 5 en 2F – 3F -Le gabarit 6 en 2F >> 15 typologies de maisons modélisées II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  21. 21. 21 Nord Sud Est Ouest •4 façades 15 % 25 % 10 % 10 % •3 façades 20 % 25 % 15 % - •2 façades 25 % 25 % - - -De base, la façade à rue est au Nord mais les maisons mitoyennes (2F) sont testées suivant l’axe Nord-Sud et Est-Ouest -Le pourcentage d’ouverture des fenêtre est fonction de la mitoyenneté -Les gains internes sont fonction du logement et fonction de la surface habitable II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  22. 22. 22 2. Les typologies des appartements testés -Les 5 gabarits d’appartements sont définis suivant leur rapport aux façades -La hauteur d’un étage est de 2,4 m -Les appartements sont simulés au rez-de-chaussée, à un étage intermédiaire et en toiture (toiture plate) -De base la façade à rue est au Nord mais les appartements traversant sont testés suivant l’axe Nord-Sud et Est-Ouest et les appartements mono-façade et en coin sont testés suivant les 4 orientations >> 15 typologies d’appartements modélisés II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  23. 23. 23 3. Paramètres des performances thermiques & systèmes -Type de mur : plein (brique) ou creux •Disponible via l’année de construction -Isolation de la dalle : 0-3-6-10-15-20-25-30 cm •Logements modélisés sur sol (cas le plus défavorable) -Isolation des murs : 0-3-6-10-15-20-25-30 cm -Isolation de la toiture : 0-3-6-10-15-16-20-25-30-35 cm •Fonction de l’isolation des murs (identique ou surplus) •Toiture plate en béton pour les appartements -Type de vitrage : SV-DVA-DVP-TV -Thermostat : 18°C – 20°C – 20/16°C -Ventilation : A – C – D •Fonction de l’isolation •Système D avec récupérateur de chaleur -Systèmes de chauffe : central/local; eau chaude à condensation/ sans condensation/ électrique par résistance/ pompe à chaleur / microcogénération - Combustibles : Gaz naturel, Gazole/mazout, Bois (4 formes), Charbon, Propane/butane/GPL II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  24. 24. 4. Simulations et extrapolation Réalisation de plus de 250 000 simulations thermiques dynamiques pour la création de la base de données « logement » + Extrapolation des résultats : -Chaque « cas » est simulé en 3 tailles suivant le gabarit -Calcul de la pente et de l’ordonnée à l’origine -L’écart entre la simulation et l’extrapolation reste inférieur à 1% >> La taille est au choix de l’utilisateur au m² près ! 24 24 II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  25. 25. 5. Intégration de la forme et de la densité du quartier 25 -Classification des quartiers suivant leur densité bâtie -Analyse du potentiel solaire -Identification de facteurs de correction solaire (cf. méthodo ER) -Impact de l’ensoleillement sur le besoin de chauffe : Q = PT + PV - GS - GI Impact de la densité des milieux bâtis sur les consommations d’énergie dans le bâtiment II.3. Méthodologie – « Bâtiments » Impact de la densité des milieux bâtis sur leur potentiel solaire
  26. 26. 26 Méthode simple Méthode corrigée Résultats : Calcul préalable : - GCORR = Σpériode utile GSIM Calcul sur le site : QCORR = QSIM + GSIM (1-FS) QCORR = QSIM + GCORR (1-FS) 0% 50% 100% 150% 200% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Classe de densité Rapport des besoins entre ceux de la méthode sur l'année et ceux de la méthode de référence Maison 4 façades faiblement isolée Maison 4 façades fortement isolée Maison 2 façades faiblement isolée Maison 2 façades fortement isolée 0% 50% 100% 150% 200% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Classe de densité Impact de la correction de l'ensoleillement sur le besoin de chauffe Maison 4 façades faiblement isolée Maison 4 façades fortement isolée Maison 2 façades faiblement isolée Maison 2 façades fortement isolée Intégration du facteur de correction solaire dans la modélisation des consommations énergétiques Attention : Importance de corriger les gains solaires sur la période de l’année où ils ont un impact sur le besoin de chauffe II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  27. 27. 27 II.3. Méthodologie – « Bâtiments » Climat Quartier Logement Nombre d'étage Mitoyenneté Orientation Type de mur Isolation Dalle [cm] Isoaltion Murs [cm] Isolation Toiture [cm] Vitrage Ventilation Thermostat Système de chauffe Combustible 2 8 3 8 11 VARIATIONS ET COMBINAISONS DES PARAMETRES ENVIRONNEMENT TYPOLOGIE PERFORMANCES THERMIQUES ET SYSTEMES Choix parmi 1347 localités wallonnes et leurs degrés-jours associés Centre-ville dense Maison large 1,5 4 ou 3 façades Nord Chaudière à eau chaude à condensation Gaz naturel Mitoyenne Nord ou Est 16 3 Chaudière à eau chaude non à condensation Mazout 16 Plein 0 0 0 SV - DVA - DVP A 6 6 10 DVA - DVP - TV Urbain continu 2 4 ou 3 façades Nord 3 3 Mitoyenne Nord ou Est 18°C Urbain semi-continu Maison étroite 1,5 4 ou 3 façades Nord 6 Semi-continu homogène ou cité sociale 2 Village ou noyau rural 3 30 DVP - TV Lotissement périurbain 4 Mitoyenne Nord ou Est 20 20 15 15 15 DVA - DVP - TV 20 Chauffage électrique par résistance Propane Mitoyenne Nord ou Est 16 20°C 4 ou 3 façades Nord 10 10 Micro-cogénération LPG C ou D Pompe à chaleur Butane Mitoyenne Nord ou Est 20 DVP - TV 3 façades Nord Creux Mitoyenne Nord ou Est DVA - DVP - TV Poêle Charbon 20-16°C Ap. traversant large 1 Toiture - Milieu - Rdc Nord ou Est 30 Radiateur ou convecteur électrique Bois (4 formes) DVP - TV Rural isolé Ap. traversant étroit 1 Toiture - Milieu - Rdc Nord ou Est 25 25 25 DVA - DVP - TV Ap. trois façades 1 Toiture - Milieu - Rdc Nord 35 DVP - TV 48 DVP - TV 1347 8 60 combinaisons 68 combinaisons + 4 niveaux PEB (2009 + 2014) 85 605 combinaisons suivant les simulations thermiques + 3 standards (BE, TBE, Passif) 30 30 DVA - DVP - TV Chauffage électrique à accumulation Electricité Ap. sur le coin 1 Toiture - Milieu - Rdc Nord, Est, Sud ou Ouest 35 "Grands ensemble" Ap. mono-façade 1 Toiture - Milieu - Rdc Nord, Est, Sud ou Ouest 30 6. Récapitulatif et combinaison des paramètres
  28. 28. 7. L’outil et les possibilités de choix 28 SAFE SOLEN Thermostat 2 3 Système de chauffe 23 25 Taille 17 Autant qu’on veut Type de logement (M/A) 3/0 15/15 Orientation - 1 à 4 Quartier - 8 Isolation de la dalle - 8 II.3. Méthodologie – « Bâtiments » 48
  29. 29. 29 Consommation annuelle en kWh/m² pour un logement de 150m² suivant la performance thermique de l’habitation II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  30. 30. Performance énergétique accrue  Impact en % de la dalle accru > De 0 à 3 cm réduction moyenne de 24% > De 0 à 30 cm réduction moyenne de 33% 30 Impact de l’isolation de la dalle de sol II.3. Méthodologie – « Bâtiments »
  31. 31. 31 Impact de la mitoyenneté II.3. Méthodologie – « Bâtiments » Réduction moyenne de 17% si densification de 4F à 2F > De 4F à 3F réduction moyenne de 9% > De 3F à 2F réduction moyenne de 10%
  32. 32. 32 Impact de la consigne de chauffe II.3. Méthodologie – « Bâtiments » Réduction moyenne de 26% en passant de 20°C à 18°C > Besoin de chauffe similaire entre 18°C constant et variation 20-16°C > Petite réduction mais impact croissant suivant les performances de l’enveloppe
  33. 33. 33 SAFE : Evaluation énergétique basée sur le calcul et la cartographie d’un indice de performance des déplacements (kWh/personne.trajet) pour les déplacements domicile-travail et domicile-école, à 3 échelles, sur base des données ESE 2001 Cet indice prend en compte: Le mode de transport et la distance parcourue La fréquence : temps de travail ou nombre de jours d’école Des facteurs de consommation pour chaque mode de transport II.4. Méthodologie – « Transport »
  34. 34. 34 SOLEN: Recherche sur les modélisations « transport »: pour les rendre indépendantes des données ESE 2001 pour adapter certains facteurs aux milieux urbain/rural (ex: taux de remplissage des bus) pour étendre les motifs de déplacements pris en compte (travail, école, commerces, loisirs) et prendre en compte les chaines de déplacements Pour proposer une démarche prospective pour les nouveaux quartiers « Consommations transport » EDM (Mobilité quotidienne des occupants) -Approche développée dans SAFE - Sur base de l’indice de performance énergétique, en kWh/pers IPE (i) = (Σm Dm (i) * fm) / T (i) EDM (i) = IPE (i) * T (i) - Dm : distances parcourues dans l’entité i - fm : facteurs de consommations selon le mode de transport - Ti : nombre de personnes dans l’entité i Trois types de données : ESE / moyenne RW / données personnalisées II.4. Méthodologie – « Transport »
  35. 35. 35 1/ Analyses statistiques sur le lien entre l’IPE et les caractéristiques du territoire IPE(domicile-travail) = C+ β1*(densité) + β2*(mixité) + β3*(emploi 10km) 2/ Estimation actualisée de l’IPE sur base de tendances d’évolution (2001-2014) et extrapolation à tous les motifs de transport sur base d’enquêtes empiriques 3/ Personnalisation des évaluations pour prendre en compte les chaînes de déplacement : Consommations de la personne ou du ménage sur base du nombre de kilomètres parcourus annuellement par la personne / le ménage en voiture, en train, en bus et multiplication par les facteurs de consommation Passage d’un formulaire par type de destinations (travail – école, SAFE) à un formulaire par type de trajets (y compris les chaines de déplacements, SOLEN) L’évaluation « quartier » Proposition d’une démarche prospective basée sur les potentialités et la localisation des quartiers II.4. Méthodologie – « Transport » Les évaluations individuelles (rapide et détaillée)
  36. 36. L’approche prospective à l’échelle du quartier Exploitation des résultats de SAFE/SOLEN sur les facteurs qui ont le plus d’impact sur les consommations dues aux déplacements des personnes Analogie avec l’approche adoptée dans le cadre du « Référentiel Quartiers Durables » de la Région wallonne publié en Février 2014 4 critères principaux à évaluer (Bon, moyen ou faible) : •La desserte en train •La desserte en bus, tram, métro •La mixité fonctionnelle •Les équipements scolaires Quantification du potentiel d’un site (urbanisé ou à urbaniser) : Combinaison des 4 critères en un indicateur composite d’accessibilité: Train [3] * Bus [3] * Mixité [3] * Ecole [3] > 81 possibilités de code à 4 chiffres > 15 niveaux d’accessibilité Classement de la valeur de l’indicateur de B-B-B-B (accessibilité très bonne) à F-F-F-F (accessibilité très mauvaise) II.4. Méthodologie – « Transport » 36
  37. 37. 37 1. Desserte en train BON : une gare IC/IR à moins de 2km ou une gare L à moins de 1km MOYEN : une gare IC/IR de 2 à 5km du site ou une gare L de 1 à 3km FAIBLE : pas de gare IC/IR à 5km et pas de gare L à moins de 3km 2. Desserte en bus, tram, métro BON : au moins 34 passages par jour aux arrêts situés à moins de 700m des limites du quartier MOYEN : de 16 à 34 passages par jour aux arrêts situés à moins de 700m des limites du quartier FAIBLE : moins de 16 passages par jour aux arrêts situés à moins de 700m des limites du quartier II.4. Méthodologie – « Transport » A1. Desserte en train (Teller et al., 2014) A2. Desserte en bus (Teller et al., 2014)
  38. 38. 38 A3. Mixité fonctionnelle A4. Equipements scolaires (Teller et al., 2014) II.4. Méthodologie – « Transport » 3.Mixité fonctionnelle BON : 15 équipements minimum répartis dans 3 catégories minimum (commerces de plus de 400m², commerces de proximité, services publics, services, équipements et loisirs) dans un périmètre de 700 mètres autour du quartier MOYEN: moins de 15 équipements ou moins de 3 catégories représentées FAIBLE : moins de 15 équipements et moins de 3 catégories représentées 4. Equipements scolaires BON : au minimum deux écoles (primaire ou secondaire), dans un périmètre de 700 mètres autour du quartier MOYEN : au minimum une école (primaire ou secondaire), dans le périmètre de 700m FAIBLE : pas d’école, dans un périmètre de 700 mètres autour du quartier
  39. 39. 39 1.Analyse du potentiel solaire selon le type de quartier II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables » Identifier des facteurs de correction dus aux masques à appliquer aux simulations des bâtiments Identifier le potentiel solaire sur les façades (architecture bioclimatique, lumière) et les toitures (énergies renouvelables basées sur le solaire) A/ Modélisation en 3D des quartiers représentatifs (Sketchup) B/ Sélection aléatoire de 300 à 500 points par quartier, répartis sur les toitures et façades Exemple pour les toitures d’un îlot urbain
  40. 40. 40 C/ Analyse du gisement solaire (logiciel Townscope, développé par le LEMA de l’ULg) en site vierge D/ Analyse du gisement solaire (logiciel Townscope, développé par le LEMA de l’ULg) en site urbanisé Exemple de résultats (juin / décembre) II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables »
  41. 41. 41 0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Energie solaire disponible (Wh/m²) Classes de densité Mars Juin Septembre Décembre E/ Comparaison des résultats obtenus avec la situation de référence Energie solaire disponible sur les toitures par classe de densité II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables »
  42. 42. 42 F/ Quantification des facteurs de correction solaire à appliquer aux simulations bâtiments et aux évaluations ER II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables » Type Nom GLOBAL FACADE TOITURE Type 1 Centre-ville dense 0,5789 0,4738 0,7829 Type 2 Urbain continu 0,7608 0,6929 0,8164 Type 3 Urbain semi-continu 0,8792 0,7766 0,9631 Type 4 Semi continu homogène, cité sociale 0,9616 0,9482 0,9876 Type 5 Village, noyau rural 0,7319 0,6372 0,9157 Type 6 Lotissement périurbain 0,9124 0,8771 0,9810 Type 7 Rural isolé 1,0000 1,0000 1,0000 Type 8 "Grands ensembles" 0,6962 0,6028 0,9621
  43. 43. 43 « Production locale ER » F Inclinaison de la toiture 0° 15° 25° 35° 50° Orientation Est 0.88 0.87 0.85 0.83 0.77 Sud-est 0.88 0.93 0.95 0.95 0.92 Sud 0.88 0.96 0.99 1 0.98 Sud-ouest 0.88 0.93 0.95 0.95 0.92 Ouest 0.88 0.87 0.85 0.82 0.76 EPV (Solaire photovoltaïque) Esol = MSR * F * M (kWh/m².an) - MSR : 1.000 kWh/m² (pour la Belgique) - F : facteur qui dépend de l’inclinaison et de l’orientation - M : facteur de correction solaire (> Townscope / Phase II) EPV = Esol * S * C * ŋpv * ŋinv * (1-ʎ) - S : surface des toitures - C : % toitures couvertes - ŋpv : rendement PV (0,145) - ŋinv : rendement onduleur (0,96) - ʎ : pertes électriques (0,20) II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables » 2. Développement de méthodologies d’évaluation du potentiel de production énergétique local pour l’étude de l’objectif QZE et le volet ER de l’outil interactif
  44. 44. 44 ETH (Solaire thermique) Esol = MSR * F * M (kWh/m².an) - MSR : 1.000 kWh/m² (pour la Belgique) - F : facteur selon orientation et inclinaison - M : facteur solaire (> Townscope / Phase II) ETH = Esol * S * ŋth - S : surface des panneaux (optimum = 0,5 à 0,6 *surface de la toiture) - ŋth : rendement PV (0,35 à l’optimum) « Production locale ER » II.5. Méthodologie – « Energies renouvelables » EWT (Eolien) EWT = P * OH - P : puissance nominale de l’éolienne - OH: 1.000 heures pour une éolienne de petite taille et 1.800 à 2.200 heures pour une éolienne de grande taille
  45. 45. 45 Valoriser les résultats de la recherche Les rendre accessibles à un large public Sensibiliser le grand public Fournir des pistes concrètes d’action et des résultats chiffrés Sous forme d’un site Web : www.solen-energie.be comprenant 3 outils de calcul et 28 fiches pratiques III. L’outil interactif SOLEN Objectifs de l’outil Utilisateurs potentiels: Particulier / ménage : évaluation individuelle simplifiée ou détaillée Particulier / ménage : comparaison de différentes typologies de Logements et de différentes localisations résidentielles > évaluations individuelles Promoteur/architecte : choix d’un terrain > évaluation « quartier » Administration : orientation de la localisation de nouveaux développements / des zones à densifier prioritairement > évaluation « quartier »
  46. 46. 46 III. L’outil interactif SOLEN Développement de l’outil Implémentation dans l’outil des résultats et méthodes qui ont été proposés dans les premières phases de la recherche Rédaction / mise en page de 10 nouvelles fiches pratiques, principalement dédiées aux énergies renouvelables 28 fiches / 5 thèmes - Général - Le bâtiment - La mobilité - Le quartier, la forme urbaine - Les énergies renouvelables
  47. 47. 47 Présentation détaillée de l’outil interactif et des cas pratiques après la pause!! III. L’outil interactif SOLEN www.solen-energie.be
  48. 48. 48 IV. Prix, publications et communications Prix scientifiques 1.Energy Globe Award Belgium 2014 L’Energy Globe Award est un prix d'excellence énergétique et environnementale. Cette distinction est attribuée au niveau régional, national et international et permet d'encourager les projets axés sur l‘efficacité énergétique, la conservation des ressources et l‘utilisation des énergies renouvelables. Jury-Rating Up to two thirds of the world’s energy consumption are in the area of buildings and transportation. We are living in a world that requires a new thinking in regard to a responsible use of our natural resources and increased efficiency. Change however will only happen if awareness on current issues and alternative solutions is raised with as many people as possible and new projects are initiated based on factual information. This year’s National Winner of the Energy Globe Award in Belgium has developed an online portal that has the objective of improving the energy efficiency of neighborhoods through focusing on the energy efficiency of buildings, the energy efficiency relating to daily mobility and the use of renewable energies. In addition awareness for the importance of these areas is raised with a multitude of participating citizens and organizations. Congratulations for your initiative!
  49. 49. 49 IV. Prix, publications et communications Prix scientifiques (suite) 2. PLEA 2013 “Best paper award” pour l’article suivant: “Marique, A.-F, Penders, M, & Reiter, S. (2013). From zero-energy building to zero-energy neighbourhood : urban form and mobility matter. Proceedings of the International PLEA Conference 2013. » >>> Meilleur article sur plus de 700 contributions internationales Thèse de doctorat Marique Anne-Françoise, (2013). Méthodologie d’Evaluation Energétique des Quartiers Périurbains. Perspectives pour le Renouvellement Périurbain Wallon. Thèse ULg.
  50. 50. 50 Publications scientifiques dans des revues internationales 1.Marique, A.-F., & Reiter, S. (2014). A simplified framework to assess the feasibility of zero-energy at the neighbourhood / community scale. Energy and Buildings 82: 114-122. 2.Marique, A.-F., de Meester, T., De Herde, A., & Reiter, S. (2014). An online interactive tool to assess energy consumption in residential buildings and for daily mobility. Energy and Buildings 78C: 50-58. 3.de Meester, T., Marique, A.-F., De Herde, A., & Reiter, S. (2013). Impacts of occupant behaviours on residential heating consumption for detached houses in a temperate climate of the northern part of Europe. Energy & Buildings 57: 313-323. 4.Marique, A.-F., Dujardin, S., Teller, J., & Reiter, S. (2013). Urban sprawl, commuting and travel energy consumption. Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Energy. 166(1): 29-41. 5.Marique et al. (2013). School commuting: the relationship between energy consumption and urban form. Journal of Transport Geography, 26: 1-11. IV. Prix, publications et communications
  51. 51. 51 Communications et publications dans les Actes de Conférences internationales 1.Marique, A.-F., Cuvellier, S., & Reiter, S. (2014). Improving the Energy Efficiency of the Building Stock: A Bottom-up Model and its Application in an Online Interactive Portal, PLEA 2014, India (accepté) 2.Marique, A.-F., Cuvellier, S., & Reiter, S. (2014). Energy Efficiency and the City: An Integrated Urban Tool Dedicated to Local Stakeholders and Citizens, Conference “Urban Modelling- Toward integrated modelling of urban systems”, Lyon, France 3.Marique, A.-F, & Reiter, S. (2013). Solar buildings and the urban environment. The 3rd New Energy Forum-2013. From Green Dream to Reality. 4.Marique, A.-F, Penders, M, & Reiter, S. (2013). From zero-energy building to zero- energy neighbourhood : urban form and mobility matter. Proceedings PLEA 2013. 5.Marique, A.-F, & Reiter, S. (2013). Models and prospects for a sustainable suburban transition. Re-engineering the city 2020-2050: Modelling Sustainable Urban Transition Dynamics. 6.Marique, A.-F, & Reiter, S. (2013). Perspectives pour une transition durable des territoires périurbains. Journées Aperau : Aménager les métropoles. Communications invitées dans des centres de recherche internationaux 1.Marique, A.-F. (2014). Sustainability and the built environment: urban form and location matter. Paper presented at Guest lecture, Maastricht, The Netherlands. 2.Marique, A.-F. (2014). Forme urbaine et efficacité énergétique. Présentation du projet SOLEN. Séminaire de l’Ecole des Ingénieurs de la Ville de Paris, Paris, France.
  52. 52. Merci de votre attention! Contacts: sigrid.reiter@ulg.ac.be afmarique@ulg.ac.be simon.cuvellier@uclouvain.be Publications : http://orbi.ulg.ac.be Prof. Sigrid REITER(coordination) Prof. André DE HERDE Anne-Françoise MARIQUE Simon CUVELLIER Université de Liège Université catholique de Louvain Faculté des Sciences Appliquées Faculté d’Architecture, d’Ingénierie Département ArGEnCo architecturale, d’Urbanisme 52

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