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Aujourd’hui, c’est un article sur un thème proche de l’article précédent : je vous avais expliqué qu’en ce moment, il y a un processus d’élaboration de la future réglementation environnementale qui sera la suite de l’actuelle réglementation thermique. 

Dans ce processus, les services de l’état demandent des contributions à des experts sur différents thèmes. Ce sont des contributions libres et j’en ai fait une précédemment à propos de la prise en compte du confort d’été et il y a un deuxième sujet sur lequel je vais faire une contribution, c’est celui (on appelle ça les usages) des scénarios conventionnels. 

Alors qu’est ce que c’est qu’un scénario conventionnel ? Et pourquoi c’est important d’en parler ? Pour que vous compreniez bien, je vais vous expliquer comment fonctionne une réglementation.

A quoi sert un scénario conventionnel ? 

Le but d’une réglementation thermique, c’est de comparer les bâtiments entre eux et de pouvoir dire lesquels sont acceptables et lesquels ne sont pas acceptables. Pour qu’on puisse comparer des bâtiments entre eux, il faut pouvoir figer les choses fluctuantes. En effet, ces bâtiments doivent être comparés « toutes choses égales par ailleurs ». On fige donc les deux principales données fluctuantes du le monde réel :

  1. Le climat : on utilise dans les calculs réglementaires des climats, les « climats conventionnels », aujourd’hui au nombre de huit ; 
  2. L’usage : on fabrique ce qu’on appelle des « usages conventionnels » ou des « scénarios conventionnels ». C’est un scénario pour lequel on suit la démarche consistant à dire : « Finalement dans la vraie vie, on ne sait pas ce qui va se passer.  On va prendre une hypothèse, un exemple faux, mais sur lequel tout le monde est d’accord ». C’est cette « hypothèse de travail » qu’on appelle le scénario conventionnel.

Une fois ces deux hypothèses fixées, sur le climat et sur les usages  il devient possible de mener des calculs sur les bâtiments, pour évaluer lesquels, comparés dans ce contexte, ont une performance suffisante et lesquels n’ont pas une performance suffisante. 

C’est vraiment une composante très « bas niveau » dans la philosophie d’une réglementation thermique des bâtiments. C’est donc normal, lorsqu’on élabore une nouvelle mouture d’une réglementation thermique, que l’on se pose la question des scénarios conventionnels.

Ouvrir le spectre

C’est, certes, un vrai sujet de savoir quel est le bon scénario conventionnel, de savoir si l’usage typique sur lequel on se met d’accord est adapté, s’il correspond de plus ou moins loin aux situations réelles qu’on aimerait simuler. Mais ce n’est pas le plus gros problème.

Ce qui manque le plus aujourd’hui dans les réglementations, ce n’est pas tant la précision sur le scénario conventionnel. Redisons-le : un scénario conventionnel, c’est une chose fausse sur laquelle on se met d’accord. Une hypothèse de travail que tout le monde prend. Mais c’est avant tout quelque chose de faux, qui n’existera jamais dans le monde réel.

C’est pourquoi, ce qui est vraiment essentiel, en fait, c’est de quelle manière évolue le comportement du bâtiment quand on s’éloigne plus ou moins de ce fameux scénario conventionnel. Cette notion n’existe pas, aujourd’hui, dans la réglementation, et c’est bien dommage. Ce qu’il nous faut connaître, au-delà d’un Bbio et d’un Cep, c’est la dérivée des Bbio et des Cep par rapport aux scénarios conventionnels. 

Tant du côté de la consommation énergétique que de la qualité d’usage, le manque de cette « dérivée de la performance par rapport aux scénarios d’usage » pose des problèmes majeurs. 

La fin d’un vieux chiffre, à la fois faux et problématique

Depuis de nombreuses années (peut-être 15 ? 20 ?), on entend cette unique formule : « 1 degré en moins sur la consigne, c’est 7% de consommation en moins ». 

Déjà probablement fausse à l’origine (comment généraliser une telle valeur à tous les cas ?), cette valeur est « encore plus fausse » sur les bâtiments actuels. On sait en effet que plus la performance augmente, plus cette valeur augmente. Il n’est pas rare sur un bâtiment performant que, à iso-usage, la dérive sur les besoins pour 1° de consigne soit de 15%, 20%, voire plus. 

Alors qu’on cherche à sensibiliser les populations à une meilleure gestion de l’énergie, c’est une information essentielle à communiquer lors de la transmission d’un logement. 

Vers des bâtiments robustes

Un autre problème majeur, depuis 10-15 ans est qu’en augmentant la performance énergétique des enveloppes des bâtiments, on a augmenté leur intolérance aux écarts d’usage. C’est-à-dire qu’ils réagissent plus vite et plus fort aux situations qui s’éloignent des scénarios standards conventionnels sur lesquels ils ont été conçus, à un point tel qu’ils peuvent devenir inutilisables. 

Les deux conséquences majeures de ce fait portent sur :

  • L’utilisation : des bâtiments censés être agréables, sans surchauffe, se révèlent inutilisables parce que les usages ne sont pas identiques au scénario conventionnel. C’est tout particulièrement le cas avec les dérives sur les puissances dissipées. 
  • Les consommations : bien que tout le monde dise que ce n’est pas leur objet, les consommations conventionnelles sont souvent considérées comme des prévisions. Et même lorsque ce n’est pas le scénario conventionnel qui sert de référence, on n’étudie bien souvent qu’un scénario « central ». Et lorsqu’il y a dérive, on observe des écarts majeurs sur ces faibles quantités d’énergie. Ainsi, il n’est pas rare d’avoir des doublements ou triplements des consommations prévues. Dans les budgets de collectivités ou de maîtres d’ouvrage, dans les communications politiques, dans la perception publique, cela pose des problèmes immenses. 

Intégrer les variations

Je trouve donc essentiel d’intégrer dans la réglementation cette notion de fluctuation par rapport à l’usage conventionnel.

Un point de comparaison : lorsqu’on caractérise des composants électroniques, on les « attaque » par plusieurs signaux standards, et on caractérise ainsi leur « fonction de transfert » par une fonction de transfert. On utilise pour cela plusieurs signaux caractéristiques. 

Un bâtiment c’est pareil, on peut le comprendre comme un composant qui transforme les conditions extérieures en des conditions intérieures. Aujourd’hui, on le caractérise (dans la réglementation), avec un unique signal standard : le scénario conventionnel. C’est insuffisant pour comprendre la totalité du comportement du bâtiment. Et l’utilisation de signaux standards différents (des fluctuations du scénario conventionnel) seraient un bon début. 

Intégrer la robustesse comme un critère réglementaire

J’appelle les concepteurs de la future réglementation thermique ou réglementation environnementale (comme il est prévu de l’appeler) à intégrer cette notion de réponse du bâtiment en terme de performance à des écart sur le scénario d’usage. Cela continue à impliquer, des scénarios conventionnel sur lesquels on calcule des coefficients de performance conventionnels.

Mais cela implique aussi d’intégrer un calcul et des critères sur la « dérivée de la performance par rapport aux scénarios conventionnels ». On intègre donc, sur le plan réglementaire, une exigence sur la robustesse des bâtiments aux incertitudes du réel. On incite ainsi à la construction de bâtiments résilients. 

Changer la culture en changeant la réglementation

Cette notion me semble d’autant plus importante que l’immense majorité des conceptions se fait avec une philosophie de scénarios conventionnels. Cela veut dire que, même hors réglementation (en Simulation Thermique Dynamique, par exemple) on imagine un scénario idéal sur lequel on base la conception, mais finalement, les variations intrinsèques à la vie réelle sont mal prises en compte.

D’abord, il est souvent difficile de les intégrer dans les outils de calcul. Mais surtout, ce n’est pas la culture dominante du secteur. On n’a pas la culture de la robustesse par rapports aux écarts à la situation idéale. Or, c’est aujourd’hui à mon sens, le plus gros enjeu dans nos bâtiments.

Intégrer cette notion dans la réglementation, c’est-à-dire au niveau « minimum » obligatoire de démarche énergétique, c’est amorcer ce changement culturel indispensable. 

Voilà, c’était peut-être un sujet un petit peu technique mais ça me semblait très important de le partager avec vous parce que vraiment, culturellement, pour l’ensemble des concepteurs de bâtiments, que soit pour les architectes pour les bureaux d’études, comme c’est un changement de culture, c’est difficile mais c’est extrêmement important pour que nos bâtiments puissent fonctionner dans le monde réel. Parce qu’un bâtiment, c’est fait pour fonctionner en vrai, on n’est pas là pour vivre dans un scénario conventionnel.

Je vous reparlerai, bien entendu, d’autres fois de ces histoires de fluctuation, d’intégration du monde réel dans des outils de calcul. Pour cette fois, c’était en lien avec ce contexte particulier de la conception des nouvelles réglementations thermiques. 

J’espère que ça vous sera utile, n’hésitez pas à commenter à ajouter vos impressions à ce sujet. N’hésitez pas également à contribuer à ce processus si vous êtes un expert, un professionnel de ce milieu : plus on sera, plus notre autre voix sera entendue.

pascal

Pascal est designer énergétique depuis plus de 15 ans, avec des expériences variées dans les domaines du bâtiment, des vêtements et équipements. Il est également musicien et écrivain, et habite en Savoie (France).

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Ludovic - 28 novembre 2018 Reply

Salut

Merci pour cet article qui pose très clairement une partie des sources des tensions dans l’usage de bâtiments (au moins un peu) performants.

L’Assistance à Maîtrise d’Usage a encore de belles années devant elles, car il s’agit d’aider les acteurs technique à écouter les usagers et trouver ce délicat compromis entre confort et sobriété…

Ludovic

    pascal - 1 décembre 2018 Reply

    Merci Ludovic,
    Et oui, si déjà chacun comprenais la portée des outils, ce dont ils parlent et ce dont ils ne parlent pas, les relations seraient plus simple.
    Merci l’AMU !

    Pascal

Nicolas NAUD - 26 novembre 2018 Reply

Bonjour Pascal,

Je rejoins tes affirmations sur les conventions liées à la Réglementation Thermique.

J’ajouterai à cela que beaucoup de techniciens en charge des calculs RT ne sont pas assez sensibilisés au caractère conventionnel de la RT (et a fortiori la plupart des maîtres d’ouvrage, qui n’ont pas le nez dedans et auprès de qui ce travail pédagogique n’est pas assez mené).

Cela explique le positionnement des acteurs de la construction vis-à-vis de la RT, avec plusieurs postures :
– Soit la confiance aveugle en la RT et en sa capacité à évaluer la performance énergétique réelle des constructions (position qui heureusemet se raréfie).
– Soit la défiance, puisque la RT prédit mal la performance énergétique réelle d’une construction, mais doit de toute façon être respectée
– Une troisième posture, que je défends souvent, qui est de considérer la RT comme une voiture balai : inefficace pour optimiser la conception des constructions, elle a pour but de tirer depuis le bas (vers le haut ?) le peloton de queue des acteurs (concepteurs, entreprises de travaux) de la construction.

Une fois cela dit, soit on reste dans la posture, soit on essaie, en effet, de dépasser le constat de l’incertitude des méthodes conventionnelles… Par exemple, en cherchant de nouveaux indicateurs de performance thermique et énergétique des bâtiments, qui ne dépendent pas de la validité des hypothèses utilisées.

C’est dans ce cadre que, comme toi, je pense que l’évaluation de la sensibilité des résultats du calcul (que ce soit RT ou même STD d’ailleurs) a de l’intérêt : la variation plus ou moins importante des résultats du calcul, en fonction de la variation des données d’entrée, traduit en effet la “vulnérabilité” (ou a contrario, la robustesse) de la conception aux hypothèses d’usage, au climat… (À la qualité de la mise en oeuvre… En fait, à l’ensemble de paramètres dont on souhaite étudier l’influence).

Le principe d’étude de sensibilité qui était apparu avec la RT2012 pourrait préfigurer cette approche. Malheureusement, il est pour l’instant cantonné aux paramètres de conception (performance de l’enveloppe, performance des systèmes…). Le seul semblant de début de prémices d’étude de sensibilité au climat existant dans la méthode consiste à étudier la sensibilité aux apports solaires en les supprimant (Cas peu réaliste s’il en est !?).

Néanmoins cela suggère que la méthode est déjà “codée” pour. A ce titre, cela ne semble pas être un effort insurmontable au CSTB que d’étendre l’étude de sensibilité à la variabilité importante des usages et du climat…

Reste à définir exactement les indicateurs de sensibilité (vulnérabilité ?)… Ainsi que leur valeur cible.
On pourrait par exemple parler, pour la sensibilité au climat, de :
– Sensibilité des consommations aux variations de température, en kWhEP/m².an de plus par °C de moins ou de plus en moyenne à l’année
– Sensibilité des consommations aux apports solaires, en kWhEP/m².an de plus par tranche de 100kJ/cm².an de rayonnement solaire global
– Sensibilité du confort thermique aux variations de température et aux apports solaires (en °C de plus sur la Tic par °C à l’année ou par rapport au rayonnement solaire moyen)
Pour la sensibilité aux usages, on pourrait évoquer :
– Sensibilité des consommations aux amplitudes horaires d’occupation (en % d’heures en plus par rapport aux plages conventionnelles, par exemple)
– Sensibilité des consommations du bâtiment au taux d’apports internes (ceux-ci reflétant les usages internes de l’électricité)
Etc.

Je laisse le soin au CSTB de mettre au point un indicateur global de robustesse du bâtiment agrégeant ces indicateurs (parce que, quand-même, oui le fonctionnement énergétique d’un bâtiment, c’est quelque chose de complexe, mais faut simplifier pour que tout le monde comprenne, quand-même !) ; ainsi qu’à son service marketing (euh, pardon, communication) de lui trouver un nom vachement Fengshui, qui rejoindra les K, Ubat et autres Bbio, Cep-max ou Tic-réf au Panthéon des indicateurs 😉

    pascal - 1 décembre 2018 Reply

    Bonjour,
    merci Nicolas de ce commentaire très précis et nourri de l’expérience. Nous verrons ce qu’il ressort de cette “consultation”.
    pour l’instant, j’avoue rester sur mon constat : il y a peu de rapports entre “un bon bâtiment” et “un bâtiment réglementaire”. Notre tâche étant de faire des bons bâtiments, ils nous faut nous baser sur des outils et méthodes particulier, savoir les expliciter et nous aussi, faire notre “service marketing”.
    pour le nom, c’est amusant que tu en parles. Etre dans un monde qui parle en Bbio, Cep et compagnie, c’est différent d’un monde qui parlait de “wizz” ou de “fun factor”. Disons que c’est un parti-pris. Est-ce le plus constructif (sans jeu de mot) ? A voir…

    Pascal

Philippe - 23 novembre 2018 Reply

Bonjour,
Je rebondis sur la remarque de Tom.
Je vous avoue que je ne suis pas un spécialiste comme vous de ce sujet.
Je suis surpris du vocabulaire : “résilience à l’usage” veut dire pour moi que l’usage nominal (le scénario conventionnel) est la “normalité”, et que si on s’en écarte, il faut se remettre du traumatisme (!) et et retrouver la situation nominale (c’est la définition de la résilience).

Pascal, j’aime bien ta métaphore sur les composants/systèmes électroniques. Fonction de transfert, réponse impulsionnelle, réponse en fréquence permettent de caractériser un système. Le bâtiment qui tolère bien des écarts par rapport au scénario conventionnel serait dans ce cas large bande (avec une grande “bande passante” d’usages). Et sans vouloir revenir à tout prix sur la “fréquence centrale” (le scénario conventionnel).

Bonne journée,
Philippe

BIBI - 23 novembre 2018 Reply

Le bruit court que les arbitrages politiques sur la RE 2020 ont déjà été effectués, d’où le calendrier serré et insuffisant pour permettre une réflexion globale.

Pour avoir participé aux travaux de la RT2012, il y a des voix qui portent plus que d’autres. Quel Chiffre d’Affaire pèses-tu ? Pense-tu que ta voix sera autant entendu que celle de Saint Gobain ?

Donc, non, ce n’est pas “plus on sera plus on sera entendu”.

    pascal - 23 novembre 2018 Reply

    Bonjour Bibi,
    A mon sens, certains “arbitrages politiques” sont effectivement déjà faits, mais surtout parce que certains questions ne sont juste pas posées. C’est ce que je veux dire avec les éléments de “bas niveau”.
    ceci étant, les bruits qui courent ne font pas partie de ma source d’information. Je ne pèse pas grand chose en chiffre d’affaire, mais je suis le processus suggéré, qui en gros suit deux étapes :
    – contribuer aux groupes d’experts
    – relayer auprès des institutionnels et experts qui seront dans la phase 2 du processus. Et il se trouve que je suis en contact direct avec plusieurs d’entre eux, systématiquement mis en copie de mes contributions… et dont plusieurs sont aussi des abonnés fidèles du blog.
    Quant à Saint Gobain… ma foi, si je n’ai pas la prétention d’être plus fort, je fais en tous cas ce que je peux, à l’endroit où je suis… et autant que possible aux endroits où ils ne sont pas.
    Belle journée, et merci de ton retour.

    Pascal

Tom - 23 novembre 2018 Reply

Salut,
Est-ce que tu as déjà testé le module Amapola de Pléiades ? Il permet justement de simuler des variations d’usages, les plus “réalistes” possibles, et de voir l’impact de l’usage sur les consommations.
Je trouve ce principe de résilience à l’usage très intéressant, mais les solutions ou les bonnes conceptions qui permettraient d’avoir des consommations d’énergie les moins “fluctuantes” possibles (ou en tout cas qui limitent les dérives) par rapport à l’usage ne paraissent pas évidentes, ça vaudrait le coup de creuser le sujet.

    pascal - 23 novembre 2018 Reply

    Bonjour Tom,
    Je vais être honnête : même si je suis un utilisateur de longue date de Pleiades, et que je suis proche des gens de Kokliko (les développeurs d’Amapola), je n’ai jamais utilisé l’outil. Pour une raison simple (et j’ai certainement tord) : je n’ai jamais éprouvé le besoin d’un autre outil pour élaborer ma réflexion sur les variables d’usage.
    encore une fois, j’ai sûrement tord… Je m’en vais de ce pas imaginer quelque chose avec Kokliko.
    Merci du rappel !

    Pascal

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