Études & pratiques

Énergies naturelles dans le bâtiments : de solides appuis pour développer les bonnes pratiques

Méthodologie de l'étude et constat : un "univers statistique" motivé et représentatif

L’enquête « La gestion des énergies naturelles dans la construction » a été effectuée du 19 juillet au 5 septembre 2018 par questionnaire auto-administré en ligne : 310 réponses ont été reçues ; 277 ont été retenues pour l’exploitation des résultats, compte tenu de la catégorie professionnelle ou du domaine d’activité des répondants.

Mode d’administration de l’étude et liberté de réponse des destinataires internautes aidant, ce résultat montre un haut niveau d’intérêt pour les sujets abordés.

Les questionnaires retenus ont été renseignés par :

• des maîtres d’ouvrage (38 %) et leurs assistants (AMO, 6 %) ;
• des concepteurs : architectes (24 %), bureaux d’études (20 %) et des intégrateurs (2 %).

Le solde de 10 % rassemble des répondants issus du secteur du chauffage, de l’ingénierie, de la communication en bâtiment… Il s’agit donc d’une vision de décideurs et de concepteurs. Les répondants travaillent majoritairement sur des ouvrages de logements (pour 70 % d’entre eux), de bureaux (49 %), scolaires (écoles, universités ; 31 %). Viennent ensuite les équipements sportifs et les bâtiments industriels (20 %), les hôpitaux (13 %), les entrepôts (11 %), les centres commerciaux (10 %) et les infrastructures de transports (8 %) ; 11 % oeuvrent à la construction de piscines, Ehpad, cinémas ou musées… Les répondants citent en moyenne 2,4 types de bâtiments, ce qui souligne la variété de leurs compétences.

Une grande envie de naturel

Après pratiquement un demi-siècle de démarches environnementales appliquées aux bâtiments – réglementations thermiques, création de labels –, les énergies naturelles occupent réellement tous les esprits. À tel point que les répondants à cette  enquête s’estiment bons connaisseurs du sujet :

• 73 % s’attribuent une connaissance moyenne sur ce sujet, avec une note d’au moins 3/5 et 42 %, au moins 4/5. Parmi ceux qui se donnent un niveau de connaissance de 5/5 figurent majoritairement les bureaux d’études (30 %).
• Cette moyenne est d’ailleurs légèrement plus importante dans les entreprises de moins de 10 salariés (75 % s’attribuent au moins 3/5) que dans les moyennes et grandes (72 à 70 % se donnent plus de 3/5) (fig. 1).
• Seuls 23 % jouent les modestes en estimant avoir un niveau d’expertise de 2/5 ou moins.
• La moyenne globale est de 3,2/5.

Très clairement, les fondamentaux relatifs aux énergies naturelles semblent acquis par les donneurs d’ordre et concepteurs, et ces connaissances produisent des effets concrets.

Des énergies naturelles partout…

La prise en compte de la gestion naturelle des énergies figure d’ores et déjà dans un très grand nombre des projets de construction : 91 % des répondants soulignent qu’ils la retiennent (fig. 2). En focalisant sur ces réponses, l’enquête nous apprend qu’en phase « projet », la gestion des énergies naturelles est systématiquement revendiquée par un tiers des répondants ; pour un second tiers, elle est fréquemment demandée, c’est-à- dire sur au moins la moitié des projets ; et pour le dernier tiers,  elle apparaît sur moins de la moitié des projets. En outre, dans 88 % des projets menés, la prise en compte environnementale des constructions au regard du vent, de l’exposition solaire ou de l’ombrage est présente dès la phase de conception ; elle  est déclarée « systématique » dans 46 % des réponses. Du projet au chantier, la transformation semble réussie (fig. 3) : deux tiers des répondants (62 %) disent avoir commandé, conçu ou rénové des bâtiments dits « basse consommation »,  ecoresponsables ou passifs. Un gros tiers (36 %) reconnaît cependant ne pas avoir encore eu l’occasion de se tester à l’exercice. Surtout, le retournement est radical pour les plus motivés, à savoir les entreprises de moins de 10 salariés : alors qu’elles se montrent très volontaires en matière de projets – 93 % prennent en compte les énergies naturelles en amont contre 90-91 % pour les plus de 10 salariés –, sur le terrain, ces TPE figurent en marge. Elles ne sont plus que 53 % à afficher des références contre 70 % pour celles de 10 à 249 salariés et 62 % pour les plus de 250 salariés. De plus, un fossé serait en train de se creuser entre, d’une part, les TPE, et, d’autre part, les PME et grandes entreprises. Car au fil des mois, la demande de  bâtiments dits « à gestion énergétique » augmente (fig. 4) : 68 % des répondants indiquent que les commandes croissent fortement depuis deux ans. Et cette croissance est sensiblement mieux ressentie par les très grandes entreprises (75 % de cette catégorie de répondants) que par les petites (63-64 % des moins de 250 salariés).

Quelles énergies naturelles ?

Le panorama des solutions permettant d’exploiter des énergies naturelles décrit par les personnes ayant répondu au questionnaire de l’étude montre cependant une connaissance encore partielle et non systémique de leur potentiel (fig. 5) :

• 86 % – et notamment tous les architectes – citent la lumière naturelle ;
• la ventilation naturelle vient en 2e position, avec 59 % des réponses (dont 73 % d’architectes) ;
• suivent de très près l’ombrage (53 %) et le rafraîchissement naturel (47 %).

Pour les autres, le décrochage est abrupt : seulement 10 % de réponses pour la déstratification, une solution propre aux grands locaux (industries, logistique essentiellement). Globalement, les répondants citent en moyenne 2,7 moyens d’exploiter les énergies naturelles. Cette mise en avant de la lumière naturelle paraît clairement liée à l’importance donnée à la surface de vitrage par rapport à la surface habitable dans la réglementation thermique 2012 (RT 2012) – 1 m² pour 6 m² – ; c’est aussi un critère important dans le cadre d’une labellisation HQE.

Cette prise en compte de l’éclairage naturel dans les constructions neuves constitue cependant un socle élémentaire. Ainsi, la moitié du panel (52 %) reconnaît que les solutions naturelles,  prises dans leur ensemble, sont une alternative aux lacunes de la RT 2012 en matière de ventilation et d’éclairement. A contrario, il est aussi intéressant de relever que 36 % des répondants à cette question disent ne pas savoir s’il s’agit là d’une  alternative à la RT 2012… Faut-il en conclure qu’une pédagogie globale serait de bon aloi ? De même, la différence de quelque 15 % de réponses entre « lumière naturelle » et les items suivants – ventilation, ombrage, rafraîchissement – tient  probablement au délaissement de ces sujets techniques dans les réglementations récentes. Retenons que la réglementation sur la ventilation mécanique contrôlée (VMC) date de 1983 et qu’elle porte sur le traitement hygiénique des constructions,  aucunement sur la qualité de l’air intérieur.

Autres remarques à la lecture de ces résultats : les énergies naturelles sont-elles abordées dans leur globalité par ces décideurs et acteurs de la construction ? La question semble légitime lorsque l’on apprécie le décalage entre « lumière naturelle »  (86 % de réponses) et « ombrage » (53 %). Il est pourtant essentiel d’associer intimement ces deux notions pour atteindre un confort optimal – éviter la surchauffe et l’éblouissement – et une réduction sensible des consommations d’énergie.

Enfin, cette enquête révèle l’intérêt pour de nouveaux sujets, en particulier le rafraîchissement naturel. Les répondants habitués à travailler sur les locaux scolaires et les immeubles de bureaux sont les plus nombreux à l’évoquer. Les raisons sont  certainement multiples.

Ce sujet est en effet au carrefour de plusieurs préoccupations centrales : citons principalement le confort des occupants, la problématique liée aux fluides frigorigènes utilisables pour les systèmes de climatisation à détente directe, et les consommations d’énergie des unités centrales et émetteurs (cassettes, muraux…). Autant de points saillants qui figurent d’ailleurs en tête des réponses à la question sur l’intérêt des bâtiments à gestion énergétique. Ce qui s’exprime généralement  par la question : Comment mieux vivre dans des espaces clos en recherchant un moyen de rafraîchir, utilisant un fluide à faible impact sur le réchauffement de la planète et en augmentant le coefficient de performance ?

Ce questionnement émerge depuis quelques années chez les concepteurs et entreprises du bâtiment. En témoignent les nombreux chantiers de bureaux sans climatisation lancés depuis une dizaine d’années : parmi les plus emblématiques, citons  la tour Elithis à Dijon, le Green Office à Meudon, la tour Danube à Strasbourg, le futur siège de Nature & Découvertes à Versailles… Certains maîtres d’ouvrage et maîtres d’oeuvre manifestent ainsi leur conviction : les solutions naturelles sont à même  d’assurer la ventilation hygiénique et de rafraîchir – par free-cooling, night-cooling, double ou triple flux, solution adiabatique… – en consommant à peine plus d’énergie qu’une ventilation classique, voire en autoconsommant par association du photovoltaïque.

Qui oriente le mouvement ?

À l’évidence, les énergies naturelles sont essentiellement une affaire de sachants et de militants. Parmi les premiers, on associera les architectes et les bureaux d’études. Ils se revendiquent connaisseurs du sujet, les proposent à leurs donneurs  l’ordre et ont déjà réalisé des chantiers. On peut leur reconnaître une réelle capacité de conviction. Les militants seraient plutôt les très petites entreprises : elles peuvent ainsi se démarquer techniquement et commercialement des structures plus  importantes. Mais, sur le terrain, elles se feraient aisément damer le pion ! Sans doute leur manque-t-il des moyens – d’étude, techniques, commerciaux… – pour s’imposer plus fortement sur leurs marchés.

Un autre indice marquant apparaît dans l’enquête et peut contribuer à expliquer la « perte en ligne » des TPE : la labellisation. À la question « Avez-vous des objectifs de labellisation de vos bâtiments ? », seules 25 à 30 % des TPE répondent  positivement quand la moitié ou les deux tiers des plus grandes s’affirment dans ce domaine (fig. 6).

Pour les maîtres d’ouvrage, le label serait-il, bel et bien, le sésame destiné à l’obtention d’un marché ?

Un faisceau de piste pour développer les énergies naturelles

L’enquête menée à l’été 2018 précise très clairement l’inclinaison du secteur du bâtiment en faveur de l’exploitation des énergies naturelles, gratuites, renouvelables… Cependant, si les réponses aux questions mettent en évidence une conviction et un  enthousiasme des décideurs et entreprises, le tout est mêlé de choix arbitraires, partiels et fortement guidés par la recherche de « distinctions ».

C’est, principalement, la réponse aux référentiels de labellisation environnementale (4 sur 10 recherchent un label HQE, 3 sur 10 un label BBC ; seul 1 sur 10 réclame un label anglo-saxon, Breeam ou Leed).

Fondamentalement, les notions développées depuis plusieurs décennies sont acquises. Ainsi, tous les répondants admettent les intérêts de la gestion énergétique dans les bâtiments, qui sont (fig. 7) :

• la faible consommation énergétique, pour 82 % d’entre eux ;
• la prise en compte des enjeux environnementaux et du réchauffement climatique, pour 71 % ;
• le confort dans les bâtiments, pour 64 %.

Ce résultat mérite de mettre en exergue une controverse. Elle peut s’exprimer ainsi :

• Le niveau élevé des deux premières réponses traduit-elle la permanence d’un « travail en silo » dans la filière bâtiment qui la rend, mentalement, résistante à une démarche systémique ?
• Ou, au contraire, le niveau de 64 % de réponses relatives au confort est-il l’indice d’une montée en puissance d’une vision plus globale ?

On doit s’abstenir de trancher, et accorder le bénéfice du doute. Car, de toute évidence, les habitudes sont prégnantes, et les évolutions rapides. Il faut particulièrement rapprocher le niveau des réponses relatives au « confort » de celui sur les questions de santé et de réduction des pathologies : cet item est cité par 39 % des répondants à l’enquête (4 sur 10). Ce qui, somme toute, est relativement faible et traduit une culture très technique et insuffisamment globale vis-àvis des  constructions.

Par ailleurs, la réduction de l’entretien des équipements est citée par 16 % des personnes ayant répondu à l’enquête, et la production d’énergie par 14 %. On constate donc que les intérêts particuliers liés aux solutions énergétiques naturelles gardent  un pas d’avance sur les concepts globaux… Mais que ces derniers seraient bien en passe de s’imposer. La lecture de ces quelques chiffres invite par conséquent à angler prioritairement les actions sur le développement d’une information  transversale et holistique sur ces sujets. Le principal objectif serait d’accélérer cette mutation.

Rééquilibrer l’information

Comme cela a été souligné plus haut, le recours à la lumière naturelle s’est imposé massivement depuis quelques années. Cette information laisse en marge les autres sujets, tout aussi importants, que sont la gestion de l’éclairement et des apports  solaires gratuits, la ventilation naturelle et leurs corollaires : le rafraîchissement adiabatique, la déstratification des ambiances dans les grands volumes (locaux logistiques, halls, voire certains open spaces)…

Retisser le lien entre toutes ces disciplines demande de créer des socles pédagogiques nouveaux permettant d’appréhender les sujets de manière matricielle : par exemple, l’impact solaire sur un bâtiment au regard de la lumière, de l’énergie (eau  chaude sanitaire, électricité d’origine photovoltaïque, inertie de l’enveloppe, du confort d’été et d’hiver) ; de même, l’impact du vent au regard de la ventilation des locaux et de la qualité de l'air intérieur (le tirage naturel par des cheminées ou par des  solutions hybrides…), de la production d’énergie (le micro-éolien)… ; ou encore, l’intérêt de la régulation pour gérer l’ensemble des équipements…

Ce travail doit aussi avoir pour but d’intégrer ces technologies, d’une part dans les réglementations environnementales relatives au bâtiment, et d’autre part dans le code de calcul des outils de simulation environnementaux. Ce dernier point  permettra aux concepteurs et maîtres d’ouvrage d’en apprécier tous les comportements (éclairage naturel, optimisation des protections solaires en façades, apports thermiques gratuits, énergies renouvelables, ventilation sous l’effet des vents  dominants…). L’enquête souligne à cet égard que les maîtres d’ouvrage et architectes font actuellement fortement appel aux savoirs de prestataires extérieurs.

Penser à la rénovation…

L’enquête souligne clairement que le sujet des énergies naturelles est très majoritairement le domaine des « nouveaux projets ». Dans seulement un cas sur cinq, ces solutions sont proposées dans « tous types de projets » ; et dans un cas sur cinq  aussi, elles sont avancées en rénovation (fig. 8).

Cette segmentation des marchés mérite d’être appréciée pour parvenir à un rééquilibrage. En effet, le neuf ne représente que 1 % de la production de bâtiments, et l’accent est mis depuis de nombreuses années sur la rénovation.

Si les statistiques de mises en chantier soulignent combien la rénovation est à la peine depuis des années, en revanche, les énergies naturelles disposent d’un potentiel de réponse élevé. L’intérêt des techniques disponibles – éclairage naturel, modes de ventilation… – est de répondre spécifiquement au bâti ancien – quelle que soit sa nature : résidentiel, tertiaire, commercial, logistique ou industriel – et ce avec un niveau de coût global appréciable. Par coût global, il faut entendre  l’installation, la maintenance et les consommations d’énergie.

Les produits sont donc disponibles. La prescription et la formation constituent des leviers prioritaires d’actions. Elles doivent en particulier cibler les très petites entreprises, très engagées et demandeuses de solutions complètes pour convaincre leurs clients et les maîtres d’ouvrage.

En guise de conclusion...

Par ailleurs, corriger les défauts de construction par la prise en compte des énergies naturelles est encore mal appréhendé. Ainsi, d’après les réponses, seuls 2 % des chantiers à gestion énergétique répondent au besoin d’améliorer une ventilation, de  réduire une surchauffe, d’éviter un éblouissement (fig. 8)... Majoritairement, les répondants indiquent que le bâtiment à gestion énergétique traite en priorité des sujets « classiques » que sont les consommations d'énergie (82 %) ou le confort (64  %) (fig. 7).

S’appuyer sur le numérique

Certes, les résultats de l’enquête sur l’usage des applications de simulation et sur le BIM « douchent » l’enthousiasme ambiant. Mais les secteurs de la construction et de l’immobilier sont aujourd’hui engagés dans une demande de productivité de la filière bâtiment qui les oriente délibérément dans cette voie de la numérisation des chantiers, en neuf comme en rénovation, pour la reconfiguration d’espaces, la création de plateaux de bureaux…

Dans un premier temps, il s’agit d’aider les professionnels de terrain à discerner les outils réglementaires des outils techniques. Ces derniers sont les seuls à permettre aux concepteurs et entrepreneurs de prescrire convenablement les produits et  systèmes dédiés aux énergies naturelles.

Cette démarche reposera aussi sur une convergence :

• d’une part, proposer des catalogues de produits et systèmes « BIMés », prêts à être intégrés dans les plans et bases de données des projets ;
• collaborer avec les développeurs d’applications pour leur permettre de visualiser l’impact des produits et systèmes sur les constructions : ambiances, consommations d’énergie…
• soutenir la formation des très petites et moyennes entreprises à ces outils technologiques pour leur permettre de trouver leurs marques sur les marchés des énergies naturelles.

S’appuyer aussi sur les labels environnementaux

On le lit distinctement dans le résultat de l’enquête : le développement des énergies naturelles passe par le vecteur des labels environnementaux. En d’autres termes : il ne suffit pas de proposer des énergies naturelles aux maîtres d’ouvrage ; encore faut-il accompagner ces solutions de labels environnementaux pour emporter les marchés !

À ce titre – et faisant le lien avec la rénovation précédemment évoquée – l’industrie des énergies naturelles doit accompagner les très petites entreprises sur la voie des labels pour transformer leur engagement en chantier, ce d’autant qu’elles sont les plus à même de répondre aux petits marchés, très porteurs pour ces technologies.

Cette enquête montre ainsi clairement le profil du secteur de la construction et son potentiel pour ce qui concerne les solutions énergétiques naturelles. Les répondants les désignent avec intérêt.

Sur ce constat très riche, il est désormais indispensable de faire en sorte qu’elles soient perçues prioritaires, maîtrisables, mesurables, pérennes, efficaces et économes à l’investissement et à l’exploitation.

À travers cette enquête, il apparaît que la gestion énergétique naturelle est aujourd’hui trop fortement considérée « thème par thème », c’est-à-dire sans une approche systémique ou holistique.

Or, comme toute structure organique – tel l’exemple du corps humain – le bâtiment ne peut être abordé par « spécialité », c’est-à-dire en tenant compte de manière séparée de la température, de l’activité, de l’aération… Nul n’ignore qu’il existe des  interactions entre les fonctions mises en place : par exemple entre lumière, ombrage,aération des locaux… 

Toutes ces fonctions indispensables à la qualité de vie dans les bâtiments imposent une gestion d’ensemble.

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> Voir l'article de référence sur le Livre Blanc des Énergies Naturelles dans le bâtiment et consulter le rapport de résultats établi par Le Moniteur des Travaux Publics et du Bâtimement