Efficacité énergétique dans le bâtiment tertiaire. Retour sur la publication d’un livre blanc.
L’efficacité énergétique, un enjeu stratégique du bâtiment
Le bâtiment a toujours été perçu comme un « centre de coût ». L’ambition est qu’il devienne un « centre de profit ».
En effet, il est le premier poste de consommation énergétique en Europe. Selon l’ADEME, il représente en France près du quart des émissions de gaz à effet de serre. Les objectifs en matière d’efficacité énergétique dans le bâtiment doivent donc être ambitieux pour envisager l’avenir des bâtiments « intelligents » et même dits « à énergie positive » (BePos)
« Jusqu’alors considéré comme un centre de coût, le bâtiment peut devenir un centre de profit grâce à l’agrégation de nombreux services générateurs d’efficience et de bien-être au bénéfice de l’usage » Emmanuel François, Président Smart Building Alliance.
L’éclairage a toute sa place parmi les objectifs européens d’efficacité énergétique pour 2020. C’est le constat fait par Philips et Somfy dans l’étude présentée ici. L’éclairage est l’un des usages de l’électricité que l’on retrouve en tout point du bâtiment. Comment, dès lors, intégrer l’éclairage dans une politique d’efficacité énergétique ambitieuse?
C’est dans cette optique que Philips et Somfy ont décidé d’étudier comment répondre aux objectifs d’efficacité énergétique grâce au développement du « pilotage » du bâtiment.
  |
Quels sont les atouts de la gestion de la lumière naturelle et de l’éclairage lors de la rénovation de bureaux?
Philips (éclairage) et Somfy (stores et volets) se sont associés pour répondre à cette question en lançant un projet-pilote dans les bureaux lillois de Rabot Dutilleul. Le projet consistait en effet à mettre en évidence l’intérêt de combiner la gestion des stores et de l’éclairage lors de la rénovation d’un bureau. |
Le projet-pilote
Pour réduire les consommations sans diminuer le confort de ses occupants, trois conditions majeures ont été définies:
- plus d’intelligence dans le bâtiment,
- des applicatifs évolutifs, fiables et performants,
- la prise en compte du coût du bâtiment sur sa durée de vie.
Le choix du lieu
Le bâtiment choisi date de 2011. Il a donc été conçu sous la réglementation thermique RT 2005 qui n’exige pas de « gestion automatisée de protections solaires et des éclairages ». Le groupe Rabot Dutilleul décide en 2011 d’y louer trois étages. Rapidement, les occupants sont confrontés à trois problématiques:
- un inconfort visuel – l’éblouissement du à la lumière directe du soleil y est très important
- un inconfort thermique l’été – sensation de parois chaudes
- un inconfort thermique l’hiver – parois froides
L’éclairage en place était constitué de luminaires à tubes fluorescents T5 sans gradation, ne permettant pas aux utilisateurs de choisir le bon niveau d’éclairement. L’étude a porté sur les trois domaines d’application que sont l’éclairage, l’automatisation et les performances thermiques des stores.
Au cœur du projet-pilote, le système « Light Balancing » permet de gérer ensemble l’éclairage et les stores. Pour démontrer l’efficacité du système, un étage équipé de Light Balancing a été comparé pendant un an à un étage de référence conservant l’équipement d’origine.
L’approche « Light Balancing »
© graphique in Livre blanc « Smart lighting » par Somfy & Philips
Le principe de fonctionnement de la solution proposée
Mode confort
Lorsque le bureau est occupé le système est en « mode confort« . Les niveaux de lumière sont optimaux, il n’y a pas de reflets, un bon contraste des luminances permet de travailler en limitant la fatigue visuelle et le confort thermique est également bon.
 |
 |
 |
| Ensoleillement faible, ciel nuageux
Stores remontés: apports naturels maximisés Eclairage moyen: en complément de l’apport naturel |
Ensoleillement moyen, quelques nuages
Stores baissés à 50%: apports naturels optimisés Eclairage faible: en complément de l’apport naturel |
Ensoleillement fort
Stores baissés: blocage de la chaleur et de la lumière directe Eclairage : éteint |
Mode éco
Lorsque le bureau est inoccupé, le système bascule automatiquement en « mode éco ». L’éclairage s’éteint tandis que chauffage ou climatisation sont réduits.
 |
 |
| Stratégie d’été
Bloquer la chaleur issue des rayons du soleil et éteindre l’éclairage |
Stratégie d’hiver
Exploiter la chaleur du soleil et éteindre l’éclairage |
Des résultats riches d’enseignement
Après un an d’étude, il a été prouvé qu’une bonne gestion, avec à la clef un équilibre entre confort et performance énergétique, permettait de réaliser des économies d’énergie importantes.
1/ Le bilan énergétique
Le système de gestion de l’éclairage et des stores « Light Balancing » a permis une réduction de 29% de consommation énergétique totale. Soit :
- une réduction de 54 % de la consommation d’éclairage,
- et une réduction de 10 % de la consommation pour la climatisation, la ventilation et le chauffage.
L’étude constate d’ailleurs que la performance atteinte par l’étage pilote – 78,04 KWhep/m²/an – le qualifie parmi les standards visés pour des rénovations énergétiques ambitieuses, c’est-à-dire en-dessous de 80 TWhep/m²/y, contre 108,27 pour l’étage témoin (sans gestion de l’éclairage et des stores).
2/ Le bilan de confort visuel et thermique
Grâce à une variation automatique et en continu des niveaux de lumière artificielle, couplée à un passage en « mode éco » lorsque le système détecte une absence, le confort des occupants s’est nettement amélioré.
(c) Philips
En comparaison des occupants de l’étage témoin, les témoignages positifs et le gain en productivité des occupants de l’étage pilote sont la preuve de l’efficacité du système. Il a en effet été constaté qu’une solution centrée sur les besoins de l’utilisateur augmente la productivité (ici de 4,5 %), diminue le taux d’erreurs (-1 %) en l’espèce, et l’absentéisme (encore – 1 % ici).
Ces résultats attestent, une fois de plus, du rôle majeur de la lumière et de l’éclairage sur notre vision, notre corps et notre humeur : c’est l’éclairage centré sur l’utilisateur (Human Centric Lighting, HCL). Il impacte ainsi la qualité de vie au travail ainsi que la concentration et la productivité des élèves dans les salles de classes.
Nous nous sommes concentrés ici sur les gains apportés par la gestion de l’éclairage et laisserons, à la liberté des intéressés, la lecture des résultats liés à la température et à la performance des stores.
3/ Le bilan financier et le retour sur investissement
Les gains énergétiques estimés plus haut se traduisent par des économies sur la facture d’électricité de l’ordre de 29 %. Cela correspond à une économie de 2€/m²/an.
Le bilan financier du projet valorise également l’actif induit par ces travaux d’amélioration. Par la rénovation de l’étage pilote, le bâtiment est plus économique à l’usage, plus confortable et plus attractif par l’atteinte des seuils de performance.
Et si la LED était associée à la gestion ?
Ici, l’étude visait à évaluer l’impact seul de la gestion combinée des stores et de l’éclairage. Les produits installés, comme les luminaires à tubes fluorescents T5 ont donc été conservés.
© Philips Luminaires LED
Or, il est important de rappeler que la technologie LED a intégralement transformé le coût énergétique d’un produit d’éclairage. Au-delà de l’économie offerte par un système de gestion, une économie d’énergie supplémentaire de 50 % aurait été obtenue avec le passage en LED des luminaires de bureaux. La performance globale du bâtiment, elle aussi, s’en trouverait améliorée.
L’estimation proposée par l’étude évalue à 79 % l’économie possible sur le poste éclairage et à 40 % sur la consommation globale de l’étage piloté. Il s’agit là de ratios considérables, si l’on tient compte du fait que l’immeuble date de 2011 ! Cela met l’accent sur l’urgence de la rénovation énergétique des bâtiments : la majorité des bâtiments existants étant plus vétustes, les gains réalisés seraient au moins aussi importants.
« Rénover cet immeuble de 2011 avec de l’éclairage LED s’adaptant à la présence et aux apports de lumière naturelle offrait des économies d’énergie de 79 % »
Par ailleurs, au-delà de l’aspect attractif de la LED en matière d’économie d’énergie, l’étude montre aussi que la technologie joue un rôle fondamental dans l’amélioration du confort et du bien-être de l’usager lorsque le produit est bien choisi. Cela rejoint l’introduction à l’éclairage centré sur l’utilisateur « Human Centric Lighting » que nous avions réalisée à l’occasion de la semaine de la qualité de vie au travail.
Retrouvez le rapport complet en téléchargement ci-dessous :
