Economies d’énergie - fiche n°1
- Publié le 27 octobre 2012
Description de la maison
C’est une maison ancienne, vieille ferme du XIXème siècle, maison assez typique de l’habitat français en milieu rural pour les constructions antérieures à 1948. Le corps principal a été bâti en plusieurs étapes. Les matériaux de constructions sont très variés: pierres du pays (molasse), galets-chaux, torchis… Aucune fondation n’existe, les sols sont sur terre-plein, un plancher bois sur solives sépare le rez-de-chaussée de l’étage.
A l’origine, tous les principes d’un habitat économe en énergie ont été mis en application :
- Logement légèrement enterré pour bénéficier de la « chaleur » isotherme du sol (fraicheur l’été et chaleur l’hiver)
- Pas de fenêtres au nord, les ouvertures sont sur le hangar abrité et vers le sud.
- L’étable et son stockage de foin, au nord isolent, et les vaches apportent leur chaleur l’hiver.
La ferme s’est ensuite dotée côté nord-est d’une écurie, d’un hangar couvert et d’une porcherie côté est. On pénétrait dans cette ferme par le hangar côté sud.
Les propriétaires actuels ont transformé la zone hangar et porcherie, pour un ensemble résidentiel composé de 3 chambres, salle de bain et toilettes, sur un sous sol contenant chaufferie et garage. Ces transformations furent réalisées sur la base de l’isolation thermique en conformité à ce qui l’on réalisait à la fin des années 80 :
- isolation du plancher 4 cm et laine minérale dans les combles (20 cm) non habitées
- doublage des murs à l’aide briques plâtrées et isolation de 10 cm
- menuiserie bois et double vitrage 4/12/4 des ouvrants Nord et Est
- doublage et isolation des murs Sud et Est de cette partie adaptée.
Ceci sera le point de départ des nouveaux travaux réalisés à partir de 1997
Situation thermique avant travaux
Fin 1997, la déperdition de chauffage basée sur l’approche du diagnostic conventionnel (type 3CL-DPE), prenant en compte les caractéristiques thermiques du bâtiment (zone climatique, isolation, vitrage…), était de 152 kWh/ m².an, soit au total 33 440 kWh/an pour une surface habitable de 220 m².
L’approche DPE est théorique. La réalité des consommations basée sur la consommation de 3 200 litres de fuel par an (moyenne sur 3 ans successifs) et 660 kWh d’auxiliaires électriques de chauffage donne un total de 32 210 kWh brut. En supposant un rendement chaudière de 85 %, ce chiffre tombe à 27 380 kWh, soit beaucoup moins que l’approche DPE. Au vu de l’importance de la consommation, les habitants auraient-ils adopté des comportements plus économes en énergie ?
La charge financière annuelle était de 2 626 € (fuel + électricité).
Les travaux ont porté sur l’isolation, que nous décrirons ci-dessous et en parallèle sur des modifications des sources d’énergie, à savoir :
- remplacement de la chaudière fuel, par une chaudière bois
- remplacement de l’ECS électrique par un mixte chaudière bois (en parallèle au chauffage) et panneaux solaires.
Nous limiterons notre analyse aux seuls travaux d’isolation, prenant en compte lorsque nécessaire les conséquences des changements chaudière et panneaux solaires.
Les travaux d’isolation
a) Isolation de l’enveloppe
L’isolation de l’enveloppe a été totalement revue avec 30 cm d’isolant sous toiture et 10 cm d’isolation intérieure. Pour des raisons architecturales, les pierres apparentes de la maison n’ont pas été masquées par une isolation extérieure.
Les chantiers ont concerné :
- isolation toiture du premier corps de bâtiment (30 cm de laine minérale et ajout d’un film d’étanchéité type frein vapeur), surface sous rampant S = 50 m², coût moyen avec Placoplatre et peinture 37 €/m², soit au total 1 850 €.
- plafond sous rampant du second corps de bâtiment : aux 10 cm de laine minérale existante ajout de 20 cm laine minérale et d’un film d’étanchéité type frein vapeur, surface toiture S = 45 m², coût moyen 37 €/m², soit au total 1 530 €
- les murs nord et une partie des murs de refend du premier corps sont isolés à l’aide d’un isolant écologique (10 cm laine de mouton), surface 32 m², coût 45 €/m², soit au total 1 440 €.
- plafond cuisine (10 cm laine de mouton et 10 cm de laine minérale, surface 12 m², coût 45 €/m², soit au total 540 €
Total isolation enveloppe : 5 360 €
b) Isolation ouvertures
Changement des ouvrants pour des huisseries isolantes et des doubles vitrages à isolation renforcée par lame d’argon et couche interne métallique non émissive. Ceci a donné lieu à 2 chantiers:
- les huisseries et vitrages (ouest et sud) du premier corps de bâtiment sont remplacés par des menuiseries plus performantes placées sur les dormants existants ; UW = 1,4 W/m².°K (Schüco), coût moyen 450 €/m², surface de fenêtres et porte-fenêtre 10.77 m², soit au total 4 846 €
- idem pour les huisseries et vitrages (est et nord) UW = 1,4 W/m².°K (Schüco), coût moyen 562 €/m², surface 2,74 m², soit au total 1 540 €
Total isolation ouvertures 6 386 €
c) Rien n’a été fait sur la ventilation, qui reste naturelle. Une ventilation double flux n’a pu être mise en place car elle nécessite une enveloppe étanche, étanchéité qui ne permettrait pas à l’humidité capillaire remontante due à l’absence de fondation d’être éliminée au travers des murs.
Bilan global dépenses travaux : 11 746 €, soit 53 €/m²
Bilan énergétique après travaux
Sur la même base du bilan diagnostic conventionnel (type 3CL-DPE), les pertes thermiques ont été calculées à 76 kWh/m².an, soit au total pour les 220 m² : 16 720 kWh/an. L’approche théorique DPE donne une baisse de consommation pour le seul chauffage de 16 720 kWh/an (33 440 – 16 720), soit juste 50 % de gain dus aux seuls travaux d’isolation.
Le bilan DPE est théorique. Le bilan réel des apports chauffage a été fait sur une seule année à partir de la consommation bois. Celle ci porte sur 4,8 tonnes de granulés, fournissant une énergie brute de 21 600 kWh (hors perte rendement chaudière) de laquelle on retire la part destinée à l’ECS estimée à 1 500 kWh (en complément aux 1 500 kWh apportés par le solaire thermique). Nous obtenons 20 100 kWh d’énergie brute pour le seul chauffage et en supposant un rendement chaudière de 80 %, 16 080 kWh d’énergie finale chauffage, soit assez proche du bilan DPE vu ci-dessus de 16 720.
Nota : Cette bonne coïncidence bilan théorique DPE et réalité après travaux, confirme que les anciens propriétaires vivant dans une maison mal isolée, restreignaient volontairement leur consommation. Ce constat, qui sous la désignation effet rebond est assez général, montre que les gains en dépenses réelles espérés des travaux d’isolation ne peuvent reposer sur les seuls bilans DPE.
Analyse financière
Pour faire le point financier des seuls travaux d’isolation et ne pas prendre en compte les autres modifications de chaudière, nous faisons l’hypothèse du maintien de la chaudière fuel, avec une consommation réduite, basée sur le seul bilan DPE.
La baisse de 16 720 kWh en chauffage correspond à une baisse de consommation fuel de 19 670 kWh brut à la chaudière (rendement 85 %), ce qui correspond à 1 918 litres de fuel (1,63 tep/an) et une réduction du coût annuel combustible de 1 150 € (base fin 2009 de 60 €/hl de fuel domestique TTC).
Le coût total des travaux ayant été de 11 746 €, le retour sur investissement hors indexation serait en années de : 11 746 / 1 150 = 10 ans. Sur la base d’un taux d’indexation de 4 % le retour sur investissement est assuré en 14 ans.
Pour économiser 19 670 kWh par an, il a fallu investir 11 746 €. Sur une base d’un retour sur investissement de 40 ans et un taux de 4 %, le coût de l’énergie économisée ressort à 0,03 €/kWh, soit 30 €/MWh ou 348 €/tep, pour utiliser une référence courante.
Gains rejets CO2
La combustion d’une tep de pétrole rejette 3.1 tonnes de CO2. Ce sont donc 5 tonnes de CO2 non rejetées par an, qui peuvent être associées aux seuls travaux d’isolation.
Sur une base d’un retour sur investissement de 40 ans et un taux de 4 %, le coût du CO2non rejeté par les actions d’isolation ressort à 117 €/tonne évitée.