L’intégration des énergies renouvelables dans la conception des bâtiments doit s’entreprendre en phase conception. Les grands dérèglements climatiques que nous subissons actuellement, et l’instabilité des coûts de l’énergie nous oblige à revoir nos copies.
Cette approche devenue incontournable permet non seulement de réduire l’empreinte carbone du secteur de la construction, mais aussi d’optimiser l’efficacité énergétique des édifices tout en diminuant les coûts d’exploitation à long terme.
Les principales sources d’énergies renouvelables utilisées dans le bâtiment : Suivez le guide !
L’énergie solaire
L’énergie solaire est sans doute la source d’énergie renouvelable la plus populaire et la plus facilement intégrable dans la conception des bâtiments. Elle peut être exploitée de deux manières principales :
Les panneaux photovoltaïques
Ils convertissent directement la lumière du soleil en électricité. Ces panneaux peuvent être installés sur les toits, les façades ou même intégrés à la fermeture du bâtiment sous forme de claustras par exemple.
Les panneaux photovoltaïques sont en plein essor. En toiture idéalement, le développement passe aujourd’hui de plus en plus par les kits plug & play pour le grand public. Pour les professionnels en revanche, les solutions sont dorénavant nombreuses et réellement pertinentes.
Pour les particuliers, le kits plug and play permettent de poser les panneaux photovoltaïques soi-même sans connaissance particulière. Mais attention aux règlementations qui évoluent sans cesse et qui obligent aujourd’hui à re-passer le consuel.
Le marché s’étoffe également avec les carports solaire et la tuile photovoltaïque, développée depuis longtemps mais peu utilisée dans les faits.
Personnellement (à la rédaction) nous misons fort sur l’essor des volets et claustras photovoltaïques mais ça, c’est l’avenir qui nous le dira.
Consultez notre dossier sur le photovoltaïque.
Les capteurs solaires thermiques
Ils utilisent la chaleur du soleil pour produire de l’eau chaude sanitaire ou alimenter un système de chauffage.
Particulièrement efficaces dans les régions ensoleillées, ils peuvent couvrir une part importante des besoins en eau chaude d’un bâtiment. Évidemment, il est tout à fait possible de cumuler les panneaux photovoltaïques et les capteurs solaires.
Ce mix devient alors réellement pertinent en matière de production, et d’économies. Encore faut-il disposer d’une surface de toiture conséquente pour apporter une réelle pertinence à ce duo gagnant.
L’énergie éolienne
Bien que généralement associée aux grands parcs éoliens, l’énergie éolienne peut également être intégrée à l’échelle d’un bâtiment : Pour être honnête, nous maîtrisons peu ce sujet tant il demeure à la marge.
Les micro-éoliennes : Adaptées aux environnements urbains, ces petites turbines peuvent être installées sur les toits ou intégrées à l’architecture du bâtiment.
Elles sont particulièrement efficaces dans les zones venteuses.
Les éoliennes à axe vertical :
Moins bruyantes et plus esthétiques que les modèles traditionnels, elles s’intègrent plus facilement dans le paysage urbain.
La géothermie
La géothermie exploite la chaleur naturelle du sous-sol pour chauffer ou refroidir les bâtiments. On parlera plutôt de puits canadiens ou puits provençaux pour les maisons individuelles.
Le puits canadien ou puits provençal :
Solution simple, efficace, peu coûteuse, le puits canadien permet de créer un équilibre en toute saison, en créant un échange thermique entre l’air extérieur et l’air intérieur. Il apporte le delta de calories puisé à 2 ou 3 mètres dans le sol pour l’injecter à l’intérieur du logement : Un must !
La géothermie superficielle :
Elle utilise des pompes à chaleur pour extraire la chaleur du sol à faible profondeur. Cette technique est particulièrement adaptée aux maisons individuelles et aux petits immeubles. Elle peut être amalgamée (à juste titre) avec le puits canadien qui lui demeure inerte (pas de mécanisme particulier).
La géothermie profonde :
Plus coûteuse mais plus puissante, elle permet d’alimenter des réseaux de chaleur urbains et convient aux grands ensembles immobiliers. Nous avons eu la chance de visiter un chantier l’année dernière au coeur du centre ville de Ravensbourg. Nous aimerions clairement trouver ce type de chantier en France pour réaliser un dossier complet : C’est partie remise !
La biomasse
L’utilisation de la biomasse dans les bâtiments se fait principalement sous forme de chaufferies bois.
Les chaudières à granulés :
Compactes et automatisées, elles conviennent parfaitement aux logements individuels ou aux petits immeubles collectifs.
Les chaufferies collectives au bois :
Elles peuvent alimenter des réseaux de chaleur à l’échelle d’un quartier ou d’une ville, offrant une alternative renouvelable aux énergies fossiles.
Les avantages de l’intégration des énergies renouvelables
Réduction de l’empreinte carbone : Tout bénef pour l’environnement ! Et pour le portefeuille accessoirement…
L’utilisation des énergies renouvelables permet de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre liées à la consommation énergétique des bâtiments. Cette réduction est nécessaire dans un contexte de lutte contre le changement climatique, d’autant plus que le secteur du bâtiment représente une part importante des émissions globales. Nous devons nous former, anticiper et proposer les solutions existantes aux futurs propriétaires.
Économies à long terme :
Bien que l’investissement initial puisse être conséquent, l’intégration des énergies renouvelables permet de réaliser des économies significatives sur le long terme. Il ne faut pas uniquement voir cette démarche sous le prisme bénéfice/coût mais sous le prisme de ma responsabilité sociétale. Nul ne peux anticiper les coûts de l’énergie sur les dix prochaines années (Conflit en Iran, conflit en Ukraine, etc.).
Réduction des factures énergétiques
La production d’énergie sur site diminue la dépendance aux fournisseurs d’énergie traditionnels.
- Protection contre la volatilité des prix de l’énergie : Les énergies renouvelables offrent une stabilité des coûts à long terme.
- Valorisation du bien immobilier : Les bâtiments intégrant des solutions d’énergies renouvelables sont souvent plus attractifs sur le marché immobilier.
Autonomie énergétique
L’intégration des énergies renouvelables permet d’accroître l’autonomie énergétique des bâtiments, réduisant ainsi leur vulnérabilité aux pannes de réseau et aux fluctuations des prix de l’énergie. Dans certains cas, il est même possible d’atteindre l’autosuffisance énergétique, notamment pour les bâtiments à énergie positive.
Encore une fois, nous vous renvoyons à vos souvenirs lorsque des coupures de courant sont intervenues en période hivernale. Ce n’est pas un bon souvenir, avouez le !
Conformité aux réglementations
Avec le renforcement des normes environnementales dans le secteur du bâtiment (comme la RE2020 en France), l’intégration des énergies renouvelables devient souvent nécessaire pour se conformer aux réglementations en vigueur.
Lire mon article sur la RE2020.
Il est ici question de responsabilité évidemment, mais aussi de consolider la valeur de votre bien. Voyez cela comme un investissement qui va apporter une vraie plus-value à votre logement en cas de revente.
Coûts initiaux élevés, mais de moins en moins…
Le principal frein à l’adoption massive des énergies renouvelables dans les bâtiments reste le coût initial d’installation. Ce dernier peut être significativement plus élevé que celui des systèmes énergétiques conventionnels.
Cependant, les progrès technologiques et les économies d’échelle tendent à réduire progressivement ces coûts.
Exemple : Développement et baisse des coûts d’un gainable pour les maisons individuelles.
Or il existe en France tout un arsenal d’aides et d’incitations à poser du renouvelable. Faites vous aider par l’ademe par exemple, qui vous aiguillera sur les démarches.
Contraintes techniques et architecturales
L’intégration des systèmes d’énergies renouvelables peut poser des défis techniques et esthétiques :
Résistance structurelle :
Les bâtiments doivent être capables de supporter le poids supplémentaire des installations (panneaux solaires, micro-éoliennes, etc.).
Intégration visuelle :
Les systèmes doivent s’intégrer harmonieusement à l’architecture du bâtiment et respecter les contraintes urbanistiques locales.
Disponibilité de l’espace :
Certaines technologies nécessitent des surfaces importantes, ce qui peut être problématique en milieu urbain dense.
Intermittence des sources renouvelables
La nature variable de certaines sources d’énergies renouvelables (solaire, éolien) est également un frein en termes de gestion de l’énergie :
Stockage de l’énergie :
Des solutions de stockage (batteries, hydrogène, etc.) sont souvent nécessaires pour assurer une disponibilité constante de l’énergie.
Gestion intelligente :
Des systèmes de gestion énergétique avancés sont requis pour optimiser la production, le stockage et la consommation d’énergie.
Formation et maintenance
L’adoption de ces nouvelles technologies nécessite une main-d’œuvre qualifiée pour l’installation et la maintenance des systèmes.
Cela implique des efforts de formation et de mise à jour des compétences dans le secteur du bâtiment.
Les AFPA tendent à se mettre à jour et très naturellement, les CFA également.
Les innovations et perspectives d’avenir
Matériaux de construction producteurs d’énergie :
Des recherches sont en cours pour développer des matériaux de construction capables de produire de l’énergie. Il existe notamment déjà des enduits a fort potentiels pour atténuer les effets d’ensoleillement. On peut aussi citer le cool roofing ou les matériaux biosourcés.
Béton solaire :
Intégrant des cellules photovoltaïques, il pourrait transformer les façades en surfaces productrices d’électricité.
Peintures solaires :
Encore au stade expérimental, elles pourraient permettre de convertir n’importe quelle surface en capteur solaire.
Matériaux biosourcés en complément :
Ici on ne parle pas de production mais plutôt de correction thermique efficace. Nos bâtiments vont devoir intégrer un maximum de biosourcé pour piéger le carbone certes, mais aussi pour créer du « passif ». Un mur en béton de bois structurel, par exemple, va permettre de très largement atténuer l’inconfort d’été tout en étant efficace l’hiver. Alors pensons-y !
Stockage innovant de l’énergie
De nouvelles solutions de stockage émergent pour répondre aux défis de l’intermittence.
Batteries à flux :
Elles offrent une grande capacité de stockage et une durée de vie plus longue que les batteries lithium-ion traditionnelles.
Stockage thermique :
L’utilisation de matériaux à changement de phase permet de stocker l’énergie sous forme de chaleur.
Conclusion
L’intégration des énergies renouvelables dans la conception des bâtiments représente un changement de paradigme dans le secteur de la construction.
Elle offre une réponse concrète aux défis environnementaux tout en apportant des bénéfices économiques à long terme.
Bien que des obstacles techniques et financiers subsistent, les innovations constantes dans ce domaine laissent entrevoir un avenir où les bâtiments ne seront plus de simples consommateurs d’énergie, mais deviendront des acteurs à part entière de la transition énergétique.
La réussite de cette intégration nécessite une approche holistique, impliquant architectes, ingénieurs, urbanistes et décideurs politiques. Elle requiert également une sensibilisation et une éducation du public aux enjeux et aux bénéfices des énergies renouvelables dans le bâtiment.
À mesure que les technologies évoluent et que les coûts diminuent, nous pouvons nous attendre à voir de plus en plus de bâtiments intégrant ces solutions innovantes, transformant ainsi progressivement notre paysage urbain et notre rapport à l’énergie.
L’intégration des énergies renouvelables dans la conception des bâtiments n’est pas seulement une tendance, c’est une nécessité pour construire un avenir durable et résilient.
Merci pour vos lectures et bon chantier.
Serge USTUN.
