23 septembre 2021
rénovation énergétique de petits blocs de maisons d'un étage
Arnaud Bouissou - TERRA
Lors de rénovation thermique de logement, les économies d’énergies ne semblent pas toujours au rendez-vous. Un des leviers pour massifier les rénovations énergétiques est de fiabiliser les économies d’énergie en mesurant la performance réelle obtenue après travaux.
Pour répondre à cet enjeu, le projet SEREINE (Solution d'Evaluation de la PeRformance Energétique INtrinsèquE des bâtiments) se propose de développer un ensemble de tests in situ permettant d’évaluer la performance de l’enveloppe et des systèmes du logement rénové.

Logo du projetLe Cerema participe au projet SEREINE piloté par l’AQC avec le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), l’INES (Centre de recherche et de formation sur l’énergie solaire et le bâtiment, Armines (Association de recherche de l’école des Mines), le COSTIC (Comité scientifique et technique des industries climatiques), l’Université de Savoie Mont Blanc – département mathématiques, et NOBATEK / INEFF 4 (Institut national pour la Transition Energétique et Environnementale du bâtiment).

C’est l’un des neuf projets de PROFEEL (Programme de la Filière pour l’innovation en faveur des Économies d’Énergie dans le bâtiment), lauréat de l’appel à programme de CEE de la DGEC en 2018 et visant à stimuler l'innovation pour la rénovation énergétique des bâtiments selon plusieurs axes incluant des protocoles de mesures de la performance réelle.

SEREINE s’inscrit dans la continuité du programme PACTE, notamment des deux projets EPILOG et MERLiN pilotés respectivement par l’INES et le CSTB. 

 

Mesurer la performance de l'enveloppe et des équipements du bâtiment

Le projet Sereine vise à développer et transférer aux professionnels des dispositifs de mesure innovants de la performance énergétique intrinsèque. Il s’agit de:

  • Développer une gamme de méthodes de mesures in situ innovantes de la performance énergétique partielle de l’enveloppe et des systèmes du bâtiment adapté au secteur de la rénovation. Concernant l’isolation globale de l’enveloppe en particulier, un des défis du projet est de proposer une mesure en moins de 24h avec une incertitude de mesure maîtrisée.
  • Expérimenter sur 20 à 40 maisons/ petits collectifs sur l’ensemble du territoire pour valider et fiabiliser les méthodes en conditions réelles, nourrir le retour d’expérience sur les performances énergétiques des logements rénovés et accélérer le transfert des innovations sur le terrain en s’appuyant sur un réseau de confiance de professionnels formés aux nouvelles méthodes ;

Le projet SEREINE vise à développer des "Solutions d’Evaluation de la peRformance Energétique INtrinsèquE des bâtiments" rénovés. Ainsi sont développés une méthode de mesure de l’isolation globale de l’enveloppe et une méthode d’évaluation de la performance des systèmes, adapté à la rénovation.

En parallèle du développement de ces méthodes, elles sont expérimentées sur le terrain en s’appuyant sur des opérateurs sélectionnés et formés à ces mesures.

 

Le déroulement de l’expérimentation

Le premier volet de l’expérimentation concerne l’isolation globale de l’enveloppe et la ventilation des maisons rénovées. Les maisons individuelles sélectionnées sont des rénovations globales isolée par l’intérieure (procédé le plus représentatif du marché actuel).

Pour ce faire, le Cerema a mis en place trois antennes pour accompagner les opérateurs (qualifiés en mesure d’étanchéité à l’air) dans l’expérimentation en mettant à leur disposition le matériel de mesure et en les assistant sur la prise en main du matériel et de la méthode de mesure : Strasbourg, Angers, Autun. Là où il n’y a pas d’antenne, le Cerema fait des mesures en propre comme sur Lille.

Le CSTB, l’INES, INEF 4, le COSTIC ont également mis en place des antennes Sereine.

carte des antennes du projet SEREINE (8 réparties en France métropolitaine)

 

Mesurer l'isolation globale de l'enveloppe

Lors de cette instrumentation, différents capteurs sont mis en place :

  • Module intérieur (sonde de température, ventilateur et convecteur) à gauche et capteur SENS à droite.
    Figure 1: Module intérieur (sonde de température, ventilateur et convecteur) à gauche et
    capteur SENS à droite.
    Des modules intérieurs permettant de piloter et d’enregistrer la température d’air du logement en différents points, l’humidité relative,
  • Des capteurs extérieurs ; la température extérieure, le rayonnement solaire ou encore la température extérieure dite équivalente via des capteurs SENS positionnés au droit des parois extérieures.

Cette instrumentation implique pour l’instant une immobilisation du logement individuel sur une période de 5 jours. A terme il est visé une durée de mesure de moins de 24h.

Cette opération permet de mesurer la performance thermique globale réelle de l’enveloppe et plus particulièrement le coefficient surfacique moyen de transmission thermique à travers l’enveloppe aussi appelé Ubat.

 

Exemple de résultat issu d’un essai Sereine (échelle de mesure Ubat)
Figure 2 : Exemple de résultat issu d’un essai Sereine

 

La vérification de la performance de la ventilation

Sur certaines opérations la performance de la ventilation est également évaluée par des vérifications et des mesures fonctionnelles :

  • Mesure des pressions et/ou débits aux bouches d’extraction.
  • Vérification du positionnement des bouches, des entrées d’air et du caisson,
à gauche : Vérification du positionnement des bouches d’extraction / centre et droite :: vérification  du caisson de ventilation et de sa désolidarisation acoustique au bâti.
Figure 3 : à gauche : Vérification du positionnement des bouches d’extraction / centre et droite ​​​​: vérification du caisson
de ventilation et de sa désolidarisation acoustique au bâti.

 

  • Identification des singularités présentes sur les réseaux de ventilation,
à gauche :Présence de singularités/écrasement des réseaux, au droit du caisson de ventilation / à droite défauts d’étanchiété
Figure 4 : à gauche :Présence de singularités/écrasement des réseaux, au droit du caisson de ventilation /
à droite défauts d’étanchiété

 

  • Vérification visuelle des raccordements et de l’étanchéité des réseaux,
  • Vérification de la correspondance des bouches et de l’usage dédié, tout en prenant en compte l’avis technique,
Vérification des caractéristiques des bouches d’extraction
Figure 5 : Vérification des caractéristiques des bouches d’extraction.

 

Le second volet de l’expérimentation portera également sur l’évaluation de la performance des autres équipements, notamment de chauffage et d’Eau Chaude sanitaire.

Un outil a été en effet développé par l’INES, le COSTIC et le Cerema au sein du consortium SEREINE pour l’évaluation en rénovation de la performance des systèmes de chauffage, d’eau chaude sanitaire et de la ventilation.