Fioul domestique, la rénovation des maisons individuelles

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01
2
FIOUL DOMESTIQUE
La rénovation thermique
des maisons individuelles
itio
Éd
r ie
év
f
n
Source Weishaupt
Fiche conseil
SOMMAIRE
P 2 : Contexte, enjeux et objectifs
P3:
Le parc des maisons chauffées au fioul domestique
P 4 et 5 : Les premières étapes d’une rénovation réussie
P 6 et 7 :Rénovation BBC
P 8 :
Textes réglementaires, guides et contacts
Ce document expose les différentes solutions techniques pour la rénovation des maisons
individuelles chauffées au fioul domestique en fonction du niveau de performance
énergétique et économique recherché.
Le type de maison de référence à rénover retenu dans ce document a été construit avant la
seconde réglementation thermique de 1982.
Cette fiche présente les bouquets de travaux les plus pertinents d’une rénovation réussie
pour atteindre le facteur 2 (réduction de 50 % de la consommation d’énergie). C’est la
première étape vers le facteur 4 (à l’horizon 2050). Elle décrit le cadre général
A S des
S O Cactions
I AT I O N
nécessaires pour atteindre les niveaux des labels HPE Rénovation et BBC Rénovation.
C H AU F FA G E
L’énergie est notre avenir, économisons-la !
CONTEXTE, ENJEUX ET OBJECTIFS
Dans la dynamique du Grenelle de l’environnement Afin de respecter nos premiers engagements à l’horizon 2020, le Grenelle de l’environnement a fixé comme objectif la réduction de 38
% de la consommation d’énergie sur le parc résidentiel existant.
Le parc des maisons individuelles chauffées au fioul domestique représente 22 % du parc total existant. Il est principalement situé en
zone rurale.
La consommation énergétique moyenne du parc est estimée à 255 kWh/m².an soit, une consommation moyenne de 2 550 litres de
fioul par an pour une maison de 100 m² (Source ANAH).
Le respect des objectifs du Grenelle de l’environnement nécessitera deux niveaux de
traitement du parc existant :
l
l
tteindre le facteur 2 en réduisant de 50 % la consommation d’énergie. C’est la
A
première étape vers la rénovation de l’ensemble du parc et la plus pertinente en terme
économique.
A
tteindre le facteur 4 de réduction des consommations énergétiques avec un
niveau de performance proche du label BBC Rénovation Effinergie, c’est à dire l’amélioration thermique du bâti associé à la rénovation de l’équipement de production de
chaleur couplé à une énergie renouvelable.
La réglementation thermique sur l’existant
arrêté du 03 mai 2007 :
Les maisons individuelles présentent généralement des surfaces inférieures à 1 000 m2. Elles ne sont pas soumises à la réglementation
dite « globale ». En revanche, elles répondent à la réglementation thermique dite « élément par élément » qui impose des exigences
minimales de performance pour les systèmes comme les chaudières et élément constructif comme l’isolation thermique.
Les labels de performances
énergétiques
62
H1a
a : 1,3 80
76
Les labels thermiques « Haute Performance Energétique - HPE »
et « Bâtiment Basse Consommation - BBC » sont délivrés
par des organismes agrées dans le cadre d’une certification
environnementale.
H2a
a : 1,1
L’objectif de consommation maximale en énergie primaire
pour le label HPE Rénovation est fixé à 150 kWh/m² shon . an.
Cette consommation comprend le chauffage, le refroidissement, la ventilation, les auxiliaires, la production d’eau chaude
et l’éclairage. Quant au label BBC Rénovation, cet objectif est
ramené à 80 kWh/m²shon.an. De plus, pour l’attribution de
ce label, des tests d’étanchéité à l’air sont exigés sans obligation de valeur minimale. Ces valeurs cibles sont pondérées
selon les régions et l’altitude.
14
35
94
91
28
53
56
49
H2b
a:1
45
68
89
21
H1c
a : 1,2
42
46
H2c
a : 0,9 82
48
47
12
65
09
07
H330
a : 0,8
81
34
31
H2d
a : 0,9
43
15
32
69
73
19
24
33
74
01
87
63
39
71
03
64
25
58
36
23
16
90
70
37
17
26
84
38
05
04
06
13
83
11
66
2B
2A
2
67
88
41
86
79
57
55
52
18
85
H1b
54
a : 1,3
51
77
10
72
44
08
95
78 92 93
27
61
22
40
Coefficient «a» selon
la zone climatique
02
60
50
29
59
LE PARC FIOUL CHAUFFÉ
AU FIOUL DOMESTIQUE
Le parc fioul source CEREN et Energie et Avenir :
Le parc de maisons individuelles, au fioul domestique est constitué de 3,4 millions de maisons individuelles dont 77 %, construites
avant la première réglementation thermique. Entre 1 et 1,5 millions de logements sont équipés de chaudières âgées de plus de 20 ans.
Construction entre 1967/1974
Construction avant 1967
61%
Construction après1974
14%
25%
Comment rénover une maison individuelle chauffée
au fioul domestique ?
Pour définir avec un client un projet de rénovation adapté à son besoin, un pré-diagnostic peut être réalisé sur l’outil disponible sur le
site pro.lefioul.com dans la rubrique « diagnostic fioul ». Celui-ci permet de définir les actions prioritaires et d’évaluer les gains énergétiques potentiels. Cependant, il ne se substitue pas à une étude thermique réalisée par un bureau d’études spécialisé.
La rénovation étape par étape :
Pour les projets de rénovation, les contraintes financières poussent souvent les propriétaires à opter pour une rénovation étape
par étape, même si cette solution reste globalement moins efficace et moins rentable. Cette approche nécessite cependant de
conserver une vision globale du projet afin d’anticiper les futures améliorations et ne pas tuer les gisements d’économie d’énergie.
Exemple de
rénovation
étape par étape
pour atteindre le
niveau BBC :
évolution des
consommations
du projet
État initial
Consommation énergétique
l
de la maison
Étape 1
Chaudière à condensation + isolation des combles
Facteur 2 :
-50 %
Énergie renouvable (solaire)
Étape 2
HPE
Étape 3
BBC
Renforcement, isolation du bâti
État final
Renplacement des huisseries
Étape du projet de rénovation
3
LES PREMIÈRES ÉTAPES
D’UNE RÉNOVATION RÉUSSIE
Rénovation par bouquet de travaux
Pour un projet de rénovation, il est préférable pour optimiser l’investissement de traiter chaque poste de manière la plus performante
possible, plutôt que de traiter tous les postes partiellement.
Dans cette optique, voici des solutions de travaux types pour les différents postes à traiter lors d’une rénovation :
Toiture
Panneaux de laine minérale (épaisseur = 20 cm)
Mur extérieur
Isolation Thermique par l’Intérieur (ITI) panneaux de laine minérale (épaisseur = 10 cm) et un BA13
Menuiserie
Double-vitrages 4/16/4 peu émissifs (Uw = 1,6 W/m²K)
Générateur
Chaudière à condensation avec régulation en fonction de la température extérieure,
pose de robinets thermostatiques et circulateur à vitesse variable
ENR
Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI) (4 m² de capteurs et 300 litres de stokage)
Système Solaire Combiné (SSC) (entre 17 et 22 m² de capteurs et 750 à 1 000 litres de stockage)
Consommation énergétique
Les consommations énergétiques et les investissements de différentes combinaisons d’amélioration sont présentés ci-dessous pour
une maison type (non isolée).
Bouquet
2 travaux
Bouquet
3 travaux
Bouquet
3 travaux
Bouquet
3 travaux
Bouquet
3 travaux
35
30
25
20
15
HPE
10
BBC
5
0
État initial
Toiture
+ chaudière
performante
Toiture
+ vitrage
+ chaudière
performante
Toiture
+ ITI
+ chaudière
performante
Toiture
+chaudière
performante
+ CESI
Toiture
+ chaudière
performante
+ SSC
k€
Consommation énergétique de l’état initial et aprés travaux
Investissement moyen constaté par bouquet de travaux en k€
La solution chaudière plus combles est la plus pertinente et permet d’atteindre le facteur 2 Le bouquet de 2 travaux d’isolation des combles et le remplacement du générateur par une chaudière à condensation permet
d’atteindre un gain énergétique d’environ 50 % pour moins de 10 k€ d’investissement.
l
l
4
Les chaudières anciennes au fioul domestique présentent des rendements de seulement 77 % contre plus de 100 % pour les
chaudières à condensation actuelles. Ces données reflètent ainsi les gains énergétiques importants que peut générer un
remplacement du générateur.
La toiture représente environ 30 % des déperditions sur une maison individuelle non isolée. L’isolation des combles présente ainsi
des gains énergétiques potentiels importants.
Pour atteindre le niveau « HPE Rénovation »,
une action complémentaire est nécessaire
l
l
`
l
L’isolation des murs par l’intérieur permet d’atteindre le niveau HPE Rénovation. Une attention particulière doit être
portée sur le choix des matériaux (isolant + revêtement) afin de ne pas perturber la migration de vapeur à travers les parois
existantes.
Le couplage avec des solutions utilisant les énergies renouvelables est une autre alternative. Deux solutions solaires sont
envisageables : le couplage avec un Système Solaire Combiné (SSC) assurant la couverture de 30 à 60 % des besoins de
chauffage et d’ECS et le Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI) qui permet de couvrir jusqu’à 70 % des besoins d’ECS.
Voici quelques éléments de comparaison entre ces deux systèmes afin d’aider à la définition du projet de rénovation :
Dimensionnement
4 m² de panneaux et 300 litres de stockage
pour une famille de 4 personnes
1 m² de panneaux / 1 000 kW/h
des besoins chauffage et
d’ECS 750 à 1 000 litres de stockage
Couverture
de 40 à 70 % des besoins d’ECS
de 30 à 60 % des besoins de chauffage
et d’ECS
Un exemple en Alsace
Ce pavillon de 150 m2, situé dans le Bas-Rhin, construit en 1978, moyennement isolé a bénéficié de travaux de rénovation.
Des équipements de chauffage associés à un système d’énergie renouvelable ont permis de réduire de près de 64 % la
consommation d’énergie pour les besoins de chauffage et ECS.
l
l
l
Remplacement de l’ancienne chaudière par une chaudière à
condensation.
Rénovation du système d’émission : mise en place d’un
plancher chauffant.
Installation d’un système solaire combiné constitué :
- D’une surface de 14 m2 de panneaux solaires.
- De deux ballons de stockage de 500 litres chacun.
Consommation conventionnelle d’énergie du pavillon
Logement économe
A
≤ 50 kWh
51 à 90 kWh
Études et mise en oeuvre :
Ecotech-Alsace.
B
91 à 150 kWh
151 à 230 kWh
231 à 330 kWh
C
150
D
État final
Niveau HPE Rénovation
195*
E
331 à 450 kWh
> 450 kWh
État initial
F
G
Logement énergivore
* kW/m2.an et en zone H1a, à une altitude inférieure à 400 m
Conseils pour le remplacement de la chaudière :
l
l
l
Réévaluer le besoin thermique réel du logement pour dimensionner correctement le nouveau générateur.
Vérifier la conformité de l’installation : se référer à la fiche technique « Implantation des chaudières fioul » et à la
fiche spécifique pour l’aspect fumisterie éditées par l’Association Chauffage Fioul et téléchargeables sur le site
pro.lefioul.com - rubrique « La bibliothèque technique ».
Vérifier le bon dimensionnement des émetteurs. cf. Le guide de dimensionnement des émetteurs édité par Energie & Avenir.
5
RÉNOVATION BBC
Comment atteindre le niveau BBC Rénovation
Une rénovation partielle n’est pas suffisante pour atteindre le niveau « BBC Rénovation », une approche globale est nécessaire avec un
bon niveau de performance sur l’ensemble des postes.
En supplément de l’installation d’une chaudière fioul à condensation, du remplacement des menuiseries, voici quelques solutions
types pour atteindre un niveau BBC :
Toiture (+)
Panneaux de laine minérale (épaisseur = 35 cm)
Mur extérieur (+)
Isolation Thermique par l’Extérieur (ITE) en PSE (épaisseur = 25 cm) et revêtement extérieur
Mur intérieur (+)
Isolation Thermique par l’Intérieur (ITI) panneaux de laine minérale (épaisseur = 10 cm) et un BA13
Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) Hygro B
Ventilation
Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) Double Flux (eff. 85 %)
Plancher bas
Isolation sous plancher en PUR (épaisseur = 15 cm)
Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI) (4 m2 de capteurs et 300 litres de stokage)
ENR
Système Solaire Combiné (SSC) (entre 13 m2 de capteurs)
Étanchéité à l’air
Q4Pa - surf. = 0,8 m3 / m2
Consommation énergétique
60
HPE
50
45
BBC
40
35
30
État initial
Consommation énergétique de
l’état initial et aprés travaux
Investissement moyen constaté
par bouquet de travaux en k€
Toiture
+ ITE
+ ITI
+ PL. bas
+ VMC df
+ étanchéité à l’air
Toiture
+ ITI
+ PL. bas
+ VMC hygro B
+ SSC
Toiture
+ ITE
+ ITI
+ PL. bas
+ VMC hygro B
+ étanchéité à l’air
+CESI
k€
Le recours aux énergies renouvelables est nécessaire pour atteindre le niveau BBC Rénovation. L’autre alternative consiste à isoler
toutes les parois à un très bon niveau de performance et d’installer les systèmes les plus performants. Il faut porter une attention
particulière à l’étanchéité à l’air pour ces rénovations à haute performance.
La combinaison la plus pertinente consiste à installer une chaudière à condensation couplée à un système solaire combiné,
une isolation renforcée et une ventilation améliorée. Cette combinaison de travaux présente en effet un gain énergétique de
plus de 80 %.
Ce niveau de rénovation nécessite un investissement élevé. Cependant, en plus de l’amélioration du confort thermique, les économies
engendrées sont majeures et permettent d’atteindre une consommation moyenne de l’ordre de 600 à 800 litres de fioul par an.
6
Deux exemples de rénovation réussies à niveau BBC
Une isolation thermique renforcée avec une chaudière à condensation fioul
Cette maison située en Franche-Comté de 210 m2 en R+1 a bénéficié d’une rénovation lourde en 2011 comprenant :
l
l
l
Le remplacement de l’ancien générateur par une chaudière
à condensation fioul domestique produisant les besoins en
chauffage et en eau chaude sanitaire.
L ’amélioration du système de ventilation par simple flux de
type Hygro B.
l
l
l
L ’isolation thermique de la toiture constituée de 15 à 20 cm
de laine de verre.
Une isolation thermique par l’intérieur par 10 cm de laine de
verre et traitement spécifique des ponts thermiques.
Remplacement des ouvrants par des menuiseries peu
émissives à isolation renforcée d’un Uw équivalent à 1,8 W/m2.
n traitement de l’étanchéité à l’air des parois pour atteindre
U
1,26 m3/h.m2.
Consommation conventionnelle d’énergie
Logement économe
A
≤ 50 kWh
51 à 90 kWh
B
98
C
151 à 230 kWh
État final
Niveau BBC Rénovation
112 *
D
E
231 à 330 kWh
331 à 450 kWh
F
> 450 kWh
État initial
G
Logement énergivore
Étude thermique : WATTOO Conseil
91 à 150 kWh
* kW/m2.an et en zone H1c, à une altitude supérieure à 800 m
Le couplage d’une chaudière fioul avec deux énergies renouvables
En plus des travaux d’agrandissement (+ 60 % de surface habitable), cette maison compacte située à Besançon, d’une surface de
135 m2 après travaux a réduit sa facture énergétique de moitié. L’ équipement de chauffage au fioul installé en 2003, composé d’une
chaudière basse température, a été conservé.
Le système de chauffage a été couplé à deux systèmes de production
de chaleur par énergies renouvelables :
l
l
La maison a bénéficié d’un traitement complet du bâti :
l
U
n CESI comprenant 6,5 m2 de panneaux solaires pour le préchauffage de l’ECS.
U
n poêle à bois label « flamme verte » situé dans le séjour.
La ventilation a été améliorée par l’installation d’une VMC simple flux
hygroréglable de type B.
L ’isolation thermique par l’extérieur des murs et le traitement des
bandeaux des fenêtres par 11 cm de laine et fibre de bois permettent de réduire considérablement les ponts thermiques.
l
L’isolation
thermique des combles par 30 cm de laine de bois.
l
L ’isolation du plancher bas par 15 cm de ouate de cellulose.
l
L e remplacement de certains ouvrants par des menuiseries DV de type
4/16/4 à isolation renforcée.
Consommation conventionnelle d’énergie
≤ 50 kWh
51 à 90 kWh
A
B
91 à 150 kWh
151 à 230 kWh
231 à 330 kWh
78
C
État final
Niveau BBC Rénovation
96*
D
État initial
E
331 à 450 kWh
> 450 kWh
Logement énergivore
F
G
• Maître d’œuvre : Atelier Carré (25) • Bureau d’étude thermique : Criterre (25)
Logement économe
* kW/m2.an et en zone H1c, à une altitude inférieure à 400 m
7
TEXTES RÉGLEMENTAIRES,
GUIDES ET CONTACTS
Arrêté du 3 mai 2007 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des bâtiments
existants.
Arrêté du 29 septembre 2009 relatif au contenu et aux conditions d’attribution du label « haute performance
énergétique rénovation ».
Arrêté du 30 mars 2009 relatif aux conditions d’application de dispositions concernant les avances
remboursables sans intérêt destinées au financement de travaux de rénovation afin d’améliorer la
performance énergétique des logements anciens.
Arrêté du 15 septembre 2006 relatif au diagnostic de performance énergétique pour les bâtiments existants
proposés à la vente en France métropolitaine.
THCE-Ex 2008 : Méthode de calcul réglementaire de la consommation conventionnelle d’énergie d’un bâtiment
existant (rendement des chaudières chap. 15).
Études technico-économiques des systèmes solaires combinés (étude réalisée par le COSTIC pour le compte de
Chauffage Fioul).
A S S O C I AT I O N
C H AU F FA G E
Contacts
L’énergie est notre avenir, économisons-la !
Domaine de Saint-Paul
78471 Saint Rémy lès Chevreuse
Cedex
ALLIANCE SOLUTIONS FIOUL
22, 24 rue du Président Wilson
92532 Levallois-Perret CEDEX
costic.com
solutions-fioul.fr
Idéographic Paris - 377 552 260 RCS Nanterre - Tél. : 01 40 82 96 96 - (13656)
La rénovation énergétique des maisons individuelles : Performance et potentiel des systèmes à eau chaude –
Energie & Avenir.