Economies de chauffage sans travaux

  • Pratiquer le Design Énergétique
  • 18 Mars 2022
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Introduction

Les discours et injonctions sur la diminution des consommations énergétiques dans l’habitat ne sont pas nouveaux. On rappelle souvent qu’il y a 50 ans apparaissait la "chasse au gaspi".
Voici des années que traine ce vieux chiffre (faux) qui dit que "baisser la consigne de 1°C, c’est 7% d’économie", une manière adoucie de dire "non mais franchement, vous pourriez faire un effort... ".
Et puis bien sûr, il y a l’actualité. J’écris cet article en mars 2022, alors que la Russie a envahi l’Ukraine, et que le mot "sobriété" a enfin envahi les discours, y compris ceux du ministre de l’économie, Bruno Le Maire. On aurait pu espérer des motivations plus joyeuses, mais bon, on prend ce qu’on a...


Pourtant, au-delà de l’injonction elle-même, quelque chose frappe. Si on évoque unanimement le résultat recherché ("économiser l’énergie"), la parole est également relativement unanime pour proposer la méthode : soit baisser (un peu) les consignes et mettre un pull, soit (en mode "on vous l’avait bien dit"), faire des travaux de rénovation énergétique.

Ce "package" mélangeant à la fois l’objectif et la méthode n’est pas nouveau, on le retrouve à maints endroits :

  • Il a l’avantage, si la méthode invoquée est correcte, de permettre d’aller vite. C’est le cas, par exemple, de la stratégie des « solutions techniques de références » d’Olivier Sidler, en ce qui concerne la rénovation du bâti classique des années 80.
  • Il a l’inconvénient majeur, si la méthode invoquée est inadaptée ou insuffisante, de court-circuiter toute réflexion.

 

Or, de la réflexion, on peut en mener...
Car les deux voies suggérées sont toutes deux insatisfaisantes en situation d’urgence, voire de guerre ou de pénurie. Gratter quelques % de la consommation, ce n’est pas à la hauteur des enjeux. Et ce n’est pas en temps difficiles qu’on a envie de se lancer dans des travaux.

 

Et pourtant, il existe des marges d’économie majeures, en particulier sur le chauffage. C’est une hypothèse que nous faisons depuis longtemps : il y a beaucoup, beaucoup plus à gagner que 7 ou 10% par l’adaptation de l’usage. C'est-à-dire... sans faire de travaux. Et c’est ce que nous allons voir à travers un cas classique, sur lequel nous avons joué avec la simulation thermique dynamique.
Une maison comme les autres.
Notre histoire commence donc avec une maison normale. Ce qui ne veut pas dire grand-chose... La maison "normale", c’est un peu comme quand, au collège, on me demandait de tracer un "triangle quelconque", et que je me retrouvais toujours avec un cas particulier, du genre isocèle...?

Nous avons donc pris un plan de maison sur internet, que voici :

Machine à écrire d'inspecteur, avec écrit "investigation" dessus

Nous avons considéré qu’elle était construite de la manière la plus classique qui soit pour un pavillon des années 90, soit en parpaing avec une isolation en laine de verre (R=1.79). histoire de nous amuser un peu, nous allons décider que la pièce “chambre 2” est une chambre d’amis...
Et nous l’avons placée en région parisienne (zone H1a de la réglementation)


Et à l’intérieur, nous avons placé une famille qui fait ce que font beaucoup de gens : maintenir la consigne constante à 20°C, tout le temps, partout, ce qui nous a fait un point de départ, que nous appellerons « base ».
Et c’est là que l’on commence à jouer à un jeu très "Design Énergétique" : l’ajustement des curseurs.
Et des curseurs, il y en a 3.


Note : ce travail en STD s’effectue uniquement sur les besoins (l’énergie utile). On s’épargne ici la réflexion sur la remontée à l’énergie finale ou primaire (les consommations).

Le jeu des 3 curseurs

1. Jouons avec les consignes

Allé, faisons comme nous a dit Bruno Le Maire, voire plus, et baissons la température de 2°C. Si le chiffre de l’ADEME était exact, nous devrions obtenir 14% de réduction des besoins...
Nous, nous obtenons 25% de réduction.. Ce qui est déjà pas mal.


La question qui devrait nous venir immédiatement, c’est la suivante : mais COMMENT, cher Bruno, vais-je pouvoir vivre avec le même "confort" avec 2°C de moins ? Parce que faire des économies, je veux bien, mais avoir froid, excusez-moi, mais non...
La réponse de Bruno, normalement, vous la connaissez déjà... et si ce n’est pas le cas, vous allez bientôt la connaître : en s’habillant un peu plus.
Non pas avec un pull, que vous portez déjà probablement, mais surtout en augmentant légèrement l’isolation des jambes. Ou plus généralement, en améliorant l’isolation moyenne du corps.

C’est finalement la grande loi du travail sur les consignes de température : ce qu’on cherche, ce n’est pas seulement de réduire les consignes. C’est à obtenir le même niveau de confort en même temps qu’on réduit les consignes.
Et c’est bien à cela que cela sert de savoir qu’il y a de nombreux paramètres qui gouvernent notre niveau de confort, la température de l’air n’étant que l’un d’entre eux).

Jupe + doudoune : le combo parfait ! L’équivalent de 40 cm d’isolant en toiture, et rien sur les murs... Alors,
on ajoute encore un pull ? (crédit photo : https://www.marieandmood.com/)

2. Jouons avec le temps

Cela vous a peut-être sauté aux yeux : dans notre scénario de base, la consigne est maintenue en permanence. C’est évidemment absurde, puisque rares sont les modes d’utilisation absolument constants 24/7.
Classiquement, de nos jours, on est à la maison le soir, la nuit et le matin, et puis hop, on part au boulot ou à l’école. Cela n’a pas beaucoup de sens de maintenir la consigne lors des absences.


La réponse habituelle et conventionnelle, c’est de dire qu’on fait un "réduit", c’est à dire une baisse de consigne. Dans le fond, c’est également absurde : a priori, s’il n’y a personne à la maison, il n’y a aucun besoin. Personne pour dire "allez, partez tranquilles, moi, un petit 17°C, ça me suffit". Même pas le chat...
Donc dans l’absolu, il ne devrait y avoir aucune consigne dans une maison vide. Rien. Nada. Juste un hors gel.
(Oui oui, j’en entends déjà dire qu’il faut bien une relance, que "ça coûte moins cher de maintenir une consigne que de relancer après", etc. Nous verrons ça plus tard...).


Donc, nous allons nous organiser pour tout couper quand il n’y a personne. Cela nous permettra d’identifier le gisement d’économie atteignable.
Voilà une illustration des consignes que nous avons simulées :

Et que trouve-t-on ?

Une réduction du besoin de l’ordre de 12 % par rapport à une option "chauffage permanent". Ce n’est pas rien quand même...
Avant d’approfondir, regardons quel est notre troisième curseur.

3. Jouons avec la géographie

Continuer à nous interroger sur le service devant être réellement rendu, c'est-à-dire à faire ce que nous appelons, en Design Énergétique, la "cartographie énergétique".
Je peux faire ce constat général dans tout bâtiment : en tant qu’habitant, je me fiche de ce qui se passe dans une pièce où je ne suis pas.
En réalité, la notion de "bâtiment" n’a pas de sens pour mon ressenti, pour mon besoin de confort. La bonne échelle de réflexion pour l’être humain vivant, c’est la pièce où il se trouve.
Cela a une conséquence immédiate : il n’y a aucun besoin dans une pièce où personne ne se trouve. Pléonasme, quasiment. Mais pléonasme aux conséquences majeures.


Je peux donc travailler plus précisément mes scénarios de consigne, pièce par pièce. Et ce qu’on apprend également, en design énergétique, c’est qu’il y a en gros deux types de locaux :

  • ceux où je reste longtemps : dans une maison, typiquement, ce sont les chambres et le séjour/cuisine


Et en réalité, quand on s'y connait un peu en thermique humaine, on sait que le corps mets de 15 à 20 minutes pour atteindre un état d’équilibre. Dans le fond, aucune consigne particulière n’est nécessaire pour les locaux d’utilisation transitoire, on peut très bien s’en sortir avec des modifications mineures.
Ce qui nous permet, une fois de plus, d’ajuster nos simulations en supprimant les consignes de tous les locaux transitoires. Au final, il ne nous reste plus que les chambres et le séjour :

Et qu’obtient-on lorsque, toutes choses égales par ailleurs, on restreint les consignes aux zones où le besoin existe réellement ? Une nouvelle fois, environ 15% de réduction du besoin.
 

Résumons donc tout ça dans un joli tableau digne d’un rapport d’audit ce que nous avons vu jusqu’à maintenant, en utilisant une base 100 pour le scénario standard :

Comme je sais qu’il y a des amoureux des chiffres, voici le même tableau, avec les résultats obtenus en kWh/m2/an :

4. Petit point d'étape intermédiaire

Où en sommes-nous à ce stade ? Et bien, même si cela ne semble pas très impressionnant, voir de “juste bon sens”, nous avons fait 3 pas de géant. Nous avons en réalité décrit les 3 axes qui permettent, dans le monde réel, d’atteindre d’importants gisements sur les besoins de chauffage sans effectuer aucun travaux. Cela paraît fort simple.
Mais si ça l’était autant, on ne verrait certainement pas, sur le terrain, autant de lieux qui n’activent pas ces trois leviers.

Organiser des non-travaux

On a coutume de dire que ce sont des économies atteignables “à coût nul”. C’est en fait inexact. Si les “non-travaux” ne présentent, par définition, aucun coût de travaux, cela demande en réalité quelque chose de délicat et parfois coûteux en “efforts” : de l’adaptation de l’usage.
Cela comporte certes des aspects comportementaux, mais pas seulement. Et c’est suffisamment important pour nous y attarder un instant.

1. Réduire les consignes, est-ce facile ?

Cela paraît tellement simple... La télé, les ministres, les experts nous disent “réduisez donc la consigne de 1 ou 2°C”.
Ok, admettons.
Maintenant, faites ce test. Asseyez-vous dans l’une des pièces de votre logement, avec un thermomètre en main (ou même seulement dans votre tête). Et mettez-vous un objectif : “D’ici deux heures, je veux que la température affichée sur ce thermomètre ait baissé de 2°C”. Savez-vous exactement comment procéder ?


En réalité, peu de gens le savent... Parce qu’un système de chauffage est quelque chose de complexe. De là où vous êtes, vous voyez des robinets thermostatiques gradués avec des chiffres obscurs, ou des couleurs bleu/rouge.
Savez-vous de combien les tourner (et dans quel sens) pour atteindre -2°C ? Peut-être votre logement ne comporte-t-il pas de robinets thermostatiques, mais des bidules électroniques, ou de simples robinets, ou même... aucun organe de réglage.


Peut-être que dans la pièce où vous êtes, il y a 2 ou 3 radiateurs différents. Vaut-il mieux en couper un seul, ou fermer un peu chacun des trois ?
Vous avez aussi en tête que quelque part, dans le couloir, se trouve un boîtier de régulation, qui affiche “21°C”. Ou peut-être un simple bouton un peu énigmatique...

Trop simple... Ou trop compliqué ?

 

Quel est le rôle exact de ce boitier ? Est-ce que si vous modifiez le “21” en “19”, vous allez effectivement avoir 2°C de moins dans la pièce ? Est-ce qu’il faut régler ce boitier et aussi régler les radiateurs ?


Je ne vous parle même pas de ce qui se passe si vous ouvrez le panneau de contrôle de la chaudière, où le simple bouton permettant de régler la température de départ a de quoi laisser perplexe pendant 10 ans (j’en connais).


Imaginons là-dessus que vous ayez trouvé une stratégie qui vous semble adéquate. Vous manipulez ce que vous voulez manipuler (bravo !), et vous installez tranquillement devant l’ordinateur ou la télé pour attendre le résultat attendu. Et là dessus, les nuages se dissipent, le soleil perce et entre par la baie vitrée. Pas de chance : la température monte de 3°C en 2h, alors que vous vouliez qu’elle baisse...
L’histoire pourrait se poursuivre sans fin. Ce qu’il faut retenir, c’est ceci : le pilotage des ambiances est une compétence difficile. Et entre une injonction, un désir et un résultat, le chemin est semé d'embûches.

2. Réduire les consignes = perdre en confort ?

Le raccourci le plus courant, donnant lieu à des débats sans fin, se formule souvent ainsi : “baisser la consigne, c’est savoir renoncer à un peu de confort”.
C’est une hypothèse à la fois forte et fausse.

Forte parce qu’elle définit un cadre de pensée réducteur et peu enthousiasmant.

Fausse, parce que la température d’air n’étant qu’un des paramètres du confort, rien ne permet de poser un lien de cause à effet a priori.
La bonne manière de poser le problème, au contraire, c’est de savoir par quels moyens on peut à la fois baisser la consigne ET maintenir le confort, voire l’améliorer.

C’est un volet à part entière du travail de design énergétique, mais on peut déjà ouvrir deux portes très classiques :

  • Dans les chambres, on montre assez facilement que rien ne justifie, pour un usage de sommeil, une consigne supérieure à 15°C, pour peu qu’on s’intéresse vraiment à la literie et au linge de lit. Une couette est un système isolant très efficace. En calculant (un peu...) et en se fondant sur l’expérience (beaucoup), on arrive vite à la conclusion que c’est l’une des clés pour des nuits confortables, voire voluptueuses, avec des températures qui peuvent être très basses.
  • Dans les séjours et bureaux, nous l’avons déjà évoqué, il y a de vastes marges de manoeuvres autour de l’habillement, surtout si on ne résume pas “être habillé” à “ajouter de l’isolation sur le torse”, car c’est justement ailleurs (les jambes, les pieds, la tête, etc.) que se trouvent les plus importants défauts d’isolation. Et les craintes courantes de “vivre en doudoune” ne sont en général exprimées que par les personnes qui n’ont pas vraiment essayé : avec des ajustements mineurs et sans conséquence notable sur l’agilité, on atteint facilement des réductions de plusieurs degrés à confort égal. Au final, le premier levier à travailler, c’est la peur, comme l’ont bien montré les amis belges de SlowHeat ou comme j’en parlais dans cette vidéo.

Gisements tous azimuts

Nous avons donc vu que, sous réserve d’être attentifs à la manière de les atteindre, il existe au moins trois dimensions d’action permettant de mobiliser des gisements d’économie de chauffage importants.

  • l’aspect “intensité” = diminuer les consignes
  • l’aspect “temps” = ne fournir le service que quand il est réellement utile
  • l’aspect “géographique” = ne fournir le service que là où il est réellement utile


Mais pour l’instant, nous avons mobilisé ces trois leviers indépendamment les uns des autres. Rusés que nous sommes, nous allons maintenant les cumuler, et évaluer la réduction du besoin correspondante.

1. Un scénario cumulatif classique

Le premier cumul classique qu’on rencontre dans le monde réel n’est bien souvent pas sur les trois leviers, mais sur deux. En effet, lorsqu’on réalise un zonage, on le couple souvent avec un ajustement temporel, en ne chauffant les pièces que lorsqu’elles sont occupées.
Même si le comportement réel est parfois un peu différent (on met une chambre en chauffe avant de s’y installer, par exemple, un cas courant de l’hôtellerie ou des chambres d’hôte), on peut considérer que le cumul “absences” + “zonage” est un classique.


Le tableau ci-dessous compare le résultat obtenu avec les scénarios précédents - nous avons ajouté une colonne à la fin. :

Ce qu'on en conclut ? Et bien que pour notre cas "typique", le simple fait de ne pas chauffer ce qui ne doit pas l'être représente une diminution équivalente à une baisse de consigne de 2°C, soit 25% environ - et sans aucun impact sur le service rendu. 

Vous en connaissez beaucoup, vous des actions qui vous font gagner 25% gratuitement ?

2. Un scénario cumulatif théorique

Bon, c’est bien joli tout ça, mais on n’est pas là pour enfiler des perles.... Je sais que vous l’attendez : que se passe-t-il si on cumule tous les leviers d’action ?
Les variantes sont évidemment infinies, alors voici un scénario parmi d’autres que nous testons :

  • les chambres sont maintenues à une consigne de 15 sur la période de sommeil - sauf la chambre 2, considérée comme une chambre d'amis, et coupées en dehors.
  • le séjour est maintenu à 19°C en occupation (fin de journée + matin)
  • les pièces “transitoires” ne sont pas chauffées.

 

Le tableau ci-dessous compare le résultat obtenu avec les scénarios précédents :

Donc, ce que nous dit ce dernier tableau, c'est que le gisement mobilisable facilement, et sans aucun travaux, parce ce qu'on pourrait appeler de simples actions de bon sens, c'est... 53% d'économie. 

Avons-nous pourtant fait des choses totalement folles ? Que nenni. Encore une fois, juste ce qu'on appelle couramment "du bon sens". Avons-nous pour autant pris une hypothèse de départ totalement délirante ? Je ne pense pas... Souvenez-vous de votre dernière semaine. Je suis prêt à parier que vous vous êtes trouvé dans un lieu qui fonctionne de cette manière...

Ce qu'on peut conclure... Pour l'instant

Nous n’en sommes qu’au début, et je sais que nombre de lecteurs ont déjà sous le coude nombre de commentaires, situations particulières, objections méthodologiques, etc.
Cela nous donnera l’occasion d’autres articles.

 

Certes, on peut toujours chipoter sur les chiffres ou la possibilité de généraliser un cas particulier.
Mais ce que nous montre cette amorce de réflexion, c’est tout de même plusieurs choses importantes :

  • Ce qu'on appelle la “sobriété énergétique”, appliquée au chauffage, a plusieurs dimensions : niveau de service, étendue, horaires. C’est un peu différent de la clé que propose negaWatt (sobriété structurelle, dimensionnelle, d’usage, conviviale)
  • Les gisements mobilisables sans travaux sont majeurs, et peuvent atteindre plus de 50 %, en éradiquant "simplement" les services inutiles
  • Il y a un véritable travail de conception (pas seulement “d’éducation”) pour que ces gisements soient mobilisables par les habitants. C’est l’un des axes fort du travail de Design Énergétique, que l’on résume souvent par : comment faire en sorte que ce qui doit se passer se passe effectivement.

Il nous reste, à ce stade, de nombreuses questions à explorer. En voici quelques-unes :

  • Jusqu’où peut-on raisonnablement aller ?
  • Et cette question de la “relance” ?
  • On gagne certainement sur l’aspect consommation, mais qu’en est-il des puissances installées ?
  • La maison étudiée est plutôt “normale”, et située à Paris. Il se passe quoi sous d’autres climats ? avec d’autres modes constructifs
  • Etc;

Au delà encore, une question importante est posée : les gisements que nous attaquons ici n'existent officiellement pas. Ils consistent à attaquer le "sur-service", celui qui ne devrait pas exister, et qui n'est d'ailleurs jamais pris en compte dans les conceptions, fondées sur des scénarios conventionnels. 

Le vrai sujet, au fond, c'est celui-ci : quand on y regarde, il y a des enjeux majeurs dans le monde réel, et il est bien difficile de les adorder avec une logique et des outils conventionnels pour lesquels, justement, ces enjeux ne sont même pas sensés exister.

Et c'est bien pour cela que le Design Énergétique existe : pour travailler dans la réalité quotidienne, humaine, et imparfaite.

Bien...

Comme il est déjà tard, je vous propose quelque chose : on en reste là pour l’instant, et on se fait un article de complément bientôt. Et nous pourrons y intégrer vos questions.
D’ici là... n’hésitez pas à tripoter abondamment vos thermostats et robinets !