HQE C’EST QUOI ???
Les 5 familles d’énergie renouvelable
1. L’énergie solaire
2. L’énergie éolienne
3. L’énergie hydraulique – Hydroélectricité
4. La biomasse
5. La Géothermie
6. Architecture bioclimatique
1. L’énergie solaire
1. L’énergie solaire photovoltaïque
L’énergie solaire photovoltaïque provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité au sein de matériaux semi-conducteurs comme le silicium ou recouverts d’une mince couche métallique. Ces matériaux photosensibles ont la propriété de libérer leurs électrons sous l’influence d’une énergie extérieure. C’est l’effet photovoltaïque. L’énergie est apportée par les photons, (composants de la lumière) qui heurtent les électrons et les libèrent, induisant un courant électrique. Ce courant continu de micropuissance calculé en watt crête (Wc) peut être transformé en courant alternatif grâce à un onduleur.
Crédit photo : Schüco
L’électricité produite est disponible sous forme d’électricité directe ou stockée en batteries (énergie électrique décentralisée) ou en électricité injectée dans le réseau.
Un générateur solaire photovoltaïque est composé de modules photovoltaïques eux même composés de cellules photovoltaïques connectées entre elles.
Les performances d’une installation photovoltaïque dépendent de l’orientation des panneaux solaires et des zones d’ensoleillement dans lesquelles vous vous trouvez.
En France il existe un prix du kilowattheure solaire et vous pouvez consommer et vendre du courant photovoltaïque.
L’avenir du photovoltaïque dans les pays industrialisés passe par son intégration sur les toits et les façades des maisons solaires.
Pour en savoir plus ou télécharger la fiche pédagogique de « l’énergie solaire photovoltaïque »
2. Le Solaire thermique basse température
Les rayons du soleil, piégés par des capteurs thermiques vitrés, transmettent leur énergie à des absorbeurs métalliques – lesquels réchauffent un réseau de tuyaux de cuivre où circule un fluide caloporteur. Cet échangeur chauffe à son tour l’eau stockée dans un cumulus. Un chauffe-eau solaire produit de l’eau chaude sanitaire ou du chauffage généralement diffusé par un »plancher solaire direct ».
Tous les dispositifs qui agissent comme capteurs solaires thermiques sont de plus en plus intégrés dans les projets d’architecture bioclimatique (maisons solaires, serres, murs capteurs, murs Trombe…).
Les capteurs solaires thermiques et les chauffe-eau solaires connaissent une croissance spectaculaire en France. Crédit d’impôt et aides des collectivités locales sont particulièrement incitatives.
Pour en savoir plus ou télécharger la fiche pédagogique du « solaire thermique basse température ».
3. Le solaire thermique haute température
Crédit photo : Abengoa
La concentration du rayonnement solaire sur une surface de captage permet d’obtenir de très hautes températures généralement comprises entre 400 C et 1 000 C.
La chaleur solaire produit de la vapeur qui alimente une turbine qui alimente elle-même un générateur qui produit de l’électricité, c’est l’héliothermodynamie.
Trois technologies distinctes sont utilisées dans les centrales solaires à concentration :
• Dans les concentrateurs paraboliques, les rayons du soleil convergent vers un seul point, le foyer d’une parabole.
• Dans les centrales à tour, des centaines voire des milliers de miroirs (héliostats) suivent la course du soleil et concentrent son rayonnement sur un récepteur central placé au sommet d’une tour.
• Troisième technologie : des capteurs cylindro-paraboliques concentrent les rayons du soleil vers un tube caloporteur situé au foyer du capteur solaire.
Après plusieurs années de sommeil la filière solaire haute température repart de plus belle notamment dans les pays de la « sun belt ».
Découvrez les installations solaires thermodynamiques : fours solaires à concentration, cheminées solaires et les grandes centrales thermodynamiques en service et en projet.
2. L’énergie éolienne
Comme les moulins à vent du passé, les éoliennes génèrent des forces mécaniques ou électriques.
Les pales du rotor des grandes éoliennes ou aérogénérateurs captent l’énergie cinétique du vent et entraînent un générateur électrique pour produire des kilowattheures propres et renouvelables. Une éolienne de nouvelle génération développe en général une puissance d’environ 2 MW (2 millions de watts). Chaque machine de 2MW est capable d’alimenter environ
2 000 foyers (hors chauffage).
Aujourd’hui, la France compte plus de 2 500 MW installés et les aérogénérateurs font désormais partie du paysage.
Crédit photo : Eolfi
3. L’énergie hydraulique – Hydroélectricité
1. La grande hydraulique
2. La petite hydraulique
3. Les énergies marines
4. La biomasse
1. Bois énergie
Crédit photo : E-Thévenon
Le bois est une énergie renouvelable. C’est la principale ressource ligneuse, mais il faut également prendre en compte d’autres matières organiques telles que la paille, les résidus solides des récoltes, les grappes de maïs, la bagasse de la canne à sucre, les grignons d’olives …
En France, comme dans la plupart des pays européens, le prélèvement forestier reste inférieur à l’accroissement naturel de la forêt le bilan carbone est donc positif.
Il existe aujourd’hui des appareils à combustible bois innovants et efficaces à disposition des particuliers comme des collectivités ou des industries. Les chaudières à biomasse brûlent différents biocombustibles : granulés de bois, bûches, plaquettes forestières, sciures ou coupeaux.
2. Le biogaz
Ce sont les matières organiques qui libèrent le biogaz lors de leur décomposition selon un processus de fermentation (méthanisation). On l’appelle aussi « gaz naturel renouvelable » ou encore “gaz de marais”, par opposition au gaz d’origine fossile.
Mélange de méthane et de gaz carbonique additionné de quelques autres composants, le biogaz est un gaz combustible. Il sert à la production de chaleur, d’électricité ou de biocarburant.
Crédit photo : Valorga
Le biogaz peut être directement capté dans les centres d’enfouissement des déchets ou produit dans des unités de méthanisation.
Sous-produits de l’industrie agro-alimentaire, boues des stations d’épurations, lisiers, animaux ou déchets agricoles peuvent être méthanisés dans des unités industrielles.
3. Les biocarburants
Les biocarburants, parfois appelés agrocarburants, sont issus de la biomasse. Il existe principalement deux filières industrielles : l’éthanol et le biodiesel. Ils peuvent être utilisés purs comme au Brésil (éthanol) ou en Allemagne (biodiesel), ou comme additifs aux carburants classiques.
L’éthanol est produit en France à 70 % à partir de la betterave, et à 30 % à partir de céréales.
Crédit photo : Fabien-Kay-Prolea
Le biodiesel est issu des graines oléagineuses (colza, tournesol).
5. La Géothermie
La géothermie est l’exploitation de la chaleur stockée dans le sous-sol. L’utilisation des ressources géothermales se décompose en deux grandes familles : la production d’électricité et la production de chaleur. En fonction de la ressource, de la
Crédit photo : France Géothermie
technique utilisée et des besoins, les applications sont multiples. Le critère qui sert de guide pour bien cerner la filière est la température. Ainsi, la géothermie est qualifiée de « haute énergie » (plus de 150°C), « moyenne énergie » (90 à 150°C), « basse énergie » (30 à 90°C) et « très basse énergie » (moins de 30°C).
6. Architecture bioclimatique
La haute qualité environnementale (HQE)
Architecture passive, maison solaire, bâtiment à énergie positive, haute qualité environnementale, haute performance énergétique … sont autant de noms pour parler de l’architecture bioclimatique.
Crédit photo : Ville de Narbonne
Ce mode de conception architectural consiste à trouver le meilleur équilibre entre le bâtiment, le climat environnant et le confort de l’habitant. L’architecture bioclimatique tire le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l’air pour réduire les besoins énergétiques, maintenir des températures agréables, contrôler l’humidité et favoriser l’éclairage naturel.
Architecture bioclimatique, haute qualité environnementale, haute performance énergétique… Que signifient ces différentes appellations ?
Toutes ces appellations relatives aux méthodes de conception et de construction répondent à une même préoccupation : concevoir un bâtiment plus respectueux de l’environnement. Toutefois, ces démarches répondent à des logiques quelque peu différentes.
Qu’est-ce que l’architecture bioclimatique ?
Ce mode de conception architectural consiste à trouver le meilleur équilibre entre le bâtiment, le climat environnant et le confort de l’habitant. L’architecture bioclimatique tire le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l’air pour réduire les besoins énergétiques, maintenir des températures agréables, contrôler l’humidité et favoriser l’éclairage naturel. Faut-il remonter aux premiers habitats humains, ou bien encore évoquer les maisons rurales traditionnelles, pour décrire les débuts de l’architecture bioclimatique ? Même si l’on peut se référer à cet héritage, les maisons solaires des années 1970 ont été plus probablement les véritables pionnières. Depuis, les techniques de construction et les matériaux n’ont cessé d’évoluer pour apporter toujours plus de confort et d’économie d’énergie. Des règles architecturales simples et faciles à mettre en œuvre existent pour adapter chaque projet à son environnement particulier :
> Une forme compacte
Le bâtiment doit être le plus compact possible. En effet, pour réduire les déperditions, il est nécessaire de minimiser les surfaces en contact avec l’extérieur.
> L’implantation et l’orientation
L’orientation de la maison détermine
la qualité de l’habitat et conditionne sa bonne isolation. Une orientation au sud permet un meilleur contrôle de l’ensoleillement. Pour diminuer les effets du vent, il est préférable de construire plutôt derrière une butte ou un massif d’arbres. De même, le regroupement au nord du cellier, du garage ou d’une chambre peu utilisée fait de ces pièces des zones tampons isolantes pour les espaces de vie, le salon, la cuisine ou la salle de jeu. Situées au sud, ces dernières pièces bénéficieront en outre d’un bon ensoleillement.
> Capter la chaleur du soleil
Lumineuses, chaleureuses, les serres et les verrières sont très souvent associées aux habitats bioclimatiques : façades vitrées sur toute la hauteur ou espace entièrement délimité par du vitrage. Orientées au sud, elles reçoivent les rayons du soleil qui en réchauffent l’air. En circulant naturellement par convection, ou par ventilation, ce dernier redistribue ensuite la chaleur dans toute la maison. Les serres participent ainsi à la diminution des dépenses de chauffage. Une solution plus abordable est d’ouvrir de larges fenêtres au sud. Il faut alors utiliser des vitrages à isolation renforcée afin de limiter les pertes thermiques.
> Éviter les surchauffes
Paradoxalement, le plus difficile n’est pas de capter la chaleur du soleil mais de s’en protéger en été : la température de confort ne devant pas dépasser 26 °C. Des solutions existent, qui évitent de fermer l’ensemble des volets et de plonger ainsi la maison dans le noir.
> Les écrans extérieurs
Des stores extérieurs sont nécessaires pour les baies vitrées les plus exposées au soleil. Mais un débord de toiture, s’il est correctement calculé, est bien plus efficace. Il laisse pénétrer directement le soleil en hiver et le masque complètement l’été.
> L’inertie interne
Pour éviter des changements brutaux de température dans la maison, des murs et des sols épais seront capables d’atténuer ces variations en stockant la chaleur excessive des journées d’été pour la restituer la nuit. En hiver, ce véritable piège à soleil permet également d’emmagasiner les précieuses calories pour faire face aux nuits et aux jours plus froids.
> La circulation de l’air
Il faut éviter les pièces fermées où se confine la chaleur ! La circulation de l’air dans la maison sera favorisée par un système mécanique ou par un effet cheminée naturel.
> Végétation, fontaines et bassins
Concevoir une architecture bioclimatique implique de penser également aux espaces extérieurs. Des arbres à larges feuilles procurent ainsi un ombrage doux l’été sans masquer la lumière de l’hiver.
> Des matériaux adéquats
Le bois et la terre sont très souvent considérés comme les matériaux de prédilection des maisons bioclimatiques. Naturels et chaleureux, ils permettent de créer des ambiances de qualité. La terre possède d’indéniables qualités isolantes et d’inertie thermique. Tout comme le béton, dont l’utilisation ne doit pas être dédaignée. Bon marché, il autorise toutes les créativités et permet d’élever des murs épais pour stocker les calories. Enfin, l’acier peut également être associé à ce type de bâtiment pour réaliser des châssis. Mais attention, ces derniers constituent alors de redoutables ponts thermiques. On l’aura compris, aucun matériau n’est à proscrire, mais il faut être vigilant sur leur utilisation et exigeant sur l’isolation, y compris pour la terre. Tout est affaire de conception et de savoir-faire.
Une maison bioclimatique, à quel prix ?
Une maison bioclimatique n’implique en principe aucun surcoût par rapport à une construction classique. Seule prime, la réflexion en amont, qui conditionne le plan de la future habitation et son adaptation au site choisi. Mieux, ce type d’habitat génère d’importantes économies d’énergie. Et même avec un budget relativement faible, il est possible de réaliser une maison aux lignes sobres et élégantes qui échappe à la banalité.
Tous les deux ans, l’Observatoire des énergies renouvelables organise le concours “Habitat solaire, Habitat d’aujourd’hui”, et sélectionne des maisons bioclimatiques dont l’esthétique est particulièrement soignée.
Qu’est-ce la Haute qualité environnementale ?
Établie au début des années 1990 en France, la haute qualité environnementale, ou HQE, vise l’intégration des principes de développement durables dans le bâti. Une maison HQE doit respecter au mieux l’environnement, global et immédiat, à chaque étape de son existence : au moment de sa programmation, de sa conception, de sa réalisation, de son utilisation, puis lors des travaux éventuels de réhabilitation, de rénovation, de transformation pour un usage différent. Enfin, au moment de sa démolition ou de sa déconstruction, il faut veiller à une bonne gestion des déchets et aux recyclages possibles. La démarche HQE est une marque privée, chapeautée par l’association HQE.
Quelles sont les cibles de la démarche HQE ?
Les objectifs vers lesquels doit tendre une construction à haute qualité environnementale se répartissent en 2 groupes, 4 familles et 14 cibles. La démarche HQE consiste à choisir au moins 6 cibles parmi les 14 proposées.
Maîtrise des impacts sur l’environnement extérieur
Éco-construction
• Relation harmonieuse des bâtiments avec leur environnement immédiat
• Choix intégré des procédés et produits de construction
• Chantier à faibles nuisances
Éco-gestion
• Gestion de l’énergie
• Gestion de l’eau
• Gestion des déchets d’activité
• Entretien et maintenance
Création d’un environnement intérieur satisfaisant
Confort
• Hygrothermique
• Acoustique
• Visuel
• Olfactif
Santé
• Conditions sanitaires
• Qualité de l’air
• Qualité de l’eau
Peut-on certifier un bâtiment HQE ?
Une fois le bâtiment réalisé selon la démarche HQE, deux possibilités s’offrent au maître d’ouvrage : l’autoproclamation ou la certification. La certification “NF Bâtiments Tertiaires – Démarche HQE” a été lancée en 2005, la ”NF Maison Individuelle – Démarche HQE” en 2006. La certification “NF Logement – Démarche HQE” est attendue pour fin 2007.
À quoi correspondent les labels “Haute performance énergétique” ?
Désormais, tous les permis de construire déposés depuis le 1er septembre 2006 doivent respecter la réglementation thermique 2005 (RT2005), qui permet une économie d’au moins 15 % par rapport à la RT200 sur les consommations d’énergie liées au chauffage, à la ventilation et à l’eau chaude sanitaire dans les logements. Mais il est possible de faire encore mieux. Cinq labels attestent la haute performance énergétique atteinte :
» Label Haute performance énergétique, HPE 2005 : consommation inférieure de 10 % par rapport à celle exigée dans la RT2005
» Label Très haute performance énergétique, THPE 2005 : consommation inférieure de 20 %
» Label Haute performance énergétique Énergies renouvelables, HPE ENR 2005 : consommation inférieure de 10 %, plus une part majoritaire du chauffage provenant d’une énergie renouvelable.
» Label Très haute performance énergétique Énergies renouvelables, THPE ENR 2005 : consommation inférieure de 30 %, plus une part majoritaire du chauffage provenant d’une énergie renouvelable.
» Label Bâtiment basse consommation : le bâtiment ne doit pas consommer plus de 50 kWh/m2.an environ pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, la production d’eau chaude et l’éclairage. Ce label qui valorise les maisons passives, s’inspire des modèles suisse Minergie et allemand Passiv Haus
C’est vrai que cela permet d’abaisser le Taux de répercussion de nos habitudes immobilières sur mère nature.