Solutions énergétiques dans les Écoquartiers
K. Beddiar/M. Amjahdi/J. Lemale
Dunod
Avant-propos
1
Partie 1
Ville durable d'aujourd'hui et de demain
Chapitre 1
Principes généraux de l'écoquartier
Ville et enjeux du développement durable
7
Écoquartiers et villes durables
8
Terminologie
8
Législation
9
Comment aménager un écoquartier ?
9
Les premiers écoquartiers français
10
Écoquartier et urbanisme
12
Écoquartier et mobilité
14
Problématiques liées à la mobilité
14
Organiser de nouveaux modes de mobilité
et de transport
15
Chapitre 2
Aspects méthodologiques et gouvernance
Méthodes d'aménagement
17
Méthode issue des programmes
«Eco-housing» et «LEnSE»
17
Définition17
Concertation18
Outil de pilotage19
Rappel sur l'usage de l'outil méthodologique19
Éléments de développement du quartier22
Concept d'architecture passive22
Approche Environnementale de l'Urbanisme
(AEU®)
23
Définition23
Retour d'expérience23
Label et certification
26
Label Écoquartier
26
Certification HQE AménagementTM
26
Planification urbaine et gouvernance
27
Agendas 21 locaux
27
Exemple d'une planification urbaine vertueuse :
futur SCoT de Tours
28
Gouvernance
28
Chapitre 3
Visions prospectives de la ville
Contexte général
31
La ville décarbonée
32
Scénarios pour une ville décarbonée
32
Vision anglaise
33
Vision française
33
La ville intelligente
34
Principes de base
34
Apport des NTIC
35
Réseaux intelligents (smart grids)35
Smart networks
35
Systèmes d'informations multimodaux36
Infrastructure urbaine interactive36
Open data36
Conclusion
36
Partie 2
Solutions énergétiques
Chapitre 4
Aspects réglementaires liés à l'énergie
Études d'impact
41
Étude de faisabilité d'approvisionnement en énergie
41
RT 2012 : Éléments principaux
42
Évolution de la réglementation
42
Principes de la réglementation 2012
43
Chapitre 5
Besoins et efficacité énergétiques
Énergie utile, finale, primaire
45
Besoins de chauffage
46
Déperditions thermiques d'un bâtiment
47
Déperditions des parois opaques
48
Déperditions des parois vitrées
48
Ponts thermiques
48
Pertes par renouvellement d'air
48
Déperdition de base d'un bâtiment
et puissance utile
49
Évaluation de la consommation
(degrés jours unifiés)
50
Courbe monotone
51
Besoins de rafraîchissement
51
Fourniture d'eau chaude sanitaire
53
Chapitre 6
Conception et implantation des bâtiments
dans une démarche environnementale
Haute qualité environnementale
57
Écoconception58
Santé58
Éco-gestion58
Confort58
Conception bioclimatique
58
Principes généraux
58
Le solaire
58
Apports solaires58
Protection solaire59
Îlot de chaleur
59
Effets des vents
59
Formes et densité urbaine
60
Synergies énergétiques et smart building
61
Matériaux
61
Matériaux de construction
61
Matériaux pour l'isolation
62
Impact environnemental62
Matériaux à changement de phase (MCP)63
Chapitre 7
Approvisionnement en énergie
Éléments du choix énergétique
65
Approches et solutions
65
Solutions centralisées ou décentralisées ?
66
Réseaux de chaleur et valorisation des énergies locales
67
Réseaux de chaleur
67
Analyse préalable67
Principes généraux68
Situation actuelle et perspectives69
Analyse économique69
Mise en oeuvre70
Classement des réseaux de chaleur72
Réseaux de chaleur et RT 201272
Partenaires des réseaux de chaleur72
Conclusion73
Réseaux de froid ou d'énergie frigorifique
73
Usines d'incinération d'ordures ménagères
(UIOM)
73
Data centers
74
Cogénération et trigénération
75
Principes généraux
75
Procédés avec turbines ou moteurs
thermiques
75
Production par turbine à vapeur75
Production par turbines à gaz76
Production par moteurs à gaz76
Turbine à fluide intermédiaire (ORC : Organic
Rankine Cycle)77
Autres systèmes de cogénération
78
Moteurs Stirling78
Piles à combustible78
Trigénération78
Énergies renouvelables
79
Contexte général
79
Dispositions réglementaires et incitatives
80
RT 201280
Études de faisabilité80
Fonds chaleur80
Énergies renouvelables et Smart Grids
81
Partie 3
Énergies renouvelables dans les écoquartiers
Chapitre 8
Biomasse
Origines de la biomasse
85
Mise en oeuvre
86
Bois énergie
Principes généraux
87
Ressources
87
Applications énergétiques
87
Mise en oeuvre
90
Spécificités techniques
90
Approvisionnement90
Implantation91
Émissions de polluants92
Analyse économique
92
Exemples de réalisations
93
Différentes réalisations en France
93
Focus sur l'écoquartier Hoche de Nanterre
93
Biogaz
Principes généraux
94
Mise en oeuvre
95
Exemples de réalisations
96
Chapitre 9
Géothermie et pompes à chaleur
Géothermie
Principes généraux
98
Définition
98
Géothermie des aquifères profonds
par échange direct
98
Mise en oeuvre
101
Spécificités techniques
101
Analyse économique
103
Exemple de réalisation
103
Pompes à chaleur
Principes généraux
104
Pompe à chaleur à compression
105
Pompe à chaleur à absorption
106
Mise en oeuvre
109
Pompes à chaleur sur air
109
Air extérieur109
Air extrait (renouvellement air habitation)109
Chauffe-eau thermodynamique110
Pompes à chaleur sur aquifères peu profonds
110
Puissance fournie111
Géocooling112
Assurance risques113
Exemples de réalisation114
Eau de rivière ou d'étang
114
Principes généraux114
Exemples de réalisations115
Eau de mer
115
Principes généraux115
Exemples de réalisations115
Eaux usées
115
Principes généraux115
Exemples de réalisations115
Échange avec le sol
116
Principes116
Exemples de réalisation118
Fondations géothermiques119
Chapitre 10
Énergie solaire
Présentation
121
Solaire thermique
Principes généraux
123
Les capteurs plans vitrés
123
Les capteurs non vitrés
123
Les capteurs sous vide
124
Mise en oeuvre
125
Chauffe-eau sanitaire individuel (CESI)
125
Présentation125
Exemple de réalisation126
Eau chaude sanitaire collective (SSC)
126
Présentation126
Exemple de réalisation128
Systèmes solaires combinés
128
Présentation128
Rafraîchissement solaire
129
Présentation129
Exemple de réalisation129
Réseaux de chaleur alimentés en partie
par de l'énergie solaire
129
Présentation129
Exemples de réalisation129
Solaire photovoltaïque
Principes généraux
130
Mise en oeuvre
131
Installation
131
Paramètres et performance
132
Caractéristiques géographiques et climatiques
du site132
Caractéristiques d'implantation133
Installations en sites isolés ou raccordées
au réseau électrique
133
Installations en sites isolés133
Installations raccordées au réseau133
Photovoltaïque et réglementation thermique
134
Montage d'un projet photovoltaïque
134
Photovoltaïque et Smart Grids
135
Exemples de réalisations
135
L'écoquartier du Domaine de Kerivon (Lannion,
Côtes d'Armor)
135
Halle Pajol (Paris)
135
Carros (Alpes maritimes)
136
Chapitre 11
Énergies éolienne et hydraulique
Énergie éolienne
Présentation
137
Éoliennes en milieu urbain
138
Exemple de réalisation
139
Énergie hydraulique
Présentation
139
Exemple de réalisation
140
Conclusion
140
Partie 4
Exemples de réalisations
Chapitre 12
Écoquartier Sainte-Geneviève (nanterre)
Problématique et contexte
145
Genèse, périmètre et programme
146
Intervenants
146
Chiffres clés
147
Espaces et environnement
147
Dépollution du site
148
Projet social
148
Gouvernance du projet
148
Démarche et performance environnementale
148
Aspects énergétiques
149
Prescription bioclimatique
149
Prescription thermique et environnementale
149
Système de chauffage et de production d'ECS
149
Besoins énergétiques151
Dimensionnement du système de production151
Bilan énergétique du système de production
(chauffage + ECS)152
Caractéristiques du système de production152
Principe de fonctionnement du système
de production153
Système de comptage et de suivi
154
Synthèse
155
Chapitre 13
Écoquartier vidailhan (balma)
Problématique et contexte
157
Genèse, périmètre et programme
158
Les chiffres clés de l'écoquartier de Vidailhan
159
Espaces, environnement, eau et biodiversité
159
Transport et mobilité
160
Projet social
161
Gouvernance du projet
163
Démarche et performance environnementale
163
Suivi et évaluation
164
Aspects énergétiques
165
Prescription bioclimatique
165
Prescription thermique et environnementale
165
Projet Vidailhan 1165
Projet Vidailhan 2165
Système de chauffage et de production d'ECS
165
Besoins thermiques166
Dimensionnement du système de production166
Bilan énergétique du système de production167
Caractéristiques du système de production
167
Principe de fonctionnement du système
de production168
Installation biomasse168
Installation solaire169
Système de comptage et de suivi169
Synthèse
170
Chapitre 14
Écoquartier CAP-AZUR (roquebrune cap-martin)
Problématique et contexte
173
Genèse, périmètre et programme
174
Phase 1 : opération d'aménagement sur le site
de l'ancienne usine GDF174
Phase 2 et 3 : aménagement de l'ancienne base
aérienne et des terrains communaux175
Espaces, environnement et biodiversité
175
Transport et mobilité
175
Projet social
176
Montage contractuel
176
Aspects énergétiques
177
Performance des bâtiments
177
Besoins thermiques (chauffage et eau chaude
sanitaire)177
Besoins énergétiques annuels des bâtiments178
Puissance des systèmes de production de chaud
et de froid178
Système de production de chauffage, d'ECS
et de climatisation
179
Synthèse
181
Chapitre 15
Ginko, écoquartier du lac (bordeaux)
Problématique et contexte
183
Intervenants
183
Caractéristiques principales de l'écoquartier
184
Aménagement/Urbanisme184
Environnement185
Transports186
Conception des bâtiments186
Énergie186
Synthèse
189
Conclusion
191
Annexes
A1. Label écoquartier
195
Liste des 13 Projets labellisés
195
Liste des 32 projets reconnus comme «engagées dans la labellisation»
195
A2. Réglementation thermique 2012
197
Définitions
197
Efficacité énergétique du bâti coefficient
bioclimatique (Bbio)
197
Exigences de résultats : BBIO < BBIOMAX198
Valeurs BBIOMAX moyen198
Influence des zones climatiques Mbgéo, Mbalt199
Influence de la surface (Mbsurf)199
Consommation conventionnelle (Cep max)
199
Coefficient de modulation
199
Mctype199
MCgéo200
Mcges200
Mise en application
200
Exigences de moyens
200
Logiciels et méthode de calcul
200
Attestations pour le respect de la RT 2012
200
Exemples de calcul
201
A3. Abréviations
203
A4. Glossaire
205
A5. Bibliographie et Webographie
215
Bibliographie
215
Webographie
216
Index
217