Le choix de l’énergie et des systèmes énergétiques

Le choix des systèmes énergétiques permettant de répondre aux différents besoins du bâtiment (chauffage, eau chaude domestique, cuisson, etc.) ne devrait en théorie avoir lieu qu’une fois les travaux d’optimisation de l’enveloppe et l’agencement des espaces intérieurs terminés.

Dans la pratique, les différentes contraintes existantes (disponibilité des sources d’énergie, encombrement, facilité d’utilisation, coût à l’acquisition, sécurité, réglementation, etc.) et les habitudes culturelles influencent ce choix. Économiquement parlant, c’est l’analyse du coût global (investissement, fonctionnement et entretien) qui doit guider les maîtres d’ouvrage vers les systèmes les plus performants.

Dans le cadre d’une démarche qui vise à favoriser l’efficacité énergétique et la réduction des émissions de CO₂, il faut favoriser les approches dites intégrées. Le choix de l’énergie et des systèmes énergétiques sont étudiés en fonction des besoins réels du ou des bâtiment(s). De leur côté, les concepteurs veillent à offrir des conditions optimales à l’implantation des systèmes énergétiques correspondants.

Des exemples de choix de l’énergie et des systèmes énergétiques favorisant l’efficacité énergétique et la réduction des émissions de CO₂

Exemple no 1 : Afin de favoriser le recours à l’énergie solaire pour le chauffage de l’ECD d’un centre sportif, les architectes du bâtiment ont prévu l’implantation de 30 m² de panneaux solaires installés en haut de la façade sud du bâtiment ainsi qu’un local technique implanté juste derrière les vestiaires capable d’accueillir deux réservoirs solaires de 1000 litres chacun pour le stockage de l’eau chaude.

Exemple no 2 : Dans le cadre d’un programme pilote « vers le zéro émission », l’équipe pluridisciplinaire de conception prévoit d’utiliser un réservoir d’eau enterré de 3500 litres qui sera chauffé par des panneaux solaires thermiques ou une pompe à chaleur géothermale. Le réservoir est dimensionné afin de limiter au maximum la consommation électrique de pointe de la pompe à chaleur en hiver. Le système solaire fonctionne toute l’année. Il offre la possibilité de stocker un maximum de calories pendant l’été.

Afin de favoriser le recours à des systèmes énergétiques à haut rendement et faiblement émetteur de GES, la municipalité peut demander la réalisation d’une étude comparative ou étude de desserte énergétique. En chiffrant respectivement le coût global d’utilisation (investissement et fonctionnement), la quantité annuelle d’énergie consommée et les émissions de CO₂ pour chacune des solutions techniques envisagées, la municipalité se dote d’un outil supplémentaire d’aide à la décision. Le Tableau 2 présente un exemple d’analyse comparative en coût global pour un centre de la petite enfance de 250 m² (bâtiment neuf) :

Tableau 2 : Exemple d’analyse comparative en coût global pour un centre de la petite enfance de 250 m² (bâtiment neuf)

	Électrique de base(plinthe et convecteur)	Bi-énergie (pompe à chaleur géothermale et chaudière propane)	Réseau de chaleur au bois	Pompe à chaleur géothermale et système solaire avec stockage d’énergie
Investissement ($)	10 000	22 000	26 000	32 000
Coût d’exploitation annuel (abonnement inclus) ($)	1 800	700	650	500
Énergie consommée (kWh/an)	22 500	12 500	24 000	9 000
Émissions de CO₂ (en kg/an)	700	850	120	270
Flexibilité dans le temps	Peu flexible (électrique seul)	Bonne si distribution de la chaleur assurée par un réseau à eau chaude	Bonne, mais uniquement depuis la chaufferie centrale	Bonne

Note : Les valeurs sont données à titre indicatif seulement.

Le saviez-vous ?

Les systèmes collectifs sont souvent vantés au plan environnemental comparativement aux solutions individuelles de chauffage. S’ils offrent une économie potentielle en terme de puissance installée (comparativement à la somme des puissances individuelles installées), ils ne sont pas forcément synonymes d’économie d’énergie. Leurs conduite, gestion et pilotage (mise en route et arrêt) sont moins flexibles que des installations gérées individuellement. Ils sont de plus assez mal adaptés aux équipements utilisés de façon occasionnelle ou intermittente.

– Cas particulier des réseaux de chaleur

Les réseaux de chaleur (RC) connaissent un réel engouement compte tenu des opportunités qu’ils offrent pour développer localement la production de chaleur d’origine renouvelable (biomasse, biogaz, etc.). Mais ils doivent aussi faire face à plusieurs contraintes technico-économiques :

L’apparition des bâtiments à très faibles besoins énergétiques (Passive house, bâtiment basse consommation, etc.) rend de plus en plus difficile l’amortissement économique et environnemental d’une solution réseau de chaleur.

La concurrence croissante des pompes à chaleur géothermique (air/eau et eau/eau) qui offrent un très bon rendement énergétique global et des émissions de GES particulièrement basses lorsque l’électricité consommée par la pompe à chaleur est issue de sources renouvelables.

La diminution de la rigueur hivernale moyenne de la plupart des pays développés, conséquence des changements climatiques, ne sera pas sans effet sur l’équilibre économique des réseaux de chaleur.

Autant de raisons rendent la pertinence économique et environnementale des RC très discutable en logement individuel et semi-collectif, surtout lorsque ces logements affichent des performances énergétiques élevées

(Consommation < 80 kWh/m²/an ou Consommation < 8 kWh/pi²/an). Dans certains cas, les RC peuvent même constituer un frein à des travaux d’économie d’énergie si les besoins en chauffage sont considérablement réduits à l’issue de travaux d’isolation ou de changement d’affectation de locaux.

En revanche, ils restent très pertinents pour couvrir les besoins intrinsèquement élevés de certains équipements publics (équipements sportifs, aquaréna, centres d’accueil administratifs, etc.)

– Cas particulier des bâtiments existants chauffés à l’huile :

Pour réduire les dépenses d’énergie et les émissions de GES des bâtiments chauffés à l’huile, il peut être intéressant de considérer le passage au gaz naturel ou à l’électricité. Le Tableau 2 présente les réductions de Co2 pour ces types d’énergie

Tableau 2 : Émissions de CO₂ par source d’énergie

Source d’énergie :	Hydro-électricité	Gaz naturel	Huile (pétrole)
Émissions de CO₂ (en g. CO₂/kWh produit)	entre 10 et 30	205	270

Source : EPA

En cas de passage à l’électricité, il faut veiller à choisir une installation offrant une bonne efficacité énergétique (thermopompe par exemple) en conservant si possible un système d’appoint non électrique capable de couvrir les besoins dits de pointe (c’est-à-dire par moments de froid intense). Ceci afin d’éviter d’accentuer les besoins en électricité auxquels Hydro-Québec doit faire face en période de grand froid et qui obligent à recourir à des centrales thermiques d’appoint très émettrices de CO₂.

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