Améliorer la performance énergétique des bâtiments à moindre coût

26 novembre 2021

Le défi : Faire mieux que les meilleures normes actuelles

En Europe, la lutte contre le réchauffement climatique bat son plein. Notamment dans le secteur du bâtiment qui représente à lui seul 35% de la consommation d’énergie. Savez-vous que les méthodes du 6-Sigma (Jack Welch, General Electric), très utilisées en industrie, s’appliquent parfaitement à ce secteur ?
Découvrez comment améliorer la performance énergétique des bâtiments avec le 6 Sigma.

Le coût de possession le plus bas possible

Ce coût est la somme des dépenses énergétiques du foyer et le coût mensuel de l’emprunt.
Sans optimisation avec les méthodes 6-Sigma, voici l’évolution du coût de possession en fonction de la consommation énergétique

Image1

D’abord, bien sûr, le coût diminue au fur et à mesure que la performance s’améliore, jusqu’à un 1er optimal, visé en France par le label BBC (50kWh/m².an).

Ensuite, améliorer la consommation demande des investissements bien trop importants qui ne peuvent être compensés. Or, vers 15kWh/m².an environ, le système de chauffage onéreux classique (chaudière, radiateurs, …) peut être abandonné au profit de solutions beaucoup plus simples (utilisation de la centrale de traitement d’air pour chauffer la maison et l’eau chaude sanitaire) : c’est le 2ème optimal visé par les labels Minergie ou Passivhauss.

Améliorer encore est possible. D’ailleurs, les maisons du concours international « Solar Decathlon » le démontrent bien. Mais à un prix souvent exorbitant et sans aucun retour sur investissement : ce sont avant tout des vitrines technologiques.

Optimiser : Améliorer sans surcoûts !

Le BET avait donc un souhait : est-il possible de réduire encore le coût de possession en optimisant une maison type Minergie ?
Nous avons utilisé les outils du 6-Sigma associés aux 5 étapes de la méthode DMAIC (Définir, Mesurer, Analyser, Innover, Mise sous contrôle) pour pousser la conception d’une maison de 80m² un peu (beaucoup) plus loin.

Nous avons retenu 9 paramètres parmi lesquels les types d’isolant et leurs épaisseurs, le type de vitrage, leur surface, le bio-climatisme...

Grâce à la technique des Plans d’expériences « D-Optimaux », nous avons mesuré, grâce à seulement 45 simulations (environ 8h de calcul) la performance énergétique et le coût de la construction.

Nous avons ensuite analysé ces résultats pour connaître l’impact de chaque paramètre ainsi que leurs interactions sur le coût et la performance avec la méthodologie « Analyse multi Y » de M.Pillet.

Nous avons ensuite retenu une « recette » innovante ayant le coût de possession le plus faible. Elle utilise des matériaux conventionnels et atteint une performance proche du Solar Decathlon.

Pour l’étape Mise sous contrôle, il faudra attendre la construction de cette maison et valider la simulation. Mais nul doute n’est permis car le logiciel utilisé (module Thermique Dynamique de Pléiade, Izuba Energie) est déjà éprouvé de longue date et apprécié pour sa justesse.

Un nouvel optimal est trouvé !

Grâce aux méthodes d’optimisation hérités de l’industrie (aéro, automobile, pharma), il est possible de repousser les limites connues aujourd’hui et de joindre performance, confort et budget. Ainsi, améliorer la performance énergétique des bâtiments à moindre coût est possible.

Voyez ici l’évolution de la courbe d’optimisation !

Image2