Energétique des bâtiments et simulation thermique

Résumé : Un nombre croissant de citoyens et en particulier d'acteurs du bâtiment est sensible à la préservation de l'environnement. Ce livre a pour but d'informer sur les méthodes et les techniques permettant de faire évoluer les bonnes intentions, relayées par exemple par la démarche "HQE-haute qualité environnementale", vers une réelle performance environnementale. Le premier chapitre précise les problèmes environnementaux auxquels nous sommes confrontés de manière à définir ensuite des critères de qualité environnementale pertinents. Les méthodes proposées pour évaluer ces critères permettent d'établir un lien entre les décisions et les impacts environnementaux. Elles constituent ainsi une aide à la conception environnementale des bâtiments, depuis les premiers stades d'un projet (choix d'un site, programme, esquisse architecturale) jusqu'à la conception détaillée, la réalisation et la gestion des bâtiments. Un chapitre est consacré aux éco-techniques dans le domaine des économies d'énergie et d'eau, des énergies renouvelables, de la gestion des déchets, des matériaux à moindre impact, en incluant des aspects de confort et de santé. L'ouvrage se termine par la présentation d'exemples concrets et de réalisations. Il s'adresse aux maîtres d'ouvrages, architectes, bureaux d'études thermiques, entreprises, gestionnaires de bâtiments et à toute personne intéressée par la qualité environnementale de nos lieux de vie.

La chaire Eco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures, créée par ParisTech en partenariat avec Vinci, a pour vocation de créer des outils de mesure et de simulation qui intègrent toutes les dimensions de l'éco-conception (émissions de gaz à effet de serre, impact sur la biodiversité, prélèvement sur les ressources, etc) pour devenir de vrais instruments d'aide à la décision, basés sur une approche scientifique, pour tous les acteurs de la ville (concepteurs, constructeurs et utilisateurs). Le présent ouvrage fait le point sur cinq années de travaux de la chaire, en présentant tout d'abord quelques bases méthodologiques concernant l'éco-conception, l'analyse de cycle de vie, les études d'impact, les méthodes pour l'aménagement et le transport. Quelques sujets plus spécifiques sont ensuite abordés : les transports collectifs, le stationnement, le trafic routier, le profil environnemental des matériaux de construction, la réhabilitation des bâtiments, la gestion énergétique et la biodiversité. La dernière partie du livre montre comment les connaissances et les outils développés dans le cadre de la chaire ont été appliqués sur une étude de cas : la Cité Descartes à Marne la Vallée (Ile de France). Cet ouvrage s'adresse aux urbanistes, collectivités territoriales, maîtres d'ouvrages, architectes, bureaux d'études, entreprises, gestionnaires de bâtiments, enseignants-chercheurs, et à toute personne intéressée par la qualité environnementale de nos lieux de vie.

Aujourd'hui, l'évaluation environnementale des produits et des services devient incontournable dans la plupart des secteurs de l'économie. Pour mesurer ces impacts environnementaux, l'analyse de cycle de vie (ACV) est l'outil de référence. Cette méthode d'évaluation normalisée recense et quantifie, tout au long de la vie d'un produit ou d'un service, les flux physiques de matière et d'énergie associés aux activités humaines. Cet ouvrage se propose de montrer comment cette méthode peut être utilisée en pratique dans le secteur du BTP (qui a été responsable en 2022 de 23 % des émissions de gaz à effet de serre en France), et plus particulièrement dans les projets urbains. En effet, la plupart des professionnels du bâtiment découvrent l'analyse de cycle de vie avec la réglementation RE2020, qui définit des seuils concernant les émissions de gaz à effet de serre. Ils se contentent alors de vérifier la conformité d'un projet en fin de conception, afin d'obtenir un permis de construire. Mais en réalité, l'ACV peut être utilisée dès les phases amont, au cours desquelles les choix retenus pour les caractéristiques d'un bâtiment (matériaux, type d'énergie, type d'isolation, etc.) ont une forte influence sur les performances environnementales. Pour illustrer son propos, l'ouvrage comprend trois études de cas pratiques, avec photos et graphiques à l'appui.

La chaire Eco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures, partenariat entre trois grandes écoles d'ingénieurs (MINES ParisTech, l'Ecole des Ponts ParisTech et AgroParisTech) et le groupe VINCI, a pour vocation de créer des outils de mesure et de simulation qui intègrent toutes les dimensions de l'éco-conception (émissions de gaz à effet de serre, impact sur la biodiversité, prélèvement sur les ressources, etc.) pour devenir de vrais instruments d'aide à la décision, basés sur une approche scientifique, pour tous les acteurs de la ville (concepteurs, constructeurs et utilisateurs). Le présent ouvrage fait le point sur la seconde séquence de cinq ans de la chaire, en présentant tout d'abord les avancées méthodologiques concernant l'éco-conception : l'analyse de cycle de vie et la quantification des incertitudes, l'évaluation des impacts environnementaux locaux des transports et de la biodiversité. L'interdisciplinarité du partenariat, associant également les sciences humaines, montre son intérêt pour prendre en compte le facteur humain dans la modélisation des systèmes urbains. Cette modélisation s'appuie sur plusieurs outils de simulation numérique, présentés dans la troisième partie. Cet ensemble théorique aboutit à des propositions plus concrètes de renouvellement des techniques et des systèmes, en termes de stratégies de gestion énergétique dans les bâtiments, d'agriculture urbaine, de collecte de données participative et de transformation numérique dans les transports. Cet ouvrage s'adresse aux urbanistes, collectivités territoriales, maîtres d'ouvrages, architectes, bureaux d'études, entreprises, gestionnaires de bâtiments, enseignants-chercheurs, étudiants et à toute personne intéressée par la qualité environnementale de nos lieux de vie.