Pour faire une comptabilité énergétique il faut :
- 1. Etablir l’inventaire des bâtiments et des points de consommation
- 2. Fixer la périodicité du suivi des consommations
- 3. Mesurer les consommations et collecter les paramètres climatiques
- 4. Standardiser la consommation
- 5. Etablir le tableau des consommations mensuelles brutes
- 6. Normaliser la consommation
- 7. Etablir le tableau des consommations mensuelles normalisées
- 8. Etablir le tableau des consommations annuelles brutes et normalisées
- 9. Calculer les consommations spécifiques annuelles normalisées
- 10. Etablir la signature énergétique du bâtiment
- 11. Tracer l’évolution des signature énergétiques successives
- 12. Réaliser le cadastre énergétique des bâtiments
1) Inventaire des bâtiments et des points de consommation
L’inventaire doit permettre d’avoir une vue d’ensemble sur le parc immobilier géré. Il permettra de définir les objectifs poursuivis et donc les formes que prendre le tableau de bord des consommations
- suivi annuel, mensuel,…
- par vecteur (gaz, mazout, électricité,…), par usage, par occupant, par bâtiment,…
Il permettra d’avoir un descriptif des caractéristiques :
- de l’enveloppe
- des systèmes
- du type d’occupation
Cet inventaire permet de déceler des anomalies :
- compteurs ouverts sans consommation
- inadéquation entre type de régulation et type d’occupation
- horloges mal réglées
- …
Un dossier par bâtiment reprend les données suivantes :
- informations liées à l’enveloppe :
- plans et dimensions
- qualité thermique des parois
- année de construction
- améliorations apportées
- …
- informations liées aux systèmes :
- système de chauffage, climatisation, production d’ECS,…
- vecteurs utilisés/tarifs appliquées/unités de comptage
- régimes de fonctionnement
- schémas d’installation et de régulation
- améliorations apportées
- …
- informations liées aux occupants :
- type d’activité
- horaires d’occupation
- confort souhaité
- zonage des activités
2) Fixer la périodicité du suivi des consommations
Pourquoi ? Tous les bâtiments ne doivent pas être suivis avec la même périodicité :
- les bâtiments qui ont révélé un problème méritent un relevé rapproché
- les bâtiments qui ont subi des modifications méritent une évaluation des résultats
- les bâtiments déclarés énergivores (voir cadavre énergétique ci-après) méritent un suivi rapproché
- les gros consommateurs méritent une approche plus régulière que les (très) petits consommateurs
- le bilan à rendre aux décideurs, lui, ne doit se faire qu’annuellement
Enfin, suivant que le suivi des consommations se fait dans un bet de gestion des équipements ou d’informations auprès des autorités, la périodicité des observations sera différente.
On peut donc dire que fixer la périodicité du suivi permet de récolter les données en conformité avec les objectifs poursuivis et avec les méthodes utilisées. De là, il est alors possible d’organiser le travail des releveurs.
| Contexte | Gestion | Information bilantaire |
| Diagnostic de consommation | Hebdomadaire | |
| Résolution du problème | Hebdomadaire | |
| Suivi pour un bâtiment déclaré énergivore par le “cadastre énergétique” | Hebdomadaire ou mensuel | |
| Suivi de routine pour gros ou moyen consommateur | Mensuel | |
| Suivi de routine pour petit consommateur | Mensuel | |
| Contrôle des résultats après intervention | Mensuel | |
| Bilan aux autorités | Annuel |
3) Mesurer les consommations et collecter les paramètres climatiques
La mesure des consommations permet de recueillir les données de base nécessaires à l’établissement du tableau des consommations et permet un contrôle de celles-ci. Suivant les vecteurs énergétiques, la mesure des consommations se fera avec plus ou moins de facilité. Dans tous les cas, une mesure objective s’impose, à date fixe. En effet, les quantités fournies et mentionnées sur les factures sont souvent inutilisables car :
- leur périodicité est plus ou moins aléatoire ou inadaptée aux objectifs poursuivis
- ne correspondent pas nécessairement aux quantités consommées (effet de stocks et factures intermédiaires)
- l’information est souvent moins vite disponible
- l’information peut être erronée
Pour le chauffage, les consommations sont tributaires des rigueurs climatiques. Pour analyser les consommations hors effets climatiques, il convient de disposer :
- des degrés-jours ou
- des températures moyennes extérieures
Que mesurer ?
Pour établir un tableau des consommations d’un bâtiment, il convient de décider des données que l’on va récolter. Le tableau se fera-t-il par bâtiment ou par groupe de bâtiments (appartenant à une même fonction budgétaire par exemple)? Le tableau reprendra-t-il les consommations par vecteur d’énergie (gaz, mazout, électricité), par compteur ou par usage de l’énergie (chauffage, ECS,…)?
- il est inutile de relever des données qui ne seront pas exploitées
- lorsqu’un donnée est utile au tableau des consommations, il faut la récolter le plus fiablement possible
- le tableau des consommations doit fournir des indications sur les quantités physiques consommées
- le suivi des consommations doit se faire par bâtiment
- le suivi des consommations doit se faire par usage de l’énergie
- lorsqu’une donnée existe, il convient de ne pas la perdre dans un ensemble hiérarchiquement supérieur
- les usages de l’énergie pour lesquels un suivi des consommations est effectué doivent être judicieusement définis
Comment ?
1. Organisation du travail pour les relevés d’index.
Dans bien des cas, le relevé se fera manuellement, sur ficher pré-imprimée. Il est conseillé de mettre un numéro d’identification sur chaque point de comptage, et faire correspondre ce numéro au numéro de fiche à transmettre et au code utilisé dans le tableau de bord. Il importe que les relevés soient réalisés à dates fixes.
Fiche type pour relevé de l’index
2. Calcul de la consommation
La formule généralement applicable est :
consommation = index d’arrivée – index de départ.
Dans le cas du mazout, à défaut d’un système de comptage, on appliquera la formule suivante :
consommation = index de départ + approvisionnement éventuel – index d’arrivée.
D’autres dispositifs peuvent être mis en place pour la mesure des consommations fuel.
3. Les facteurs climatiques
Il est possible de caractériser la rigueur d’une saison de chauffe en un lieu donné en considérant l’ensemble des écarts journaliers entre les températures intérieur et extérieure. Le paramètre “degré-jour” représente la somme de toutes les différences journalières entre la température extérieure et celle intérieure des locaux. Lorsqu’on parle de degrés-jours 15/15, on précise de la sorte le niveau de la température intérieure moyenne (15°C) au-dessus duquel on estime ne plus devoir chauffer, ainsi que le niveau de température extérieure au-delà duquel l’installation de chauffage est arrêtée (15°C). C’est l’IRM qui calcule ces degrés jours en base 15-15.
On peut avoir les degrés jours mesurés par l’IRM sur le site synergrid.
Définition de l’IRM : Les degrés-jours correspondent à la somme des écarts entre une température de référence (généralement 15°C) et la température journalière moyenne lorsque celle-ci est inférieure à la température de référence. Ce concept fournit une indication sur les besoins en chauffage d’une habitation.
Ce paramètre permet de comparer entre-elles des consommations relatives à des immeubles dont la localisation varie, ainsi que des consommations relatives à des périodes différentes, d’une même année ou d’années différentes. Dans certaines conditions (micro-climat, conditions d’occupation des bâtiments), on aura avantage à travailler avec des degrés-jours en une autre base que 15/15 ou avec les températures extérieures moyennes.
Valeur de DJ quotidienne = ((Tmax + Tmin) / 2) – Tbase
où :
- Tmax = la température maximale quotidienne de l’air
- Tmin = la température minimal quotidienne de l’air
- Tbase = la température de base aux fins du calcul des DJ
Exemple =
- Tmax = 8°C
- Tmin = 3°C
- Tbase = 15°C
- Calcul = Valeur de DJ quotidienne = ((8 + 3) / 2) – 15 =-9,5 9,5
- Par conséquent, le nombre de DJ accumulés au cours de cette journée, est de 9,5.
- Donc plus on a de degré jour plus c’est froid
Autre exemple : si à Arlon on a 443,3 DJ pour le mois de janvier.
Janvier compte 31 jours, donc 443,3 DJ représente une moyenne de :
443,3 ÷ 31 = ~14,3 DJ par jour
Ce qui signifie que la température moyenne journalière était en moyenne de :
15 − 14,3 = ~0,7°C pour le mois de janvier à Arlon.
Avantage des degrés-jours par rapport à la température moyenne.
1. Pertinence énergétique La température moyenne brute ne dit pas combien d’énergie est nécessaire pour maintenir le confort. Les DJ15/15 quantifient directement l’effort de chauffage : plus l’écart à 15°C est grand et prolongé, plus la consommation sera élevée.
2. Cumul dans le temps On peut additionner les DJ sur une semaine, un mois ou une saison, ce qui est impossible avec une simple moyenne. Cela permet de comparer des périodes de durées différentes.
3. Seuil de confort réaliste Le seuil de 15°C correspond approximativement à la température en dessous de laquelle un bâtiment résidentiel typique commence à nécessiter du chauffage (les apports internes — occupants, appareils — couvrent une partie du besoin au-dessus de ce seuil).
4. Normalisation de la consommation En divisant la consommation énergétique par les DJ, on obtient une consommation normalisée, indépendante de la rigueur climatique de l’année. Cela permet de :
- Comparer des années entre elles
- Détecter des dérives de consommation
- Évaluer l’impact de travaux d’isolation
5. Indicateur prédictif Les DJ permettent d’anticiper les factures et de planifier les approvisionnements (fioul, gaz…).
4) Standardiser la consommation
Afin de pouvoir effectuer les différentes comparaisons nécessaires, les consommations relevées en unités physiques sont exprimées en unités MKS, le Joule (J), le mégajoule (MJ) ou le gigajoule (GJ). La standardisation des consommations permet de globaliser, tous vecteurs d’énergie confondus, les consommations d’un même bâtiment. Parfois, il convient de garder les unités physiques de base (kWh, litres, m3,…) de manière à rendre les chiffres intelligibles. Cela est vrai en particulier dans les documents transmis aux autorités.
5) Etablir le tableau des consommations mensuelles brutes
Cette étape sert à structurer les données et éventuellement, à les vérifier. Elle sert également à avoir un premier aperçu de l’évolution des consommations.
Le tableau des consommations mensuelles brutes peut porter sur une ou plusieurs années. Il peut se présenter par année civile ou par saison de chauffe. La présentation sous forme graphique sera toujours plus lisible à condition d’être accompagné d’un commentaire explicite.
6) Normaliser la consommation
Du fait des variations climatiques qui existent, d’un endroit à l’autre ou d’une année à l’autre, il convient de ramener les données du tableau des consommations à des valeurs comparables.
La comparaison peut s’opérer en rapportant chacune des consommations à une valeur de référence en matière climatique : ce sont les degrés-jours normaux (DJN). Ceux-ci correspondent aux moyennes établies sur 30 années successives (et fournie par l’IRM).
La normalisation des consommations permet :
- de comparer les consommations de chauffage d’un même bâtiment d’une année (ou partie d’année) à l’autre, quelqu’aient été les rigueurs climatiques au fil des années
- d’établir des ratios qui rendent possible la comparaison des consommations de bâtiments géographiquement distants
La formule appliquée est :
Consommation normalisée = (consommation observée x DJN du lieu)/ DJ du lieu (de référence) sur la période d’observation
Donc normalement les consommations normalisées pour un même bâtiment doivent être constante.
Remarques :
- les valeurs de références doivent concerner le lieu d’implantation du bâtiment dont on assure le suivi. On se réfèrera donc à la station météo la plus significative, c’est-à-dire celle qui se trouve sur la même courbe isothermique que ce bâtiment (renseignement IRM).
- pour bien faire, les consommations observées devraient concerner uniquement le chauffage. C’est à dire ne pas inclure la part d’énergie qui a servi à la production de l’eau chaude sanitaire
- dans les analyses mensuelles ou annuelles, on veillera à faire correspondre les périodes de consommations aux données climatiques ou inversement
Exemple :
| Bâtiment A | Bâtiment B | |
| Situation | Charleroi | Eupen |
| DJ | 2109 | 3009 |
| DJN | 2084 | 2084 |
| Consommations brutes (GJ) | 2000 | 2500 |
| Consommations normalisées | 1976,3 | 1731,5 |
On voit ici que si les bâtiments A et B étaient dans les mêmes conditions climatiques, celui de Eupen serait plus efficient.
Autre exemple :
| 1992 | 1993 | 1994 | |
| Cons brutes (GJ) | 4556,77 | 5326,25 | 5211,01 |
| DJ observés | 2109,40 | 2090,20 | 1955,10 |
| DJN | 2372,10 | 2372,10 | 2372,10 |
| Cons norm | 5124,26 | 6044,59 | 6322,46 |
On remarque ici que, à climat égal, les consommations ne cessent d’augmenter sur la période 1992 à 1994.
7) Etablir le tableau des consommations mensuelles normalisées
La normalisation des consommations permet de comparer des consommations sur des bases climatiques similaires. Cette action sert à repérer des dérives de consommation en ayant neutralisé l’impact des variations climatiques sur celles-ci.
Cette comparaison n’a guère de sens pour des mois isolés dans deux années différentes, janvier 1993 et janvier 1994, par exemple. La comparaison doit être opérée mois par mois, mais en considérant l’allure générale de chaque année. Les consommations normalisées peuvent se présenter par saison de chauffe ou par année civile. Lorsqu’elles comparent plusieurs années successives, elles permettent de faire un diagnostic des consommations hors effet climatique.
8) Etablir le tableau des consommations annuelles brutes et normalisées
Cette action permet de comparer les consommations réellement observées à ce qu’elles auraient été si le climat de l’année avait été celui d’une année climatique normale. Elle permet aussi de suivre l’évolution des consommations, au fil des années, en année climatique normale.
9) Calculer les consommations spécifiques annuelles normalisées
Lorsque les consommations sont normalisées, il est possible d’établir la consommation spécifique annuelle :
- consommation / m2 chauffé
- consommation / m3 chauffé
- consommation / élève
- consommation / occupant
Il n’existe aucune norme pour le calcul de pareils ratios, il importe donc de rester cohérent au fil des années, en calculant son propre ratio de manière identique et d’indiquer clairement comment celui-ci a été calculé.
Lorsque pareil ratio existe pour les bâtiment d’un même secteur (statistiques wallonnes par exemple), les consommations spécifiques du bâtiment permettent de le comparer à une moyenne établie sur un ensemble d’autres bâtiments comparables.
Il suffit de diviser la consommation normalisée pour l’année considérée par le critère que l’on souhaite retenir (dans l’exemple, la superficie des locaux chauffés).
10) Etablir la signature énergétique du bâtiment
La signature énergétique, pour une année de référence choisie, permet d’établir la sensibilité du bâtiment aux rigueurs climatiques. A occupation et confort constants, cette signature énergétique doit rester stable, d’année en année.
La signature énergétique d’une année permet :
- d’établir une référence pour la comparaison des résultats d’années successives
- d’établir la consommation normalisée du bâtiment
- d’établir un diagnostic de consommation
- de déceler des problèmes de fonctionnement de l’installation
- d’établir un budget énergie en année climatique normale
A partir des consommations mensuelles brutes et des degrés-jours observés, positionner les points sur un graphique. L’axe des ordonnées représente les consommations et l’axe des abscisses représente les degrés-jours. Ensuite il faut calculer et tracer la droite qui passe entre les différents points (calcul de la droite par une formule de régression linéaire). La droite de régression est ce qu’on appellera la signature énergétique.
On remarquera une relative dispersion des points autour de la droite de régression, ce qui est significatif d’un défaut de régulation.
La signature énergétique représente la relation linéaire entre les déperditions de l’enveloppe du bâtiment et la température extérieure.
La pente de la droite est donc proportionnelle au coefficient K du bâtiment et représente la sensibilité du bâtiment aux rigueurs climatiques. Plus la pente de la droite est élevée, plus le bâtiment est sensible aux rigueurs climatiques, soit par défaut d’isolation soit par défaut d’étanchéité à l’air.
Mise en garde : le chois de la référence climatique
Lorsque l’on utilise les degrés-jours comme référence climatique, une mise en garde s’impose. La base 15/15 des degrés-jours, généralement retenue, repose sur le double postulat que le niveau de température intérieure moyenne est de 15°C et que la température extérieure moyenne au-delà de laquelle l’installation de chauffage est arrêtée, est de 15°C. Cela n’est pas toujours vérifié dans la pratique.
Lorsque le choix des degrés-jours est erroné, la signature énergétique présente un écart à l’origine en dehors de toute consommation pour des usages autres que le chauffage (ECS par exemple).
Pour l’interprétation de la signature énergétique, l’observation porte sur divers éléments :
- la position des points d’observation autour de la signature énergétique
- la pente de la signature énergétique
- l’origine de la signature énergétique
- l’évolution de la signature énergétique, au fil du temps, par rapport à une signature de référence préalablement établie
Différents exemples:
–> Cas n°1 – Erreur de lecture, d’encodage ou dérive subite
Cela peut être expliqué par :
- une erreur de l’appareil de mesure (compteur, jauge)
- une erreur de lecture des index
- une erreur d’encodage des données
- une dérive subite des consommations
Avant de conclure à une dérive de consommation, des vérifications s’imposent, respectivement à propos :
- du comptage
- de la lecture
- de l’encodage
Toute précaution étant prise, il convient de rechercher la cause de cette dérive subite de consommation.
–> Cas n°2 – Problèmes de régulation
Bâtiment qui fonctionne sans bon système de régulation par exemple
–> Cas n°3 – Dérive progressive de consommation
Peut être dû à :
- une surcharge du bâtiment
- au déréglée des courbes de chauffe
- à un défaut de l’étanchéité de l’enveloppe
- à l’encrassement de la chaudière
- au déréglée du brûleur
–> Cas n°4 – Apports gratuits en chauffage en période douce
–> Cas n°5 – Fonctionnement simultané de la climatisation et du chauffage
–> Cas n°6 – Existence de consommations à 0 degré-jour
Cette situation peut s’observer dans quatre cas :
- choix d’une mauvaise base pour le choix des degré-jours
- existence de consommations pour un autre besoin que le chauffage des locaux
- défaut de mise à l’arrêt du chauffage en période estivale
- imprécision de la signature énergétique du 1er degré
11) Tracer l’évolution des signature énergétiques successives
A occupation et confort constats, l’examen de plusieurs signatures énergétiques consécutives permet de connaître les dérives de consommation et de mesurer l’impact des mesures d’utilisation rationnelle de l’énergie (URE) entreprises (respectivement dérive positive ou négative).
Pour la superposition des signatures successives dans un même graphique, il faut adopter une échelle commune.
On remarque ici que la signature 93 présente une dérive. L’ordonnée à l’origine de la droite de régression révèle des consommation par zéro degré-jour. Pertes à l’arrêt, emballement des consommations en mi-saison, défaut d’arrêt du chauffage en période estivale? (…à moins que le choix des degrés-jours en base 15/15 ne soit pas pertinent pour cet établissement). La signature 94 montre une augmentation de la sensibilité du bâtiment au froid. Pour un même climat, la consommation d’énergie augmente. Dérèglement de la régulation, diminution du rendement de l’installation?
12) Réaliser le cadastre énergétique des bâtiments
Le cadastre énergétique permet de classer différents immeubles d’un patrimoine en fonction de leur qualité énergétique, d’un point de vue qualitatif et quantitatif. C’est un outil qui permet de classer les bâtiments d’un patrimoine en fonction des priorités d’actions URE à entreprendre.
Deux critères de qualité énergétique ont été établis afin de mettre en évidence les immeubles qualitativement les plus déficients. La méthode de calcul du cadastre énergétique a été mise au point dans le cadre du programme AGEBA par la Division de l’Energie de l’Université de Mons-Hainaut. Les formules simplifiées présentées ici permettent d’établir soi-même ce cadastre énergétique.
L’indice énergétique E est un critère estimatif de la qualité énergétique d’un immeuble.
E = Km/hexpl
où
- Km = K moyen du bâtiment : coefficient d’isolation thermique du bâtiment
- hexpl = rendement saisonnier de l’installation (en décimales)
Un indice E élevé est le reflet, soit d’une enveloppe thermique mal isolée, soit d’une installation de chauffage défectueuse, soit encore de la prise,ce simultanée des deux phénomènes.
L’indice E peut être estimé par la formule suivante :
E = (Consommation x PCI)/(Sc x Ltm x durée saison)
- durée de la saison de chauffe = 242j x 24h = 5800h
- PCI : pouvoir calorifique inférieur des combustibles
- Ltm = Ti – Te
- Ti = température intérieure moyenne
- Te = température extérieure moyenne
- Sc = superficie chauffée
L’indice énergétique pondéré ECaPi. D’un point de vue économique et pratique, il peut être plus rentable d’investir dans un immeuble présentant une consommation importante avec un indice E moyen plutôt que dans un immeuble ayant un indice E élevé, et donc très mauvais, mais dont la consommation est plus faible. Aussi, un deuxième classement sur base de l’indice E pondéré par l’importance de cette consommation annuelle a été dressé. Ce classement (ECaPi) permet de mettre en évidence le potentiel d’économie d’énergie à récupérer. Un indice ECaPi élevé est le reflet d’un potentiel d’économie d’énergie important. Il s’agit donc d’un critère quantitatif d’aide à la décision. Comment le calculer ?
EcaPi = E x Consommation x PCI
où la consommation est exprimée dans une même unité de combustible.
Paramètre nécessaire au calcul de l’indice E du cadastre énergétique
PCI : pouvoir calorifique inférieur des combustibles
| 1 m3 de gaz riche | 36 MJ | 10 kWh |
| 1 litre de mazout | 36 MJ | 10 kWh |
| 1 kg de charbon | de 28 à 32 MJ | de 7,8 à 8,9 kWh |
| 1 litre de propane | 24,3 MJ | 6,8 kWh |
| 1 kWh électrique | 3,6 MJ | 1 kWh |
