Détermination des besoins actuels en énergie de  l'immeuble

Avant d'aborder l'étude complète englobant l'isolation et l'étude de la nouvelle chaufferie, l'approche décrite ci-après aide à faire le bilan thermique préliminaire de l'immeuble équipé de l'ancienne chaufferie.

Il ne suffit pas en effet de savoir où l'on va pour avancer dans la bonne direction, il faut aussi savoir où l'on est.

Une étude prévisionnelle sérieuse des besoins thermiques effectuée par le conseil syndical d'une copropriété en liaison avec son syndic est une base indispensable qui peut inciter une copropriété à s'orienter vers un projet de rénovation global plutôt que vers une somme d'actions ponctuelles. Moyennant quelques prises d'information chez le syndic, cette étude préliminaire servira de base à un BE extérieur qui pourra alors s'engager sur un résultat et établir un "audit" thermique officiel. Il n'est pas toujours facile de définir la répartition des énergies utiles entre le sanitaire et le chauffage d'une chaufferie assurant ces deux fonctions. Lorsque l'on est dans ce cas, quelques relevés et hypothèses peuvent aider à établir cette répartition tels par exemple:  La connaissance de la consommation annuelle totale de FOD par la copropriété pendant et en dehors de la période de chauffe, l'équivalent thermique de un litre de FOD ou de 1 m3 de gaz naturel proche de 10 kWh, la connaissance du coefficient de déperdition thermique dans les tuyauteries non isolées en watt/m² et °C, la consommation annuelle d'eau chaude en m³  ainsi que le rendement de la vieille chaudière en fin de vie que l'on supposera, par exemple, égale à 75%. (On peut s’informer chez le constructeur de la chaudière en communiquant la date d’achat et la référence des chaudières.) Sur la base de ce rendement et d'une consommation annuelle de fioul de 115 m³ c'est donc une énergie thermique de 1 150 000 x 0,75 = 862 500 kWh que la chaudière envoie annuellement sur le réseau hydraulique.

Un circuit sanitaire non calorifugé logé à l’intérieur du bâti participe pour une part non négligeable au chauffage d'un immeuble pendant la période de chauffe de 232 jours. Ceci à concurrence de 20 x 232 x 24 = 111 360 kWh.

(Voir le livre « la rivière et l’énergie page 116 notre de bas de page ⁴⁷⁾).

Le circuit sanitaire est aussi la cause d'une dépense d'énergie effectuée en pure perte de l'ordre de 20 x 133 x 24 = 63 800 kWh hors période de chauffe. Un immeuble de 66 appartements ayant un coefficient d'occupation moyen de 1,5 personne(s) par appartement consomme annuellement environ 5400 m³d'eau froide (En milieu urbain, chaque occupant consomme journellement, hors arrosage d'un jardin éventuel, environ 150 litres. Pour une consommation annuelle de 5400 m³ d’eau froide par an on estime que la consommation d'eau chaude représente sensiblement le tiers soit 1800 m³. Compte tenu de la chaleur spécifique de l'eau de 4,18 kJ/kg, l'énergie nécessaire pour réchauffer cette eau de 10 à 55°C est de : 1 800 000 x 4,18 x (55-10) = 338 x 10⁶ kJ = 94 000 kWh, soit sensiblement 50 kWh/m3. 

On y voit donc un peu plus clair sur la part d'énergie annuelle consacrée à l'eau chaude sanitaire : 

                 94 000 kWh  pour échauffer l'eau de 10 à 55°C

                 63 800 kWh  perdus hors période de chauffe dans les tuyauteries ECS.

               111 360 kWh  de participation au chauffage venant de l’ECS
                                    (tuyaux verticaux) pendant la période de chauffe

                    Soit  un total de 269 160  kWh 

Une bonne partie de cette énergie est aussi totalement perdue dans les tuyauteries horizontales hors bâti par suite d'un mauvais calorifugeage.

La débauche d'énergie actuelle dans les immeubles anciens n'est donc pas uniquement du au rendement modeste des chaudières anciennes ou au manque de sérieux dans leur entretien ou dans le mauvais réglage d’une régulation parfois primaire. Elle peut être le fait qu'une partie relativement importante de l'énergie thermique produite au départ de la chaufferie est perdue dans les réseaux de tuyauteries horizontales hors bâti. D’autant que, pendant l'hiver, ces tuyauteries sont dans un environnement plus froid que les tuyauteries verticales et d'un diamètre supérieur pour le chauffage.

Pour affiner la répartition des déperditions thermiques entre les tuyauteries verticales situées à l’intérieur du bâti et les tuyauteries horizontales hors bâti, on a intérêt à faire valider les pertes par un BE spécialisé et à améliorer autant que faire se peut le calorifugeage.

Pour simplifier le raisonnement, supposons une répartition des pertes en ligne moitié verticale, moitié horizontale. La part à affecter au chauffage est alors la suivante:

       862 500 kWh en départ chaudière     

       157 800 kWh (94 000+ 63800) à déduire puisqu’à attribuer à l’ECS

Soit 704 700 kWh à affecter au chauffage, ce montant incluant les pertes dans les tuyauteries horizontales hors bâti de 175 160 kWh  (111 360 + 63 800) supposées égales à celles des tuyauteries verticales intérieures au bâti.

La différence de 529 540 kWh (704 700 - 175 160) correspondant à l’énergie thermique perdue par conduction dans le bâti de l’immeuble ou ce qui revient au même celle développée par les radiateurs majorée de la participation des tuyauteries verticales.  

Le rendement global annuel est très modeste

 (94 000 + 529 540 / 1 150 000 = 623  540/ 1 150 000 =  54%

L'énergie la moins chère est celle que l'on ne consomme pas. De ce fait la solution consistant à estimer la nouvelle chaufferie sans améliorer l'isolation ne semble pas très logique. Elle peut pourtant se justifier dans l’ancien par le coût trop élevé de l'isolation au regard des économies d'énergie réalisées. Devoir investir 2 € par kWh économisé annuellement avec un prix de revient de l'énergie primaire à 0,1 €/kWh entraîne un temps de retour économique de 20 ans. La copropriété peut juger à juste titre qu’un tel retour économique est trop long, elle peut aussi considérer la lourdeur des décisions inhérentes à la copropriété et le retard pris par le législateur dans l'élaboration des textes permettant de faciliter la prise de décision (voir le livre page 149).  De plus, le risque que les aides fiscales ne soient moindres par le fait que l’on n’associe pas l'isolation avec la modernisation de la chaufferie (bouquet de travaux) est compensé par l'amélioration du rendement chaudière qui peut passer à 95% voire plus avec une chaudière à condensation et surtout par la génération d’ENR.

L'estimation des consommations moyennes annuelles n'est qu'une étape préliminaire.

Ce sont les notions de degrés jour unifié (DJU) associées probablement au volume habitable plutôt qu'à la surface habitable qui permettront de déterminer la puissance instantanée maximum que devra délivrer la chaufferie mixte qui pourra être légèrement surdimensionnée par rapport au besoin. 

 Constatations :

En raison des pertes par défaut d’isolation et de la régulation parfois primaire des chaudières anciennes le rendement global de 54% est très modeste. En raison de la difficulté à isoler les tuyauteries ECS dans les gaines verticales et des pertes actuelles dans les tuyauteries horizontales la répartition entre l’ECS et le chauffage est sensiblement la suivante :  ECS  30% , chauffage 70%

Sous réserve d'acceptation par le BE de la répartition 50/50 entre des pertes thermiques en ligne horizontales et verticales, l’étude  technique et  financière peut se faire sur la base de ces consommations si l'on ne procède à aucun travail d’isolation préalable.  Si l'on décide de remplacer les chaudières en place par deux chaudières ayant un rendement amélioré de 95%, celles-ci pourront fournir le même besoin de 862 500 kWh n’affectant pas le confort des occupant avec un besoin en combustible limité à 907 900 kWh au lieu de 1 150 000 kWh et un rendement global sensiblement amélioré de  

                                623  540 / 907 900 = 68,6 %