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Les énergies renouvelables : les possibilités, les pistes à suivre

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Les énergies renouvelables : les possibilités, les pistes à suivre

Message par bouguerra.z le Jeu 5 Aoû - 20:23

Les énergies renouvelables : les possibilités, les pistes à suivre:

Par énergies renouvelables, on entend essentiellement énergie solaire, que ce soit le rayonnement solaire direct (qui permet de faire de la chaleur ou de l’électricité) ou le rayonnement solaire déjà transformé en une autre forme d’énergie : l’énergies du vent (éolienne), l’énergie des cours d’eau (hydraulique), l’énergie du bois et des végétaux (biomasse).

Les techniques, matériels et procédés ayant trait aux énergies renouvelables, sont très nombreux et ont des niveaux d’avancement technique, des prix et des performances très variés. Une présentation exhaustive demanderait de nombreux développements qui deviendraient vite rébarbatifs pour le lecteur aussi, seul un tour d’horizon des techniques les plus fiables et techniquement éprouvées sera effectué

L’architecture bioclimatique :
Ce mot un peu plus savant que celui de « maison solaire » est cependant plus approprié, car le but à atteindre est de concevoir des bâtiments qui soient à la fois économes en énergie (en captant et en accumulant au maximum le rayonnement solaire direct pendant la période de chauffage) et confortables en été (en évitant d’avoir des surchauffes et sans recourir à des appareils de climatisation chers à l’achat, à l’entretien et polluants). Ce but peut être atteint en respectant des règles de conceptions architecturales (position des ouvertures, matériaux isolants, matériaux accumulateurs, espaces tampons, protection des vents dominants….). Pour approfondir ce sujet ou pour concevoir vous même les plans d’une maison bioclimatique ( thermiquement intelligente), vous pourrez lire avec profit le livre d’Edward Mazria
La « performance énergétique » de votre bâtiment pourra être estimée soit à partir des méthodes de calcul manuels (généralement fournies dans les livres spécialisés), soit à partir de logiciels informatiques qui feront une « simulation » permettant d’avoir le niveau de confort (température) et la consommation du bâtiment. L’emploi de logiciels est beaucoup plus performant que les méthodes de calculs manuels (surtout lorsque l’on cherche à optimiser les résultats en essayant différentes combinaisons) mais cela demande l’intervention d’un thermicien compétent.

Une bonne conception architecturale permet de réaliser des bâtiments qui économiseront de 30% à 50% (en ordre de grandeur) par rapport à un bâtiment ordinaire, ce qui signifie que, dans tous les cas, vous aurez besoin d’une autre source d’énergie (gaz, bois, pompe à chaleur…) pour le chauffage, pendant les périodes les moins ensoleillées.

Si une seule technique d’énergies renouvelable était à conseiller, ce serait certainement l’architecture bioclimatique. Le surcoût est faible, voir nul (mis à part les frais d’études de conception) puisque aucun élément technique n’est à ajouter. C’est la maison elle même qui joue le rôle de capteur, d’accumulateur et de diffuseur de chaleur, ceci entraîne également une absence de frais d’entretiens, enfin il ne faut pas oublier que l’approche climatique ne concerne pas que les économies d’énergie mais aussi le confort thermique d’hiver et d’été.

La conception bioclimatique n’est envisageable que pour un bâtiment neuf (éventuellement pour une rénovation lourde ). L’idéal est de commencer par chercher un terrain constructible en ayant déjà en tête les contraintes nécessaires (exposition au sud principalement).

La difficulté principale pour le candidat à la construction bioclimatique est de trouver des professionnels compétents dans le domaine. Pour cela, la meilleure solution est de se rapprocher d’associations locales spécialisées en énergies renouvelables, vous pourrez ainsi avoir des contacts avec des personnes ayant déjà réalisé des bâtiments (qu’il sera intéressant de visiter), qui vous ferons part de leurs expériences et vous pourrez également obtenir les adresses de professionnels compétents (architectes, thermiciens, entreprises). Pour trouver l’association la plus proche de chez vous, vous pouvez contacter le C.L.E.R (Comité de liaison énergies renouvelables) .
Pour l’écologiste qui cherche à avoir une approche globale, la conception bioclimatique pourra s’envisager simultanément à une approche « habitat et santé », qui elle même peut se décomposer en une recherche sur les matériaux sains (isolants naturels…..) et une recherche sur l’influence des formes sur le vivant (géobiologie, architecture sacrée, ondes de formes….).

Eau chaude sanitaire :
La production d’eau chaude sanitaire par énergie solaire est certainement la technique d’énergies renouvelable la plus répandue. Contrairement au chauffage, les besoins en E.C.S (eau chaude sanitaire) sont constants tout au long de l’année, ce qui permet d’être complètement autonome pendant la période estivale. En moyenne sur une année, le solaire permet de fournir 60% des besoins en E.C.S, ce qui implique qu’il faut une autre source d’énergie (gaz, bois, pompe à chaleur…) pour faire le complément, pendant les périodes les moins ensoleillées. Une installation d’E.C.S solaire se compose de trois parties. Premièrement une surface de captage (en général constituée par des capteurs plans vitrés) qui se place de façon inclinée et orientée vers le sud, elle peut être intégrée à la toiture, mise au dessus de la toiture, mise sur un mur, un pignon ou au sol, la principale contrainte est d’avoir un endroit sans ombre portée (la facilité d’accès est également à prendre en compte, sachant cependant que la maintenance est très réduite). Deuxièmement un ballon de stockage qui permet d’accumuler l’E.C.S produite pendant les heures d’ensoleillement et de la restituer tout au long de la journée (la consommation d’E.C.S se fait principalement le matin au lever et le soir, alors que la production du solaire se fait principalement en milieu de journée). Troisièmement un ensemble comprenant la ou les pompes de circulation et la régulation. Le dimensionnement des installations se fait en prenant un mètre carré de surface captante pour 50 litres de stockage, si vos besoins journaliers sont de 200 litres (d’eau à 50°C), vous installerez un ballon de 200 litres et 4 mètres carré de capteurs. L’ordre de grandeur du prix d’une installation est de 10 à 20 KF (fourniture, pose et raccordement) et il n’y a pas de subvention au niveau national. L’installation peut se faire pour une maison neuve ou pour une maison ancienne, avec la contrainte principale de trouver un endroit correct pour positionner la surface captante. Une attention toute particulière sera apportée au problème de la protection antigel des installations, la majorité des sinistres rencontrés sont dus au non respect des règles de l’art dans ce domaine.

Chauffage solaire:
De même que l’eau chaude sanitaire peut être produite par des capteurs solaires, il est possible de réaliser un chauffage solaire d’un bâtiment avec le même type de capteurs. Cela n’est possible que pour un bâtiment neuf ou en cas de rénovation lourde, en effet les diffuseurs de chaleur doivent être adaptés pour de la « basse » température à 50 °C, or les radiateurs « classiques » des chauffages centraux sont dimensionnés pour des températures de 90°C.

Le système le plus répandu actuellement est le principe du plancher solaire direct, qui se compose de trois parties. Premièrement une surface captante (voir les contraintes d’installation indiquées pour l’E.C.S) d’environ 12 à 18 m2 pour des surfaces habitables de 90 à 150 m2. Deuxièmement un plancher chauffant à basse température dans lequel circule directement l’eau chaude en provenance des capteurs. Ce plancher chauffant est constitué d’une dalle béton de 15 cm d’épaisseur dans laquelle sont noyés des tubes en polyéthylène réticulé de diamètre 13/16 mm ou 16/20 mm, espacés de 10 à 30 cm. Le rôle de cette dalle est d’accumuler l’énergie thermique en provenance des capteurs (énergie produite essentiellement en milieu de journée) et de la restituer progressivement tout au long de la journée et de la nuit, sans écart important de température. Troisièmement un ensemble de pompes et de régulations. Les installations sont généralement dimensionnées pour couvrir de 40 à 60% des besoins annuels en chauffage et en E.C.S, ce qui implique qu’il faut impérativement une autre source d’énergie (bois, gaz, pompe à chaleur…) pour assurer la totalité des besoins annuels.

L’ordre de grandeur de l’investissement est de 80 à 120 KF (en intégrant le chauffage et le ballon d’eau chaude sanitaire d’appoint) et il n’y a pas de subvention au niveau national.

Pour les amateurs d’auto construction, il faut signaler la possibilité de réaliser des toitures captantes à air, plus simples à mettre en œuvre que les capteurs à eau, moins onéreuses et présentant de bonnes performances.

Chauffage au bois :
Le sujet étant connu et ancien, nous n’en dirons que quelques mots. Les cheminées, avec ou sans systèmes de récupération et les poêles sont généralement employés comme agrément car ils nécessitent la présence des occupants pour être rechargés en combustible. Les chaudières à bois ne sont pas esthétiques, elles doivent être placées dans une chaufferie mais elles ont de très bons rendement, elles peuvent avoir une maintenance réduite soit en automatisant le chargement du combustible soit en réduisant le nombre de chargements manuels grâce à un ballon hydroaccumulateur. Une bonne solution pour un écovillage serait d’avoir une chaufferie au bois centralisée avec un réseau de chaleur assurant l’appoint en chauffage et en E.C.S pour les différents bâtiments bioclimatiques. Une production centralisée coûte moins cher en investissement et en entretien tout en ayant de meilleures performances

Energie éolienne :
L’humanité utilise le vent de puis la nuit des temps (bateau à voile, moulin à vents…)

C’est certainement la forme d’énergie renouvelable qui connaît le plus fort développement (même la France s’y met timidement !), les éoliennes ayant fait de gros progrès depuis une dizaine d’années (plus 55% en productivité, moins 50% en niveau de bruit), mais ceci concerne principalement les machines de grosse puissance (plusieurs centaines de kilowatts) installées par des collectivités locales ou des producteurs indépendants. Pour le particulier, des machines plus petites existent. Il faut d’abord étudier les ressources du lieu (consulter la station météo la plus proche) ensuite regarder les problèmes d’implantation et de voisinage (bruit).

Un mat de plus de 12m de haut nécessite un permis de construire et il faut une simple déclaration de travaux en mairie s’il fait moins de 12m de haut. Il est déconseiller de fixer l’éolienne sur la charpente ou la structure d’une habitation, à cause de la transmission des vibrations. Mis à part les éoliennes de pompage de l’eau, les éoliennes produisent en général de l’électricité, soit de la basse tension (12V ou 24V) qui peut être stockée dans des batteries puis transformé en courant alternatif 220V par un onduleur (solution intéressante pour un site isolé ou non raccordé au réseau EDF), soit directement du courant alternatif.
Energie hydraulique :
Si vous avez la chance de racheter un mieux moulin au bord d’une rivière, vous pourrez rénover l’installation en installant une turbine moderne qui vous permettra, si le débit d’eau est suffisent et régulier, d’être totalement autonome en énergie (électricité et chauffage). Par contre si vous êtes à proximité d’un cours d’eau non équipé et que toute l’installation est à créer, il vous sera très difficile d’obtenir les autorisations nécessaires, l’administration et les associations de protection de l’environnement (pêcheurs) étant plutôt opposés à de nouvelles installations.
Energie Photovoltaïque :
C’est la manière la plus moderne d’utiliser l’énergie solaire. Conçus à partir du silicium (le même matériaux qui sert à fabriquer les composants de nos appareils électroniques), des panneaux permettent de transformer directement le rayonnement solaire en courant électrique basse tension, qui peut être stocké et transformé, comme pour les éoliennes avec lesquelles il est possible de faire un couplage. La présence du vent et du soleil étant souvent complémentaires, l’éolienne et les photopiles pourrons débiter dans les mêmes batteries de stockage, le courant stocké sera ensuite utilisé directement par des appareils basse tension ou converti en courant alternatif 220V par un onduleur. Différents types de matériaux sont proposés dans le commerce, et il faudra prendre en compte la puissance fournie et pas simplement la surface de captage. Le rendement est de l’ordre de 10% ce qui signifie qu’avec 10m2 de capteurs, la puissance fournie sera de 1 KW. Le dimensionnement des installations doit cependant se faire en fonction de la quantité d’énergie consommée par jour (qui s’exprime en kilowatt.heure) et non en fonction de la puissance maximale appelée. Mis à part les cas d’utilisations ponctuelles (usage de vacances seul…) ou des cas de faibles besoins (recharge d’une batterie…),

l’usage de photopiles seules pour la production d’électricité permet très difficilement l’autonomie complète d’une maison d’habitation, à moins d’accepter un mode de vie très économe et d’avoir des appareils électroménagers eux aussi économes.

Subventions :
les systèmes de production de chaleur (chauffage ou E.C.S) ne sont pas subventionnés au niveau national pour l’instant, mais renseignez vous auprès de votre association locale [2], car des subventions régionales peuvent exister localement et des subventions nationales vont peut être voir le jour.

La production individuelle d’électricité est quant à elle subventionnée par la communauté européenne dans le cadre du projet Phebus . Le principe est d’avoir une installation de production électrique photovoltaïque couplée directement au réseau EDF 220V par un compteur réversible. Lorsque vous produisez plus d’énergie que vous n’en consommez, le surplus est injecté sur le réseau EDF et le compteur tourne à l’envers (vous devenez créditeur), lorsque vous produisez moins que ce que vous consommez, votre compteur tourne à l’endroit (vous devenez débiteur). Au final, vous payez chaque mois la différence entre ce que vous avez consommé et ce que vous avez produit. Si vous avez un solde créditeur, vous aurez (en général) un avoir à reporter sur le mois suivant, mais cela semble être au bon vouloir de agences locales EDF. Les installations mise en œuvre sont en moyenne de 10m2 de capteurs, ce qui représente une puissance de 1kw et une productivité de 900 à 1200 kwh/an. L’ordre de grandeur de l’investissement est de 40 KF (compte tenu de la subvention européenne) et les panneaux sont garantis 20 ans. Certaines régions assurent un financement complémentaire de l’ordre de 15KF. Le gros avantage du système Phebus couplé au réseau EDF est l’absence de batteries de stockage (qui restent chères et doivent être remplacées régulièrement) puisque c’est le réseau lui même qui fait office de stockage. Le compteur réversible et l’onduleur associé sont un matériel très particulier et il vous faudra obligatoirement passer par une association Phebus [3] pour réaliser une installation et pour obtenir les subventions.

Economies d’énergie:
Elles sont encore à l’ordre du jour et il reste important de prévoir des lampes basses consommation pour l’éclairage, des régulations performantes pour le chauffage, des systèmes de récupération d’énergie sur la ventilation ou sur les rejets d’E.C.S. Les appareils électroménagers sont aussi à étudier sérieusement du point de vue de leur consommation. Une nouvelle réglementation impose l’affichage des performances énergétiques pour les gros appareils (lave linge, sèche linge, réfrigérateurs, congélateurs….). Le classement est fait en sept catégories représentées par des lettre de A à G, la lettre A désignant les meilleures performances.

Conclusion:
Une approche globale et intelligente des problèmes énergétiques dans l’habitat devrait commencer par l’optimisation des consommations, ceci se réalise par une conception architecturale bioclimatique accompagnée par des équipements ménagers économes. Une fois les consommations diminuées (mais pas le confort), on peut envisager d’investir dans des systèmes de production d’énergie, qui seront des capteurs solaires thermiques pour le chauffage et l’E.C.S et des photopiles ou une éolienne pour l’électricité.

Enfin, il faut tordre le coup à une idée reçue qui voudrait que l’énergie solaire soit valable dans le sud mais d’aucun intérêt dans le nord, c’est faux, totalement faux et c’est même l’inverse qui est vrai. Sans entrer dans des calculs complexes, nous pouvons exprimer les faits suivants : Le nombre d’heures d’ensoleillement est plus élevé dans le sud que dans le nord ce qui fait que vous pourrez par exemple couvrir 70% de vos besoins en chauffage dans le sud alors que dans le nord vous ne couvrirez que 40% de vos besoins, mais les besoins sont eux complètement différents. La ou il faut de 6 à 8 mois de chauffage dans le nord, il n’en faut que 2 à 3 mois dans le sud. La quantité d’énergie que vous économisez dans le nord est donc de 40% d’une longue période de chauffage, ce qui représente plus que les 70% d’une petite période de chauffage que vous économisez dans le sud. Les pays d’Europe du nord ne s’y sont pas trompé, ce sont eux qui développent le plus le chauffage solaire. A l’inverse, un système de chauffage solaire installé dans le sud de l’Espagne serait impossible à amortir puisque les besoins de chauffage sont pratiquement nuls. Il ne faut pas perdre de vue que l’on cherche à économiser de l’énergie et non à mettre en place une installation qui couvre la totalité des besoins.[/font]
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Re: Les énergies renouvelables : les possibilités, les pistes à suivre

Message par taha_archi le Mar 23 Nov - 13:40

merci, et vive le devlompement durable

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