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Transcript

Comment prendre en compte les problématiques énergétiques et climatiques dans un projet d'urbanisme ?

CLIMAT

ENERGIE

URBANISME

Médiathèque l'ALPHA - 28 mai 2019

Programme

  • Eléments de contexte

Les effets du dérèglement climatique en Nouvelle-Aquitaine

Le renchérissement du coût des énergies : impact sur le budget des ménages

La réglementation : RT2012/2020, SRADDET, SCOT, PLUi

  • Notions utiles

Démarche négaWatt : sobriété, efficacité et énergies renouvelables

Consommation d'énergie, de la conception à la déconstruction

Approche en coût global

Exposition solaire

Ilots de chaleur et îlots de fraicheur

Energies renouvelables : état de lieux et perspectives

  • Les questions à se poser

Comment prendre en compte ces problématiques et données de base pour guider un projet d'aménagement ou de construction ?

ELEMENTS

DE CONTEXTE

Dérèglement climatique

source rapport Acclimaterra, 2018

Contexte règlementaire

Objectifs nationaux en matière d'énergie

reporté à 2035 dans la Programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE)

Règlementation thermique

SRADDET - PCAET - PLUi

RT 2012 - RE 2020

exigences en kWh/m².an des règlementations successives

La RT 2012 impose

- des objectifs quantitatifs quant à la performance globale de la construction

- des objectifs de moyens : étanchéité à l'air, recours à des énergies renouvelables,...

Il n'y a pas encore de RT2020 mais une expérimentation E+C-:

- diminution de la consommation d'énergie entre 5 et 20% par rapport à la RT2012

- prise en compte de l'énergie grise des matériaux de construction

Hausse des coûts de l'énergie

sources base Pégase + calculs CAUE16

Perspective : augmentation de plus de 50% de la facture

d'énergie domestique

2019 - 2030

Evolution de la facture énergétique annuelle

Evolution du prix des énergies

Maison RT 2012

ou rénovation BBC

Maison RT 2005

ou rénovation classique

(double vitrage, chauffage et combles)

Cumul des dépenses énergétiques jusqu'en 2030

+ 10 250 €

c€/kWh

Maison RT 2012

ou rénovation BBC

Evolution au cours des 10 dernières années

Maison de 100m², chauffage PAC air/eau

Maison RT 2005

ou rénovation classique

(double vitrage, chauffage et combles)

+ 3.7%/an

+ 3.6%/an

+ 2 %/an

Perspective : doublement du coût des déplacements domicile travail

2019 - 2030

+ 5 %/an

Cumul des dépenses jusqu'en 2030

Evolution des coûts annuels

liés aux déplacements domicile-travail

+ 3.2%/an

+ 2.10%/an

2030

2019

(source INSEE RP 2013 - Nouvelle-Aquitaine)

Trajet de 28 km aller/retour par jour, 5 jour par semaine pendant 42 semaine.

Véhicule diesel, 4.9l/100km. Pris en compte : assurance, entretien et évolution des coûts.

Une concentration des emplois dans les principales villes

Une couronne de personnes aux revenus plus élevés dans la périphérie immédiate des villes, au détriment de ceux qui en vivent éloignés ?

Une stratégie à concevoir dès le choix de localisation des ménages :

des prix de l'immobilier qui ne compensent pas les coûts d'éloignement sur le temps long

Deux questions pour l'avenir :

La plupart des actifs pourront-ils soutenir le coût de 20 à 60 km

de trajets aller-retour quotidiens ?

Comment les plus faibles revenus situés au-delà

peuvent-ils d'ores et déjà s'en acquitter ?

Ruffec

Linars

Barbezieux

source : EPF Poitou-Charentes, 2013

BASES DE REFLEXION ET NOTIONS UTILES

QUESTIONNEMENTS LIES

  • Prendre en compte les impacts

à toutes les étapes

et non seulement en phase d'usage

1-sobriété; 2-efficacité; 3-renouvelables

  • A-t-on exploité au maximum l'existant (bâtiments et infrastructures) ?
  • Si l'extension est indispensable, est-elle en continuité directe avec

le bourg ? L'occupation du sol est-elle rationnalisée ?

Les déplacements non autosolistes et actifs sont-ils favorisés ?

  • Les réseaux sont-ils optimisés ?
  • Les principes de sobriété des espaces publics ont-ils été respectés ?

Réduction de la consommation

Mesures à mettre en oeuvre

Penser réduction de la consommation avant de penser production

Réduction de la consommation

L'ampleur de la tache

Incidence supplémentaire

des déplacements induits

Bilan énergétique

construction neuve VS rénovation

Impact CO2

aménagement en extension

vs en coeur de bourg

= +47 l de carburant par an par ménage, soient 133 kgeq CO2

1457 l. pour 31 ménages, soient 4,1 teq CO2

= la consommation annuelle en chauffage

de 10 maisons RT2012 supplémentaires

= pour chaque ménage, 1/3 de la consommation annuelle de leur maison

800 m, 8 allers-retours par semaine (46 semaines) pour les déplacements de proximité (activités périscolaires, petits commerces, etc...)

consommation 7,3 l/100km +10% moteur froid ; 2,83kg eqCO2/l. d'essence (ADEME)

*

* construction conventionnelle parpaings ou briques.

Dans une construction les matériaux de la structure représentent 40% de l'énergie grise.

Source : Guide Biotech "

Economies de réseaux

et sobriété des espaces publics

Limiter l'extension des réseaux

par la compacité des formes et l'extension en continuité de l'existant

La qualité plutôt que la quantité

espaces publics

18 900 m²

17 860 m²

lutter contre

la monotonie et

la standardisation

laisser place

à la cacophonie

et l'impromptu

12 maisons

375 mètres

12 maisons

90 mètres

Illustration : compter sur le végétal

Quelle traduction des principes de sobriété pour les espaces publics ?

Faire confiance à la nature et qualifier les lieux par le végétal

Définition :

1. Tempérance dans le boire et le manger

2. Modération, mesure, discrétion

source : CNRTL

Privilégier des matériaux bruts, perméables et durables

Proposition de principes clefs :

> Valoriser le caractère des lieux en s'appuyant sur l'existant

> Laisser leur place aux usages spontanés

> Privilégier des matériaux perméables, durables et locaux et limiter leur nombre

> Réduire le mobilier urbain au strict nécessaire

> Mettre en avant la présence du végétal et lui laissant toute sa place

> Intégrer les réseaux dès la conception et limiter leur extension

> Anticiper sur des besoins en entretien légers, sans produits phytosanitaires

Tout en réduisant les coûts de gestion

  • Viser la mutualisation des équipements et des infrastructures
  • Le projet est-il mené dans une vision d'ensemble à court, moyen et long terme ?
  • La mixité des fonctions est-elle favorisée ? Dans le temps et dans l'espace ?
  • La proximité des bâtiment est-elle maximisée ?
  • Les moyens de production sont-ils mutualisés ?

Le principe de foisonnement

  • Maximiser les apports solaires tout en minimisant les surchauffes

Exposition solaire

ETE

HIVER

Puissance solaire reçue par façade au cours de la journée

  • L'orientation vers le sud est-elle privilégiée ?

L'abri des façades est-il permis par la mitoyenneté ou la végétation ?

  • Les nouveaux quartiers tiennent-t-ils compte des vents, de la course du soleil, de la réduction des îlots de chaleur et du lien avec l'existant ?
  • L'imperméabilisation des surfaces est-elle minimisée ?
  • Le type de surface diminue-t-il les risques de surchauffe ?
  • La végétalisation est-elle favorisée ?

Conception bioclimatique

et végétalisation...

L'approche bioclimatique, une des réponses

aux économies d'énergie et au réchauffement climatique ?

Une notion d'abord dédiée à l'architecture :

"Bâtiment bioclimatique : bâtiment dont l'implantation et la conception prennent en compte le climat et l'environnement immédiat, afin de réduire les besoins en énergie pour le chauffage, le refroidissement et l'éclairage."

source : actu-environnement.com d'après Légifrance

Que l'on peut transposer à l'urbanisme :

"A l'échelle de l'urbanisme, l'approche bio-climatique s'attachera donc à construire des formes urbaines et des aménagements (parcs, points d'eau, végétation, etc.) qui favorisent les apports solaires en hiver, protègent des vents dominants et apportent de la fraîcheur en été"

source : association Hespul

A l'échelle de la maison

A l'échelle de la parcelle

A l'échelle de la rue

Exemple d'application : utiliser les plantations

pour réguler les effets du climat sur la maison

Exemple d'application : organiser la parcelle en fonction des vents dominants et de la place laissée au jardin

Exemple d'application : concevoir les espaces publics pour limiter les effets d'îlots de chaleur

Planter pour le confort des promeneurs et des habitants

N

S'orienter et se protéger...

N

... tout en optimisant la surface jardinée

N

S

Exemple d'une application possible des principes de bioclimatie à l'échelle d'une rue

A l'échelle du bourg / du hameau

Exemple d'application : concevoir l'urbanisation en fonction de la course du soleil et des vents dominants

Exemple d'application : mutualiser les effets positifs de la présence des jardins dans les tissus constitués

S'inspirer des formes urbaines héritées

Favoriser le bâti mitoyen dans les quartiers denses

Des coeurs d'îlots jardinés pour tous les types d'urbanisation

Permettre une orientation sud sans ombrages réciproques

Ilôts de chaleur / de fraicheur

Privilégier l'ombre et la végétation

Une place publique en été

L'incidence des différents types de surface

Les principaux facteurs déterminants

Energies renouvelables

les besoins à couvrir

Rappel de l'ampleur

des réductions de consommation

Quelques équivalences

1TWh = 1 milliard de kWh

= la consommation annuelle de 270 000 foyers

= la production annuelle de :

  • 275 000 centrales solaires de 20 m² en toiture
  • 160 projets d'ombrières photovoltaiques équivalentes à Carat (27 000 m²)
  • 47 centrales photovoltaïques au sol

équivalentes à Nersac (25 ha)

  • 200 éoliennes standard (2,5 MW)
  • 85 éoliennes nouvelle génération (4,5 MW)
  • 46 éoliennes off shore (6MW)

TWh

  • Quelle stratégie et quels outils au sein des territoires ?

Energies renouvelables :

projection des quantités à produire

140 000 ha

x 3,7

3 000

maritimes

x 3

x 3,3

18 000

terrestres

44 000 ha

+ 39 %

860 maritimes

x 5,2

15 500

terrestres

x 2,4

6 000 éoliennes

+46%

+40%

Même en réduisant fortement les consommations il faudra fortement développer la production pour parvenir au 100% renouvelable en 2050.

Synthèse - questions soulevées

  • Quels sont les enjeux et objectifs du projet ?
  • De quelle manière répondre aux besoins et objectifs

tout en étant le plus sobre possible ?

Et en Charente ?

2050

2015

Installations de production d'énergie renouvelable en fonctionnement au 31/12/17

  • La forme urbaine induit-elle une économie maximale du bati, des mobilités et la mutualisation des moyens ?

Part de la production d'énergies renouvelables dans la consommation globale d'énergie

2018

Obj. 2050

x 1,85

133 TWh

247 TWh

6,9 millions d'appareils

domestiques

6300 chaufferies

x 3,2

15,1 GW

49 GW (terrestre)

env. 6500 éoliennes

= 18 000 éoliennes

(Nouvelle Aquitaine 0,9 GW)

+28 GW (maritime)

x 16

8,5 GW

140 GW

(Nouvelle Aquitaine 2,2 GW)

x 12

11 TWh

134 TWh

x 3,2

27 TWh

87 TWh

  • Les ressources naturelles (soleil, végétation) sont-elles exploitées de manière optimale ?
  • Quelle stratégie en matière de production d'énergie renouvelable pour nos territoires

Hausse des températures estivales moyennes

sur l'Aquitaine : +3°C en 50 ans

  • Amélioration des rendements des process par la généralisation des meilleures technologies disponibles
  • Réduction au strict nécessaire des consommations intermédiaires (emballages)
  • Limitation de la redondance des biens, diffusion des pratiques de mutualisation et des logiques "serviciel" plutot que "propriétaire"
  • Densification

Objectifs Négawatt

-62%

-56%

Coût global

Investissement-entretien

Collectivité-habitants

Coûts directs

Coût du foncier

Investissements

Dépenses de fonctionnement

Coût d'acquisition-rénovation

ou de construction

(coûts de régie)

Déplacements

Réseaux et voirie :

  • Investissement
  • Entretien-maintenance
  • Remise en état en fin de concession

Besoins thermiques

Coûts indirects ou différés

(non considérés ou sous-évalués)

Services :

  • Ordures ménagères
  • Distribution du courrier

Coût global : l'exemple des réseaux de chaleur

Les réseaux de chaleur : principe

Les réseaux de chaleur : atouts

  • Mutualisation des coûts d'investissement et d'entretien - maintenance.
  • Exploitation possible de sources d'énergie renouvelables ou de récupération peu coûteuses en fonctionnement.

Les réseaux de chaleur : conditions de viabilité

  • Densité thermique : proximité des batiments à desservir pour limiter les longueurs de réseau.
  • Complémentarité des usages : lissage des besoins au cours de la journée et de la semaine.

(donc mixité des types de batiments : logement, bureaux, écoles, équipements sportifs etc...)

Les réseaux de chaleur :

faire le lien avec un projet d'ensemble

  • Identification des parties du bourg les plus adaptées
  • Rénovation thermique complète du parc bati
  • Réduction de la part de maisons individuelles dans la construction neuve (20% en 2050 contre 46% actuellement)
  • Stabilisation de la surface moyenne des logements par habitant
  • Généralisation des meilleures technologies disponibles (électroménager, systèmes de chauffage, éclairage,...)

persistants

caducs

9 logements

Compter sur le caractère des lieux plutôt que multiplier la profusion de matériaux

16 logements

L'énergie grise

Des consommations d'énergie à toutes les étapes

L'épuisement

des ressources

Granultats

Consommation Charente 9t/hab/an (données BRGM)

Au niveau national, seuls 6,6% des granulats sont issus du recyclage

Métaux

Disparition prévue des réserves actuelles de cuivre en 26 ans

(conducteurs électriques, moteurs, canalisations...)

... de zinc en 15 ans

(coutures de toitures, galvanisation de l'acier)

Energie grise : illustrations

  • Report massif

- des modes de déplacement en voiture et en avion vers le rail, les transports en commun et les modes actifs

- du transport routier vers le rail et le fluvial

  • Circuits courts, meilleur remplissage des véhicules
  • Développement du covoiturage, réduction des distances parcourues, notamment par le télétravail
  • Réduction de la consommation moyenne des véhicules
  • Réduction des tonnages transportés

7 logements

Impact de l'aménagement (matériaux + mise en oeuvre) :

518 teq CO2 pour 32 logements

arbre de haute tige

à feuilles caduques

pergola

avec feuillage

caduc

sol perméable et enherbé

  • Requalification

des espaces publics

Illustration : faire preuve d'économie

Ne pas encombrer, limiter le mobilier urbain, aller à l'essentiel

CANICULES

PRECIPITATIONS

  • Retour d'une canicule semblable à 2003 2 fois plus probable
  • Episodes plus intenses et plus fréquents
  • Crues exceptionnelles

Impact de l'aménagement (matériaux + mise en oeuvre) :

1416 teq CO2 pour 31 logements

moyenne parc existant : 180 kWh/m²

cible rénovation basse conso. : 80 kWh/m²

  • captage solaire hivernal maximal
  • orientation privilégiée pour l'installation de capteurs solaires
  • surchauffes estivales évitables par protections hautes

FACADES SUD

FACADES EST ET OUEST

  • captage hivernal négligeable
  • risque de surchauffe estivale. A protéger par mitoyennetés ou végétation

c€/kWh

+ 48 %

Projection sur les 10 prochaines années

+ 45 %

+ 22 %

+ 70 %

+ 42 %

+ 26 %

Tendantiel

  • Création du réseau et offre de raccordement volontaire

Coût du foncier

Investissements

Dépenses de fonctionnement

Coût d'acquisition-rénovation

ou de construction

(coûts de régie)

Déplacements

Besoins thermiques

Réseaux et voirie :

  • Entretien-maintenance
  • Remise en état en fin de concession

Services :

  • Ordures ménagères
  • Distribution du courrier
  • Favoriser les énergies renouvelables tout en les encadrant
  • Extension mesurée anticipée dès l'origine du projet
  • Réduction du gaspillage alimentaire, réduction de la consommation de viande selon la tendance actuelle
  • Basculement de l'agriculture conventionnelle vers l'agriculture biologique

+896 teqCO2 soit 28 ans d'émissions

des 31 logements (hypothèse chauffage gaz)

ou 869 allers-retours Paris-New York

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