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Rapport d’expertise : la rénovation énergétique “par étapes” pour le logement individuel

Une étude fourni un point concret sur la rénovation “par étapes” des logements et analyse les conditions de réussite à la réalisation de rénovations performantes permettant au parc français de maisons individuelles d’atteindre, par étapes, le niveau de performance BBC rénovation ou équivalent à l’horizon 2050.

La rénovation performante est un impératif majeur pour réduire les consommations d’énergie. Mais elle l’est également pour préserver la santé des occupants, leur confort et leur logement. 

Il est vrai que rénover un logement en une seule fois est la solution la plus judicieuse techniquement et économiquement parlant. Mais parfois, cela n’est pas possible. S’impose alors, la rénovation par étapes. Mais quel est l’optimum, 2 ou 3 étapes ?  Savez-vous qu’à partir de 4 étapes, nous arrivons à ce que l’on appelle  des « impasses de rénovation ». Comme indiqué, il devient impossible d’arriver à des objectifs dit BBC (80 kWh/m2.an) d’ici 2050 !?

Savez-vous également que les gestes de travaux nommées rénovations partielles même de travaux BBC compatibles sont largement insuffisants pour l’atteinte du niveau de performance BBC rénovation ou équivalent à terme !

L’étude qui suit, sortie en janvier 2021, a été rédigée pour le compte de l’ADEME par DOREMI et le bureaux d’études ENERTECH.

rénovation énergétique

La rénovation énergétique : Quels sont les constats actuels ?

L’objectif français est de « disposer d’un parc bâti BBC rénovation ou assimilé à l’horizon 2050 » (Code de l’Énergie), en moyenne nationale. Il devient nécessaire d’atteindre cet objectif pour relever simultanément les défis climatiques (neutralité carbone en 2050), énergétiques (division par 2 des consommations énergétiques à 2050) et sociaux (lutte contre la précarité).

Pour les logements individuels, (plus de 16 millions de maisons en résidence principale, 56% des logements français), selon de nombreuses études actuellement en cours, le nombre de rénovations « BBC ou équivalent » est à ce jour faible au regard des rythmes à atteindre (plusieurs centaines de milliers de rénovations BBC rénovation ou équivalent par an) :

  • 3780 rénovations « BBC rénovation ou équivalent » réalisées en une seule fois ;
  • Quelques centaines de rénovations « BBC par étapes » initiées (1ère étape réalisée) et aucune menée à terme depuis 2011.

De nos jours, les pratiques majoritaires consistent à réaliser des opérations d’entretien ou de maintenance (changement de fenêtres et/ou de chaudière), mais aussi des rénovations ponctuelles (principalement 1 à 2 postes de travaux) selon les opportunités offertes par les aides financières (isolation des combles, des planchers bas, des murs…). 

Ces travaux n’ont pas permis à ce jour d’infléchir la courbe des consommations vers le niveau BBC rénovation visé pour le parc bâti dans son ensemble. Toutefois, ils peuvent participer à l’apparition ou au renforcement de désordres, de pathologies et de problèmes sanitaires (moisissures dans le logement, baisse du renouvellement d’air hygiénique…), malgré l’amélioration de confort pouvant être ressentie par les occupants.

étude "rénovation performante par étapes" : objectif et méthode

L’étude a pour but d‘identifier les conditions de réussite permettant d’atteindre la performance à terme en rénovation par étapes, en maison individuelle. Pour cela, elle s’est appuyée sur des enseignements issus de 2 approches : qualitative et calculatoire

Une approche qualitative permet de s’intéresser au confort des occupants  à leur santé (qualité de l’air intérieur notamment), mais également à la préservation du bâti. Elle se fonde à la fois sur des études publiées sur ces domaines, et des analyses des nombreux retours de terrains (pratiques actuelles, apparitions de moisissures de plus en plus fréquentes…). À l’intérieur, on y retrouve des exemples assez classiques de difficultés qui apparaissent lorsque deux postes de travaux ne sont pas traités de façon simultanée : isolation des combles ou remplacement des fenêtres et report de l’isolation des murs. Ce dernier cas est fréquemment observé sur le parc de logements alors qu’il engendre de nombreuses impasses de rénovation : les ménages ne veulent pas forcément détruire des travaux récemment finis (reprise des tableaux de fenêtres, remplacement des nouveaux volets roulants…) pour assurer une continuité de l’isolation nécessaire à la performance.

Pourtant, ne pas traiter correctement l’interface menuiserie/mur génère des ponts thermiques en périphérie des menuiseries ce qui favorise le développement de moisissures. L’étude montre par des exemples concrets et très fréquents les enjeux et les points de vigilances lors du traitement d’une interface entre deux postes réalisés en étapes distinctes.

Concernant l‘approche calculatoire, elle se concentre sur 10 typologies de logements construits avant 1982, auxquelles sont appliqués des parcours de travaux allant de 1 à 6 étapes. Les conclusions des calculs sont analysées à l’échelle du parc entier afin de définir une stratégie à porter au niveau national : quels sont les parcours menant à une consommation moyenne nationale (chauffage + production d’eau chaude sanitaire) inférieure au seuil BBC rénovation (80 kWhEP/m2shab.an) ?

Finalement, ces deux approches se complètent afin de définir les conditions de réussite d’une rénovation par étapes performante à terme, conditions présentées dans cette synthèse.

des définitions clés & clairs concernant la rénovation énergétique

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Très fréquemment, on parle de “rénovation énergétique” au sens large, en oubliant d’évoquer le niveau de consommation énergétique de ces rénovations ni la façon de l’atteindre. Les différentes appellations sont nombreuses : rénovation par étapes, rénovations partielles, élément par élément ou par gestes de rénovation, rénovation globale, travaux BBC-compatibles, rénovation BBC par étapes, rénovation par morceaux…

Afin d’obtenir plus d’efficience dans les politiques publiques et les débats, il est indispensable de distinguer le niveau de performance atteint par la rénovation du parcours de rénovation emprunté. Le parcours de rénovation peut être conduit en plusieurs opérations de travaux successives (« rénovation par étapes ») ou en une seule opération de travaux (« rénovation complète »). Il devient donc logique de préciser les définitions ci-après.

Rénovation performante d’un bâtiment : Il s’agit d’un ensemble de travaux qui permettent au parc bâti d’atteindre a minima le niveau BBC rénovation ou équivalent, en moyenne nationale et à l’horizon 2050. Il faut en même temps, ne pas mettre en danger la santé des occupants, préserver le bâti de toutes pathologies liées à ces travaux et assurer le confort thermique et acoustique été comme hiver.

Le bâtiment rénové performant peut atteindre lui-même le niveau de consommation BBC rénovation, ou alors contribuer à l’atteinte de cet objectif pour le parc bâti en moyenne nationale. Cela passe notamment par la mise en œuvre d’une combinaison de travaux adaptée.

Un bâtiment rénové performant est un bâtiment qui a traité :

  • les 6 postes de travaux  (ventilation et production de chauffage/eau chaude sanitaire, isolation des murs, des planchers bas et de la toiture, remplacement des menuiseries extérieures)
  • ainsi que les interfaces (jonctions physiques entre ces postes de travaux assurant l’étanchéité à l’air et la continuité de l’isolation) et les interactions entre ces postes (bon dimensionnement des systèmes notamment). 

Le niveau BBC rénovation fait référence aux termes de l’arrêté du 29 septembre 2009, soit un objectif de consommation de 80 kWh en énergie primaire par m² SHON et par an modulée selon la situation géographique et l’altitude du lieu considéré.

Une rénovation peut être performante en une seule étape de travaux : il s’agit de la la rénovation complète et performante (aussi appelé rénovation globale).

Mais la rénovation peut également être performante en plusieurs étapes : on parle alors de rénovation performante par étapes, ou rénovation par étapes performante à terme. Le terme est l’horizon 2050, une fois l’ensemble des étapes de travaux réalisées. La complexité de l’exercice impose des conditions de réussite décrites dans cette étude (nombre d’étapes, traitement des interfaces et interactions, …).

Pour atteindre cette performance, il est préférable d’envisager une approche globale de la rénovation (ou une vision globale). Cela consiste en une analyse architecturale et technique pour définir les bouquets de travaux pertinents et anticiper la bonne gestion des interfaces et des interactions entre postes de travaux.

Concernant la rénovation partielle, on parle ici d’une action de travaux qui représente l’essentiel des pratiques actuelles de travaux énergétiques (approche « élément par élément », par « gestes de travaux » ou par « petits bouquets de 2 à 3 travaux »), sans approche globale, non coordonnées et ne traitant que quelques postes de travaux.

Attention, cette approche de la rénovation ne permet pas d’atteindre la performance à terme !

rénovation énergétique

ne pas nuire & éviter les non-qualités en rénovation énergétique (non-conformités, désordres, malfaçons...)

Une rénovation qui préserve la santé des occupants et le bâti doit respecter des bonnes pratiques en matière de migration d’humidité et de vapeur d’eau, dans le but d’éviter les phénomènes de condensation à l’origine de développements de moisissures et de pathologies diverses pour le bâti, qui peuvent également porter préjudice à la qualité de l’air intérieur et à la santé des occupants.

Voici quelques impératifs à mettre en pratique : 

  • Assurer un renouvellement d’air suffisant par une ventilation mécanique contrôlée. Par exemple, une ventilation continue à un débit de 0,6 vol/h permet d’évacuer l’humidité et les autres polluants de l’air et de garantir ainsi une bonne qualité d’air intérieur dans toutes les pièces du logement ;
  • Accorder un soin particulier au traitement des interfaces  permettant une continuité de la barrière frein-vapeur, de l’étanchéité à l’air et le traitement des principaux ponts thermiques qui pourraient créer des points froids pathogènes si l’interface entre deux postes de travaux n’est pas abordée dans sa globalité. 

Il est important de noter que les  rénovations partielles, par gestes de travaux, ne répondent pas aux critères de réussite des rénovations performantes à terme, car elles ne traitent pas simultanément les différents éléments de l’enveloppe, et par conséquent ne peuvent traiter ni la continuité de la migration de vapeur, ni celle de l’étanchéité à l’air, ni les ponts thermiques, au niveau des interfaces. L’approche quantitative, elle, conduit au contraire à viser une 1ère étape de travaux conséquente, en regroupant judicieusement plusieurs postes de travaux.

Atteindre la performance à terme : les principaux résultats de calcul

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Le rapport restitue un calcul sur 10 typologies de maisons représentatives du parc d’avant 1982, et 5 parcours de rénovation entre 1 et 6 étapes permettant de traiter les 6 postes de travaux d’une rénovation performante : remplacement des menuiseries extérieures, systèmes de ventilation et de chauffage/ECS, isolation des murs, de la toiture, du plancher bas. 

Cette analyse conduit aux  conclusions suivantes pour le parc construit avant 1982  :

  1. La rénovation complète et performante permet d’amener le parc au niveau de performance requis (Objectif fixé à 80 kWhEP/m2SHAB.an pour le chauffage et l’ECS en calcul physique, soit l’équivalent aux 80 kWhEP/m2SRT.an pour les 5 postes du label BBC rénovation (calcul conventionnel).
  2. Les rénovations en 2 ou 3 étapes de travaux peuvent amener le parc au niveau de performance requis sous réserve du bon traitement des interfaces et interactions et du regroupement de 4 à 5 postes de travaux judicieusement choisis dans la première étape.
  3. Les pratiques actuelles (traitement de 5 postes de travaux sur 6, avec une performance alignée sur les seuils des aides financières) ne permettent pas d’amener le parc au niveau de performance à terme. Ce qui est également le cas pour un parcours par gestes de travaux embarquant un niveau de performance intrinsèque compatible avec le niveau BBC rénovation pour les 6 postes mais sans prendre en compte les interfaces et interactions. Pour ces parcours, les niveaux de consommation du parc à terme sont 1,4 à 2,7 fois plus élevés que les objectifs.

Attention : les objectifs BBC rénovation sont atteints avec des travaux en 2 étapes.

Les écarts relatifs entre les parcours sont significatifs (cf. Figure C) : un programme de rénovation composé de travaux dont chacun atteint la performance intrinsèque BBC rénovation (résistance thermique d’une paroi opaque, conductivité thermique d’une paroi vitrée, rendement d’un système de chauffage, etc.) permet effectivement d’atteindre un niveau de performance « BBC rénovation ou équivalent », sur la moyenne du parc, en 1 ou 2 étapes si les interfaces sont bien traitées, mais augmente de + 30% les consommations énergétiques en moyenne sur le parc s’il est mis en œuvre en 3 ou 4 étapes, et à jusqu’à +60% en moyenne du parc en 6 étapes. 

La Figure D décline les résultats des calculs pour les parcours de rénovation en une seule étape (RCP) et les pratiques actuelles pour les 10 typologies étudiées et sur la moyenne du parc de maisons individuelles construites avant 1982. Ce graphique fait apparaitre une conclusion complémentaire : les typologies de maisons (compacité, mitoyenneté, impact des ponts thermiques…) et le programme de travaux envisagé (par exemple ITE ou ITI, chaudière gaz ou bois, etc.) font varier le niveau de performance à terme autour de l’objectif de consommation (entre 43 kWhEP/m2.an et 97 kWhEP/m2 .an pour la RCP pour un objectif national de  80 kWhEP/m2.an). 

Il est indispensable de retenir qu’une stratégie de rénovation doit concerner le parc de logement dans son ensemble (moyenne du parc rénové en RCP : 70,7 kWhEP/m2.an). Si toutefois, les efforts étaient limités à certaines typologies, il faudrait réaliser des efforts beaucoup plus conséquents sur d’autres (ce qui peut mettre en péril l’équilibre économique de la rénovation).

De plus, cette étude révèle que les écarts de consommation entre parcours d’une même typologie sont très variables (parfois élevés, parfois faibles) et ne dépendent pas du nombre d’étapes. Ce résultat confirme l’analyse qualitative précédente (matrice des interfaces) selon laquelle certaines configurations de travaux sont plus faciles à traiter non-simultanément (impact moindre sur la performance à terme) tandis que d’autres sont plus délicates (impact plus élevé).

Les systèmes d’améliorations énergétique

  1. La ventilation possède plusieurs enjeux simultanément : la réduction des consommations de chauffage et d’électricité, la gestion de l’humidité et des polluants. Elle doit être mise en place dès la 1ère étape de travaux dans le but de réduire le risque de condensation (et ainsi les pathologies) et d’améliorer la qualité de l’air intérieur. La ventilation double-flux semble être le système le plus efficient en rénovation, c’est-à-dire capable d’atteindre efficacement ces différents objectifs, si elle est bien posée, bien entretenue, et équipée d’un échangeur à haut rendement  (85% selon Eurovent et/ou supérieur à 70% selon PHI7) et de ventilateurs basse consommation (< 0,25 W/m3/h).
  2. Le système de chauffage doit avoir un bon rendement même à basse puissance puisque les besoins sont extrêmement réduits dans une rénovation performante. La plage de modulation de certaines chaudières gaz est importante, et autorise leur mise en place dès lors que les déperditions ont été divisées par deux à la première étape de travaux. Pour les chaudières bois, fioul, les PAC, ou encore les poêles à bois, la plage de modulation est beaucoup plus restreinte, il sera nécessaire de les remplacer en fin de parcours. Lorsque le système de chauffage (défaillant) doit être remplacé en début de parcours, il est nécessaire d’embarquer simultanément la rénovation de l’enveloppe afin de réduire fortement les déperditions. Dans le cas contraire, une surconsommation importante apparaitra ce qui est incompatible avec  la performance visée (excepté pour certaines chaudières gaz très modulantes, seuls systèmes de chauffage actuellement sur le marché disposant d’une grande plage de modulation de puissance). Dans certaines rénovations où l’équipement de production de chaleur est remplacé avant réduction des besoins, l’occupant se verra obliger de  remplacer le système une seconde fois en fin de parcours.
  3. Les consommations pour la production d’ECS deviennent importantes dans le bilan énergétique d’un rénovation performante (de 20% à 70% des consommations du logement) et doit impérativement être traité en rénovation performante : calorifugeage des réseaux de distribution, surisolation des ballons électriques s’ils sont conservés et mise en place de systèmes hydroéconomes. 
  4. Les énergies renouvelables (EnR) pour le chauffage (poêle bois, chaudières bois, pompes à chaleur, solaire thermique) doivent être intégrées prioritairement sur toutes les maisons pour des parcours en une à trois étapes. Cependant, la compensation du moins bon bilan énergétique d’un parcours en quatre étapes ou plus par une production EnR n’est pas souhaitable : l’investissement nécessaire dépasse systématiquement le coût d’une rénovation complète (en une seule étape). De plus, la multiplicité du nombre d’étapes de ces parcours compensés par énergies renouvelables risque de générer une mauvaise qualité d’air intérieur (report de la ventilation notamment), des risques de pathologies dans les parois (humidité dans les murs, ponts thermiques, etc.) et donc d’inconfort pour les occupants : la température de consigne est alors augmentée pour compenser cet inconfort ce qui entraine une surconsommation. Pour atteindre et assurer un maintien de la performance dans le temps (bilan énergétique et confort pour les occupants), il est donc préférable de réduire le nombre d’étapes de travaux, plutôt que d’investir dans des EnR pour compenser une consommation d’énergie trop élevée liée au nombre d’étapes.

rénovation par étapes efficiente : les conditions de réussites & outils à développer

L’étude montre que la rénovation performante par étapes est envisageable, mais sous certaines conditions, bien qu’elle soit plus complexe à réaliser.

N’oublions pas que dans tous les cas, une approche globale de la rénovation est requise, elle n’est pas uniquement réservée à la rénovation en une seule fois. Ainsi, qu’importe le nombre d’étapes, l’approche globale implique : 

  • De respecter les bonnes pratiques en matière de migration d’humidité et de vapeur d’eau ;
  • D’assurer un renouvellement d’air suffisant pour assurer une bonne qualité de l’air intérieur;
  • De traiter les 6 postes de travaux au bon niveau de performance ;
  • D’accorder un soin particulier au traitement des interfaces (continuité de la barrière freine-vapeur, de l’étanchéité à l’air et traitement des principaux ponts thermiques) ;
  • De respecter un ensemble de préconisations pour le choix des systèmes de ventilation, de chauffage et de production d’ECS ;
  • De réaliser un plan de financement sur l’ensemble du parcours.

Une bonne maitrise des interfaces est l’élément essentiel de la performance, ce qui impose d’appliquer l’ensemble des conditions suivantes à tous les parcours de rénovation envisagés :

  1. Limiter à 2 ou 3 étapes de travaux le parcours de rénovation; 
  2. ET une bonne conception en amont, afin de regrouper les postes de travaux judicieusement et notamment le regroupement de 4 à 5 postes dans une première étape,
  3. ET une excellente coordination des différents corps de métiers, même à des années d’intervalle pour assurer un traitement performant des interfaces et des interactions. Actuellement, ce point constitue un défi majeur dans la mise en place d’une dynamique massive de rénovations par étapes performantes à terme.

Quelques nécessités mises en relief par l’étude : 

  • Poursuivre le travail d’analyse détaillée sur les points de vigilance associés aux différentes configurations d’interfaces rencontrées en rénovation,
  • Identifier clairement au regard des objectifs, les interfaces qu’il est envisageable/délicat/aberrant de traiter en plusieurs étapes, et les regroupements de travaux judicieux,
  • Sensibiliser les ménages et d’aider les accompagnants à contribuer à une prise de décision éclairée entre les différents parcours de rénovation performante (en une fois ou en 2 à 3 étapes),
  • Outiller, former et accompagner les professionnels à la réalisation de rénovation performante en une seule ou plusieurs étapes (3 maximum) avec par exemple des carnets de détails appuyant la conception, la mise en œuvre et facilitant la traçabilité des choix réalisés.

rénovation énergétique par étapes réussie : nouvelles pratiques & orientations

Après de nombreuses préconisations techniques, l’étude met également en avant quelques évolutions souhaitables des dispositifs d’accompagnement et de financement de la rénovation énergétique, qui sont autant de conditions de réussite à mettre en place. 

Voici ce qu’il en ressort : 

  •  Écarter les rénovations partielles, dont la juxtaposition des gestes de travaux ne permet pas d’atteindre une performance à terme et risque de favoriser le développement de pathologies entre étapes de travaux,
  • Promouvoir et faciliter le financement et la réalisation de rénovations performantes en une étape (rénovation complète et performante, RCP),
  • Accompagner des rénovations performantes par étapes (avec 3 étapes maximum) lorsque la RCP ne peut pas être envisageable pour des contraintes techniques, psychologiques (reprise de travaux récents), sociologiques et/ou architecturales.
  • Faire évoluer les systèmes de production de chauffage basés sur les énergies renouvelables afin qu’ils proposent des plages de modulation plus importantes.

Ce que cela implique : 

  • Une évolution de la communication nationale autour de la rénovation énergétique en intégrant la notion de performance (sain + préservation du bâti + confortable + consommation BBC rénovation ou équivalent) pour les rénovations en une ou plusieurs étapes (3 maximum),
  • Densifier le dispositif d’information, conseil et accompagnement des ménages dans le but  d’accélérer la rénovation performante, et le faire évoluer pour y intégrer l’accompagnement technique en amont pendant et après le chantier nécessaire à cette rénovation performante.
  • Soutenir la montée en compétence et l’accompagnement des professionnels dans leurs changements de pratiques, afin de pouvoir traiter les nouveaux enjeux, complexes, de la rénovation performante par étapes.

pour conclure :

Il apparaît donc fondamental, en maison individuelle, de favoriser la rénovation complète et performante et de construire d’urgence les outils pour rendre possible la rénovation performante par étapes en 2 ou 3 étapes de travaux. C’est un impératif majeur à l’échelle nationale afin de réduire les consommations d’énergie, mais également pour préserver la santé des occupants, leur confort et le bâti.

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