24 avril 2017
Pageau Morel
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Bâtiment ultraperformant avant d’être un bâtiment zéro-énergie

Quels sont les obstacles à la réalisation de bâtiments net-zéro énergie au Québec ? Quelles sont les étapes pour obtenir un bâtiment ultraperformant ?

Tout d’abord, on se doit de définir l’expression net-zéro énergie. La définition reconnue par le département de l’Énergie des États-Unis est la suivante : « un bâtiment énergétiquement efficace qui, sur une base d’énergie à la source, consomme moins ou autant que l’énergie renouvelable produite sur le site ». L’énergie à la source est l’énergie primaire requise à la centrale pour produire l’électricité qui sera utilisée par le bâtiment. La définition généralement utilisée au Québec, c’est-à-dire l’énergie prise du réseau et retournée au réseau devant être égale sur une base annuelle, n’est vraie que si l’on considère une efficacité de 100 % et que toute l’électricité que nous fournit Hydro-Québec est de l’énergie source et renouvelable. Une autre définition que l’on rencontre de plus en plus est « zéro carbone », c’est-à-dire que le bâtiment n’utilise aucune énergie fossile. Encore une fois, il faut considérer aussi la nature de l’énergie qui a été utilisée pour produire l’électricité qui nous est fournie. La production par panneaux photovoltaïques à Montréal est très intéressante à 1198 kWh/kW et se compare avantageusement à d’autres villes canadiennes.

Les barrières à la diffusion des bâtiments net-zéro énergie au Québec sont de plusieurs ordres. Parmi celles-ci, notons le prix de l’énergie qui est relativement bas au Québec comparativement à d’autres endroits à travers le monde, la limitation à 50 kW de la puissance d’échange d’énergie sans pénalité avec le réseau électrique, la complexité potentielle des systèmes mis en place, l’intégration plus ou moins réussie des différents systèmes, le manque d’information publiée, les risques associés aux nouvelles technologies et, parfois, le manque de connaissances du personnel d’opération et d’entretien.

Il faut aussi considérer qu’il y a opposition entre la garantie d’accès au soleil et la nécessaire densification urbaine requise afin de protéger les territoires agricoles et de maximiser le transport en commun ainsi que l’utilisation des infrastructures.

La majorité des bâtiments zéro-énergie du Québec sont des bâtiments hors réseaux pour lesquels le raccordement au réseau électrique public nécessite des investissements très importants. La plupart du temps, ces bâtiments utilisent une production locale d’électricité par panneaux photovoltaïques avec accumulateurs et de la biomasse comme le bois pour le chauffage.

La première étape pour la réalisation d’un bâtiment net-zéro est de travailler en conception intégrée avec tous les intervenants autour de la table à partir du premier jour. Une attention toute spéciale sera d’abord portée à l’enveloppe afin qu’elle soit hyperperformante. Par exemple, pour le projet Abondance Le Soleil, triplex de Verdun à consommation énergétique nette nulle, les résistances thermiques suivantes ont été utilisées : murs à R-45, toit à R-70, fenêtres à R-7. Pour un bâtiment commercial, l’objectif sera d’obtenir une consommation annuelle totale de l’ordre de 50 kWh/m² comparativement à une consommation de l’ordre de 150 kWh/m² pour un bâtiment bien construit. Une attention particulière sera portée au vitrage, généralement triple, et à son orientation, le premier objectif étant de favoriser l’éclairage naturel, en maximisant l’apport solaire en hiver et en limitant les gains solaires en été. Par la suite, un effort important devra être mis sur la réduction de la consommation interne de l’énergie en éliminant les consommateurs inutiles autant que possible et en choisissant des appareils à très haute efficacité. Dans le secteur résidentiel, des électroménagers ayant la cote Energy Star la plus élevée seront favorisés. L’éclairage artificiel devra être de très haute efficacité et contrôlé en fonction de la présence des occupants et aussi en fonction de l’apport de lumière naturelle. La force motrice pour la ventilation et le pompage doit également être réduite au minimum. Une attention particulière doit aussi être portée aux charges informatiques, car elles relèvent souvent d’un département indépendant qui a parfois ses propres objectifs qui peuvent diverger de l’objectif net-zéro.

L’utilisation d’énergie passive pour l’éclairage, le chauffage, la ventilation et la climatisation nécessite la collaboration de tous et une simulation énergétique détaillée. Cette étape requiert de multiples itérations afin de trouver la combinaison la plus simple possible.

Ensuite, il s’agit de récupérer les énergies internes dissipées par les occupants et les différents usages afin de les entreposer pour les utiliser à un endroit qui requiert du chauffage, comme le côté nord du bâtiment, ou pour les utiliser ultérieurement.

Finalement, il s’agit de trouver une source d’énergie à faible impact environnemental pour combler les manques, soit des systèmes d’aérothermie, de géothermie ou alimentés à la biomasse. 

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