Calculs et Modélisation

De nombreux outils, tels que décrits ci-dessous, peuvent aider à évaluer le rendement et les répercussions énergétiques du bâtiment. Chacun de ces outils est important dans le processus de planification; si l’on ne procède pas à une analyse adéquate avant de sélectionner les matériaux et les assemblages, les avantages écologiques de la mise à niveau ou de la réhabilitation du bâtiment peuvent être limités, voire neutralisés, par la charge environnementale des matériaux et d’autres conséquences imprévues à court et à long terme.

De plus, les projets exigeant un grand nombre de matériaux neufs offrent moins d’avantages écologiques importants que ceux où l’emprise au sol et l’usage du bâtiment demeurent intacts.   Une planification soignée et l’utilisation des outils disponibles permettent de rénover des bâtiments existants de manière durable, tout en répondant ou même en dépassant les normes de construction et les exigences des systèmes de cotation écologiques.   Les données qui en découlent peuvent également s’avérer bénéfiques à long terme, puisqu’elles dressent un profil comportemental et permettent de reconnaître les facteurs à surveiller.

Outils d’Évaluation

Analyse du cycle de vie

Une analyse du cycle de vie (ACV) peut aider à améliorer l’efficacité énergétique de manière économique tout en respectant le caractère du bâtiment. L’ACV permet de comparer les répercussions environnementales d’une réhabilitation à celles d’une nouvelle construction, mais aussi d’analyser les répercussions environnementales des matériaux et des assemblages envisagés.

Pour les projets de mise à niveau et de réhabilitation prévoyant des améliorations énergétiques, une ACV permet de comprendre les caractéristiques environnementales et énergétiques passées et présentes. Parmi les paramètres écologiques d’un bâtiment se trouve l’empreinte carbone; l’ACV tient compte des coûts associés au carbone tout au long du cycle de vie, en plus du rendement énergétique, ce qui donne une idée plus juste de la charge écologique du traitement choisi. ,   Au cours des dernières années, l’Initiative des endroits historiques du Canada et le National Trust for Historic Preservation des États-Unis ont tous deux mené une recherche scientifique novatrice comparant les répercussions écologiques de la mise à niveau et de la réhabilitation de bâtiments anciens à celles des bâtiments neufs. Les deux études ont conclu que « la réutilisation des bâtiments offre presque toujours des avantages écologiques par rapport à la démolition et à la construction neuve ».  

Dans le cadre de l’initiative « UBC Renew », l’Université de la Colombie-Britannique a appliqué la même analyse scientifique pour comparer les répercussions environnementales de la réhabilitation à celles de la construction neuve. Cette ACV a fourni des preuves scientifiques du bien-fondé d’une réhabilitation de l’édifice Buchanan, qui date des années 1960. Comme M. Cortese le fait remarquer:

« Les principales retombées de cette ACV ont été la prise d’inventaire des matériaux de l’édifice Buchanan ainsi que la documentation des répercussions environnementales. L’évaluation des rénovations énergétiques potentielles à la structure et à l’enveloppe du bâtiment représente une application exemplaire de ces ressources ».  

Cette étude peut aussi servir de point de départ à d’autres projets de construction durable à l’UBC :

« … cette ACV de l’édifice Buchanan peut être considérée comme une étape essentielle à la création d’un excellent outil qui permettra d’éclairer le processus décisionnaire des responsables des politiques en établissant des lignes directrices quantifiables de développement durable pour de futurs projets de construction, de rénovation et de démolition à l’UBC ».

Modélisation Énergétique

Généralement intégrée au modèle paramétrique du bâtiment, la modélisation énergétique permet d’analyser la consommation d’énergie d’un bâtiment dans divers scénarios. Le modèle contient des données sur les différents assemblages du bâtiment, les caractéristiques de conception, les systèmes de conditionnement d’air, les caractéristiques de l’environnement et du site et les autres éléments qui consomment de l’énergie. Grâce à ces données, les plateformes logicielles sont en mesure de determiner le rendement énergétique de base d’un bâtiment en temps réel, ainsi que d’évaluer les résultats des modifications écoénergétiques de façon dynamique.

La modélisation énergétique peut représenter un défi pour les bâtiments existants, particulièrement pour ceux où les assemblages traditionnels ne sont pas bien documentés, ou pour lesquels la plateforme logicielle utilisée n’a que peu ou pas de données de rendement. Cependant, plus il y aura de recherches sur le rendement des assemblages traditionnels à la disposition de la communauté en général, plus les modèles énergétiques seront exacts et utiles.

Modélisation de la Lumière Naturelle

On peut modéliser la pénétration de la lumière naturelle dans les aires intérieures en employant différents outils de simulation ordinaires. Ces modèles calculent le nombre d’heures de lumière naturelle obtenue avec les fenêtres. Ils permettent aussi de déterminer s’il faut intégrer d’autres éléments, comme des tablettes éclairantes, des tubes fluorescents et d’autres composantes réfléchissantes pour améliorer l’éclairage naturel.

Simulation de Confort Thermique

Plusieurs logiciels de modélisation énergétique sont en mesure d’intégrer le confort thermique dans la simulation de construction. Ils évaluent ce dernier (tel que défini dans la norme ASHRAE 55 sur les conditions environnementales thermiques pour l’occupation humaine) en fonction de la température, de la vitesse de l’air et du rayonnement dans chaque espace, ce qui permet de déterminer si une ventilation naturelle peut être utilisée pour réduire confortablement la température.

Test de Pressurisation de l’Air

On emploie cette technique pour évaluer l’étanchéité à l’air d’un bâtiment. Elle peut être combinée à la production de fumée dans les zones enregistrant une infiltration d’air anormalement élevée. Il faut savoir que les vieux bâtiments, en particulier ceux qui sont chauffés par des poêles à bois, à charbon ou au mazout, ont été conçus pour favoriser la combustion de l’air grâce à un taux de ventilation ou d’infiltration plus élevé, ou pour permettre aux bâtiments sursaturés de sécher naturellement.

Enregistrement des Données Environnementales

Cette technique est particulièrement précieuse pour les musées et les galeries d’art situés dans des bâtiments patrimoniaux puisque le contrôle de l’humidité relative et de la température joue un rôle crucial dans la préservation des artéfacts. Les conditions (température et humidité relative des aires principales) sont surveillées et relevées à l’intérieur comme à l’extérieur, généralement à des intervalles de 15 minutes, permettant ainsi de déterminer les zones où la température et l’humidité relative varient de manière trop élevée. De plus, cette technique permet de repérer les zones où l’échelle de réglages est plus restreinte que nécessaire, et donc de faire des économies d’énergie en élargissant la plage de référence.

Modélisation Thermique

On peut procéder à une modélisation thermique de base pour estimer les pertes d’énergie causées par divers facteurs, ou de manière plus élaborée en employant un logiciel spécialisé qui donnera des résultats d’une plus grande précision. Comme pour les autres simulations informatiques, les résultats sont approximatifs, et le degré de précision, proportionnel à l’expertise du modéliste et à la qualité des données entrées.

Analyse Énergétique

Semblable à la modélisation énergétique, l’analyse énergétique est un outil ou un processus d’évaluation qui permet de déterminer le rendement énergétique d’un bâtiment et les mesures pour l’améliorer. Généralement, cette analyse cible l’aspect physique du bâtiment pour déceler les possibilités d’amélioration et ainsi réduire la consommation de combustible et améliorer le rendement de l’enveloppe. Les analyses énergétiques sont considérablement moins dispendieuses que la modélisation, ce qui les rend plus abordables pour les propriétaires, en particulier ceux de petits immeubles et d’habitations résidentielles.

Analyse de la Facture de Services Publics

L’analyse de la facture de services publics est une technique peu coûteuse qui permet de repérer les activités atypiques ou peu habituelles, notamment la consommation élevée de combustible au cours de la saison chaude. Cette analyse permet également de dresser un profil de la consommation d’énergie, d’eau et de ressources pour évaluer les interventions.

Compteur Divisionnaire

Qu’il soit utilisé de façon temporaire ou permanente, le compteur divisionnaire permet de ventiler l’utilisation des ressources par catégories; il aide à comprendre comment, où et quand ces ressources sont consommées dans les bâtiments et par quels locataires. Grâce à cette information, on peut ensuite appliquer des mesures mieux ciblées entraînant de plus grandes économies.

Thermographie

Les techniques comme la modélisation et l’analyse énergétiques utilisent parfois la thermographie pour fournir une représentation visuelle du comportement du bâtiment et des zones qui nécessitent une intervention. La thermographie permet de documenter les zones à problèmes dans l’enveloppe du bâtiment, par exemple:

• Isolant peu performant ou discontinu
• Zones de forts ponts thermiques
• Infiltration d’eau, particulièrement dans les murs en maçonnerie
• Présence de courants d’air ;
• Isolation électrique endommagée et court-circuit