Rénover votre appartement de manière efficace et économe en énergie ? UGent a la solution

Avec son concept modulaire (The Mobble), l'Université de Gand participe cet été au European Solar Decathlon à Budapest : un concours auquel les étudiants participent et réfléchissent à la construction et aux habitations de demain. Ils rassemblent leurs concepts innovants en un pavillon temporaire qu’ils présentent au grand public lors du concours. Les étudiants en architecture et en ingénierie de l’Université de Gand et le professeur Nathan Van Den Bossche ont déjà présenté The Mobble à la rédaction de Livios.

Rénovation des façades

Le thème du Solar Decathlon 2019 ? La rénovation. Les étudiants ont opté pour la rénovation d'appartements. « Nous avons déjà fait de beaux progrès en matière de rénovation de logements », déclare Bjorn Pieters, étudiant en architecture et chef de projet. « Mais pour les appartements, peu de mesures ont été prises. Dans ce projet, nous nous concentrons sur les immeubles d'appartements d'Etrimo. Ces constructions avaient permis de réagir rapidement à la pénurie de logements qui sévissait juste après la Seconde Guerre mondiale. La structure de ces bâtiments est bonne, mais ils sont désespérément vétustes : en matière d’installations techniques, d'isolation et de sécurité incendie, ces bâtiments ne répondent plus aux normes actuelles. Nous nous attaquons à ces manquements dans notre pavillon. »

La stratégie la plus importante des étudiants lors de cette compétition ? La rénovation de la façade. « Surtout, par souci d’efficacité », déclare Bjorn. « Si nous plaçons notre isolation de façade devant la structure existante, les résidents peuvent continuer à vivre dans leurs appartements pendant les travaux. Les panneaux sandwich en contreplaqué et laine minérale sont rapidement installés, ont une bonne performance d’isolation et sont disponibles en plusieurs styles de finition. De plus, nous pouvons également incorporer des installations technologiques dans les panneaux. Des recherches ont déjà été effectuées sur cette méthode, mais nous sommes les premiers à appliquer la technologie de cette manière. »

D'abord, l'enveloppe du bâtiment, ensuite la technologie

Grâce aux panneaux de façade, les étudiants maintiennent les besoins en chauffage et en climatisation aussi bas que possible. « Nous supposons que l'enveloppe du bâtiment durera des décennies, c'est donc l'investissement le plus important », déclare Bjorn. « Ce n’est qu’alors que nous examinons les aspects technologiques. La climatisation est le plus grand défi à cet égard. Nous isolons souvent si bien qu'il y a surchauffe. Avec nos panneaux thermiques photovoltaïques, nous refroidissons aussi un peu les panneaux solaires. Nous améliorons leur efficacité : en donnant une nouvelle fonction à ces panneaux. Il est important de contrôler la climatisation d’un logement : les climatiseurs bon marché consomment souvent de l'énergie. »

Gain d’énergie ou de confort ?

Un appartement bien isolé n’est que la première étape. « En pratique, les maisons portant le label énergétique A consomment en moyenne presque autant que les maisons portant le label G », explique le professeur Nathan Van Den Bossche. « Les personnes ayant une vieille maison augmentent temporairement la température des pièces dans lesquelles elles se trouvent. Dans une nouvelle construction équipée d’une pompe à chaleur, d’une chaudière à condensation ou de chauffage par le sol, vous chauffez votre maison à basse température, et donc plus lentement. Le chauffage est souvent en marche 24 heures sur 24. Un projet de rénovation apporte donc principalement des gains de confort. C'est une bonne chose, mais ça ne résout pas le problème énergétique. »

La solution The Mobble ? Un contrôle automatique. « Vous pourrez ainsi chauffer votre maison très rapidement et efficacement », explique Nathan. « Par exemple, votre GPS sait quand vous rentrez chez vous le soir. Notre application Internet of Things en tient compte : elle détermine la température intérieure et extérieure, le degré de chaleur dont votre maison a besoin pour chauffer et le moment où le système de chauffage doit démarrer. De cette façon, votre logement se refroidit, se chauffe et se ventile quand vous en avez besoin, sans avoir à faire quelque chose vous-même. Dans la perspective des objectifs énergétiques de 2030 et 2050, nous améliorerons l’efficacité énergétique du parc immobilier belge en contrôlant automatiquement les maisons, les immeubles de bureaux et les écoles plutôt qu'en isolant chaque bâtiment en Flandre. »

Appareils électroménagers

The Mobble applique une technique similaire aux appareils ménagers. « Notre système détecte sur la base de la courbe de consommation de votre congélateur, de votre lave-linge et d'autres appareils électroménagers quels types sont présents dans votre maison », explique Nathan.  « De cette façon, vous pouvez éteindre automatiquement les appareils dont la consommation en mode veille est élevée : vous contrôlez ainsi la consommation énergétique de votre logement. Un tel système est également intéressant pour les appareils plus anciens : pour économiser de l’énergie, il n’est pas toujours nécessaire d’équiper votre maison avec des appareils A +++. Surtout, si votre modèle actuel n’est pas usé :  la production de tous ces nouveaux appareils coûte aussi de l'énergie et des matières premières. Nous voulons transmettre ce message dans notre pavillon. »

Eau chaude sanitaire

Un autre avantage du pavillon économe en énergie ? Le chauffage de l'eau sanitaire. « Pour ce faire, nous utilisons une cuve équipée d’une pompe à eau chaude qui utilise l'air de l'environnement intérieur et extérieur », déclare Laura Landuyt, ingénieure en CVC. « La température intérieure de votre logement est trop élevée ? La pompe utilise cette chaleur pour chauffer l'eau sanitaire, ce qui permet de refroidir le pavillon immédiatement. De plus, notre pompe combat les bactéries légionelles de manière économe en énergie. » Un étudiant doctorant d’UGent a mis au point un système de contrôle spécial qui prédit la croissance de cette bactérie.  La pompe à chaleur ne chauffe que jusqu'à 60 degrés lorsque la bactérie est présente et limite ainsi les pertes énergétiques.

Ventilation via l'enveloppe du bâtiment

D’autres avantages en matière d'économie d'énergie sont les toilettes à aspiration, le système de purification de l'eau et le système de ventilation.« Le système de ventilation assure que de l'air pur entre à l’intérieur du bâtiment via l’enveloppe de ce dernier », explique Febe Lanckmans, ingénieure en CVC. « L'évacuation provient du local technique, mais passe aussi par la façade. C'est un grand avantage, car cela signifie que vous n'avez pas besoin de conduits et de tuyaux pour le système de ventilation de votre appartement. De plus, vous pouvez facilement remplacer le système lorsqu’il devient obsolète : c’est donc une solution idéale pour un projet de rénovation. »

Batterie électrique et systèmes collectifs

De plus, The Mobble est équipé d’une batterie électrique. « Sur base des prévisions météorologiques, le système prévoit la lumière du soleil et la capacité de la batterie », explique Nathan. « Sur cette base, nous décidons quels appareils et quelles technologies nous contrôlons ou non : nous créons ainsi un ensemble intelligent. À partir de 2021, il sera également intéressant pour les particuliers d'installer une telle batterie : la législation belge changera et vous pourrez facilement stocker votre propre production le jour et l'utiliser le soir. Le système n'est cependant pas encore rentable aujourd’hui. »

Aurons-nous tous une telle batterie à l'avenir ?

« Avec notre pavillon, nous voulons certainement nous concentrer sur les systèmes collectifs et les communautés énergétiques locales », explique Nathan. « Vous pouvez connecter différentes batteries dans un immeuble d’appartements. De cette manière, le réseau électrique est moins mis à contribution. Car c’est là le gros problème : plus vous produisez d’électricité, plus la tension est élevée. Mais à partir d'un certain point, le réseau ne peut plus gérer la demande et la production s'arrête. Vous produisez donc souvent jusqu'à 50 % de moins que vous ne le pensez. « Lorsque vous utilisez une batterie, le réseau est juste un peu moins en demande : c'est donc une piste intéressante. »

De l’électricité systématiquement moins chère

Et si ce système était intégré ? « À l’avenir, il y aura de plus en plus de tarifs variables et il se peut même que vous ayez à payer une redevance relative à votre utilisation du réseau de distribution », explique Nathan. « Certaines grandes entreprises ont récemment dû payer une telle redevance pour leur utilisation du réseau, mais dans quelques années, ce sera également le cas pour les moyennes et petites entreprises. L'idée est d'intégrer ce système dans les habitations à long terme. De cette manière, les personnes ou les familles possédant une batterie peuvent systématiquement obtenir de l’électricité à moindre coût, car elles absorberont la consommation pendant les périodes de pointe. »

Vous voulez en savoir plus sur The Mobble ? Dans notre lettre d'information sur la Construction Durable du 6 juin, vous pourrez en apprendre davantage sur le deuxième aspect important du projet : la construction modulaire et circulaire.