Kristina Orehounig: Les émissions de gaz à effet de serre pourraient être réduites de 60 à 80 %. Image: Daniel Kellenberger

Restructurer le système énergétique : recherche sur trois échelles. Illustration: Empa

Empa : Rénover le bilan énergétique des batiments suisses - d'abord trier, puis redévelopper

(Empa) La Suisse se construit. Le pays compte environ 1,8 million de bâtiments, et seul un pour cent de ce parc immobilier est rénové chaque année. En d'autres termes, il faudra 100 ans pour que l'ensemble du parc immobilier du pays soit rénové - ce qui serait trop lent pour réaliser la transition énergétique. Mais avant que les politiciens ne décident de stimuler les programmes de subventions, il faut d'abord structurer cette énorme tâche : Quelles mesures sont utiles à quel endroit ? Par où commencer ? (Text auf Deutsch >>)


Le chauffage et la climatisation des bâtiments contribuent largement aux émissions de CO2 dans tous les pays industrialisés. Pour atteindre les objectifs climatiques du Conseil fédéral - zéro émission d'ici 2050 - le parc immobilier suisse doit donc aussi apporter sa contribution. Mais les planificateurs et les décideurs ont besoin d'un manuel pour introduire les mesures appropriées dans le bon ordre. En 2019, Kristina Orehounig et son équipe de chercheurs ont entrepris un tel exercice de tri.

Archétypes de toutes les maisons en suisse
La Suisse compte environ 1.8 million de bâtiments résidentiels. Modéliser les besoins de rénovation de chaque maison individuellement nécessiterait une quantité énorme de calculs. Les chercheurs de l'Empa ont donc eu recours à l'exploration de données. Ils ont effectué des recherches dans les bases de données nationales et ont classé les bâtiments en 50 archétypes différents, classés par année de construction, type de chauffage et nombre d'occupants. Résultat : la majorité des bâtiments ont été construits entre 1949 et 1994, et 77 % de ces bâtiments sont chauffés à l'électricité, au mazout ou au gaz. Cela montre que le potentiel de rénovation est considérable.

Les chercheurs ont effectué le même typage pour les bâtiments commerciaux en Suisse, les classant en 45 archétypes différents à l'aide de bases de données : restaurants, écoles, hôpitaux, bureaux et magasins, chacun étant subdivisé en fonction de la taille et de l'année de construction.

L'énergie solaire une base essentielle
L'énergie solaire représentant une base essentielle pour l'approvisionnement énergétique du futur, tous les archétypes ont été évalués quant à leur adéquation avec le photovoltaïque. Pour ce faire, nous avons utilisé les données climatiques de la région dans laquelle se trouve le bâtiment, ainsi que les données sur la géométrie du toit de l'Office fédéral de topographie (Swisstopo), qui ont permis de tirer des conclusions sur la taille et l'inclinaison de la surface du toit.

Ville et pays
Le choix de la méthode de rénovation énergétique appropriée dépend également de la densité du bâtiment : Les maisons en ville peuvent être raccordées efficacement à un réseau de chauffage. Dans le cas de bâtiments très espacés à la campagne, un réseau de chauffage n'a souvent pas de sens. Par conséquent, le parc immobilier suisse doit également être trié en zones urbaines et rurales.

Les chercheurs ont divisé l'ensemble du territoire suisse en carrés d'un kilomètre carré ; les carrés sans maison ont été ignorés. Le reste a été trié à nouveau à l'aide de bases de données publiques - en fonction de la quantité de surface habitable située sur chaque carreau, ainsi que d'autres caractéristiques. Il en résulte douze archétypes de quartiers suisses : quatre archétypes urbains, quatre archétypes suburbains et quatre archétypes ruraux qui décrivent la répartition des bâtiments en Suisse.


Kristina Orehounig
Kristina Orehounig dirige depuis 2018 le département de recherche sur les systèmes énergétiques urbains de l'Empa. Son équipe effectue des recherches sur les systèmes énergétiques en réseau dans le but de réduire massivement la demande énergétique et les émissions de CO2 des bâtiments et des quartiers. À cette fin, une trentaine de chercheurs de diverses disciplines travaillent ensemble : Le génie civil, le génie mécanique, le génie électrique, l'architecture et la technologie environnementale sont représentés.


Comment rénover efficacement
Après tout ce travail de tri, des mesures de rénovation ont pu être calculées pour les archétypes individuels. Conclusion : il vaut la peine de s'attaquer particulièrement rapidement à la rénovation des toits et au remplacement des fenêtres dans les maisons anciennes. Ce seul fait peut réduire la demande d'énergie de chauffage et de refroidissement de 20 à 30 %.

L'étape suivante devrait consister à rénover les systèmes de chauffage de presque tous les types de maisons.Les immeubles résidentiels, les écoles et les immeubles de bureaux peuvent souvent être rénovés de manière plus rentable que les maisons individuelles. Pourquoi ? Dans les grands bâtiments, la rénovation du système de chauffage concerne de nombreux mètres carrés d'espace occupé en même temps. Toute intervention technique est donc plus efficace et plus rentable.


Mise en réseau et planification du stockage
À mesure que le système énergétique se transforme, la planification et l'exploitation des bâtiments et des quartiers deviennent de plus en plus complexes. L'énergie solaire est produite principalement en été, à midi, mais il est prévu qu'elle soit consommée tout au long de la journée, peut-être même en automne et en hiver. De nouveaux systèmes de stockage de l'énergie sont donc nécessaires pour des heures ou des jours, ainsi qu'un stockage à long terme pour des mois, afin de répondre à la demande d'énergie à tout moment. Pour relever ce défi, l'Empa mène des recherches sur le stockage de l'électricité par batteries et sur diverses technologies de stockage de la chaleur, ainsi que sur la transformation de l'électricité solaire en carburants. Le stockage de l'énergie produite de manière durable ne doit pas seulement avoir lieu au niveau national, mais aussi au niveau des bâtiments ou des quartiers. Dans le même temps, les systèmes de chauffage fossiles, tels que les chaudières à gaz, doivent être remplacés le plus rapidement possible par des systèmes récents et durables - tels que les piles à hydrogène, un raccordement au chauffage urbain ou des pompes à chaleur alimentées par de l'électricité renouvelable. L'ensemble de la transformation doit également être équilibré en fonction de critères économiques et sociaux. Toutes ces décisions doivent reposer sur une base scientifique solide. Les chercheurs qui calculent les modèles énergétiques ne manqueront pas de travail de sitôt.


La réduction des gaz à effet de serre
Il est important de remplacer les combustibles fossiles le plus rapidement possible - par des panneaux photovoltaïques sur le toit et les façades. La chaleur peut alors être produite, par exemple, par des pompes à chaleur à air alimentées par l'électricité solaire du bâtiment ou d'autres sources d'énergie renouvelables. Les systèmes de chauffage à la biomasse - biogaz ou granulés de bois - permettent également de réduire efficacement les émissions de CO2.

Au terme de l'analyse, Kristina Orehounig est pleine d'espoir : "Si les mesures proposées sont prises, les émissions de gaz à effet de serre du parc immobilier existant en Suisse peuvent être réduites de 60 à 80 %."

Texte : Empa

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