1Les dernières prévisions du GIEC concernant le changement climatique sont alarmantes : la hausse des températures devrait atteindre au moins +2°C à l’horizon 2100, voire excéder +4°C dans les scénarios les plus pessimistes (GIEC, 2023). Dans tous les domaines, l’heure est à l’adaptation.
2En 2020, le plan national de relance et de résilience français (PNRR) - un plan d’investissement de 100 milliards d’euros dont 40 milliards financés par l’Union Européenne - doit permettre « d’accélérer la transition écologique de notre économie, de renforcer notre compétitivité et d’opérer une reconquête industrielle, tout en soutenant l’emploi et les compétences, notamment des jeunes, et le développement de tous les territoires » (Ministère de l’Economie, des Finances et de la Souveraineté Industrielle et Numérique, 2020). Il inclut un volet nommé Rénovation Thermique des Bâtiments Publics - intégrant le patrimoine immobilier universitaire - d’une enveloppe de 4 milliards d’euros éligible à un financement intégral de l’Union Européenne (PNRR, 2021). Ce plan semble marquer une prise de conscience nationale des enjeux de la rénovation thermique dans la politique française d’adaptation au changement climatique, bien qu’un changement de paradigme et une ‘’refonte’’ du secteur du bâtiment par la ‘’puissance publique’’ soit encore nécessaire afin d’atteindre les objectifs énergétiques (Villot et al., 2015). Le Ministère de la Transition Écologique (2022) estimait que le secteur du bâtiment générait 23 % des émissions de gaz à effet de serre françaises. Selon une analyse du Centre d’Etudes et de Recherches Économiques sur l’Énergie (CEREN) en 2010, publiée dans un rapport de la Cour des Comptes d’octobre 2022 ayant pour objet l’immobilier universitaire, l’enseignement représente 19 % du parc tertiaire (soit 191 millions de m²) dont 34 % qu’il juge dans un état peu ou pas satisfaisant. Le parc immobilier universitaire - par son étendue et ses spécificités géographiques et fonctionnelles ainsi que « son caractère vieillissant, vétuste et énergivore » - n’est donc pas à négliger dans une réflexion globale de planification écologique et d’adaptation au changement climatique (Sénat, 2021). Une grande partie de ses bâtiments ont en effet été construits avant les années 1960 et les principaux enjeux résident dans l’amélioration de leur performance énergétique et du confort thermique des occupants.
3Les températures extrêmes provoquées par la hausse des températures, combinées à l’accélération de la dégradation des bâtiments vétustes, vont accentuer l’inconfort thermique ressenti.
4En milieu urbain, le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU) - amplifié par le changement climatique - se manifeste très concrètement par des températures plus élevées qu’en milieu rural, créant une « sorte de dôme d’air chaud couvrant la ville » (Cantat, 2004). Le terme de surchauffe urbaine est parfois préféré puisque, plus englobant, « il intègre la notion d’inconfort thermique des espaces extérieurs et le phénomène d’îlot de chaleur urbain » (ADEME, 2020). Les occupants d’un bâtiment situé en zone urbaine dense seront davantage soumis aux températures élevées, démontrant de ce fait l’influence du milieu géographique sur le confort thermique ressenti dans un bâtiment.
5Comme souligné par He et al. (2009), l’environnement proche joue un rôle clef dans l’adaptabilité d’un bâtiment au changement climatique. En effet, un bâtiment affecte son environnement proche tandis que l’environnement proche affecte son intérieur. Les auteurs précisent cependant qu’il existe une insuffisance d’outils de simulation numérique prenant en considération l’influence des conditions extérieures (à l’image de la forme des bâtiments et des arbres) et les différents matériaux de surface urbaine.
6Or, bien que préconisés dans la phase initiale des travaux de rénovation, les études thermiques et diagnostics de performance énergétique (DPE) demeurent in fine des outils lacunaires ne prenant pas en considération les effets de l’environnement proche dans leurs résultats finaux. Créé en 2006 par le Ministère de l’Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement, le DPE permet d’estimer la consommation énergétique des bâtiments, et, par conséquent, d’évaluer leur impact sur l’environnement par un système de notation de A à G. Cette note énergétique - réglementée par l’Agence de la Transition Écologique (ADEME) et exprimée en kWh/m²/an - est calculée en fonction de différents critères intrinsèques à un bâtiment à l’instar de son isolation thermique, sa ventilation, son système de chauffage, etc. En somme, il n'inclut pas de critères inhérents à l’environnement proche du bâti.
7Pourtant, il a été démontré que les effets rafraîchissants de la végétation et d’un albédo plus élevé sont supérieurs à l’effet réchauffant des îlots de chaleur urbain (Taha, 1997). Le rôle thermique joué par les toits végétalisés permet de réduire les flux de chaleur en favorisant l’évapotranspiration et par un ombrage physique de la toiture, et dès lors augmente l’isolation du bâtiment (Oberndorfer et al., 2007). Sous certaines conditions, la végétalisation des surfaces des bâtiments peut entraîner une diminution de 50 à 70 % des flux de chaleur entrants (Le Mentec, 2022). La réduction des températures par l’implantation d’espaces verts en ville a également été mise en évidence par différentes études (Upmanis, 1998 ; Lin, Yu, Chang, Wu et Zhang, 2015). Également, les surfaces aquatiques en milieu urbain - à l’image des mares ou des canaux - contribuent à une meilleure ventilation naturelle et offrent la possibilité d’accroître l’ombre des arbres (Jacobs et al., 2020).
8Ces indices de fraîcheur étant négligés dans les diagnostics thermiques des bâtiments, il faisait sens, dans le contexte des transitions écologiques et énergétiques, d’élaborer un outil synthétisant la qualité thermique inhérente au bâtiment et à son environnement extérieur.
9Le Bâti-score se veut alors être un outil complémentaire du DPE.
10Le DPE est un outil qui fait l’objet de critiques quant à son efficacité réelle puisque plusieurs dysfonctionnements ont été démontrés, posant alors la question de ses limites (Cantin et al., 2020). Ici, l’objectif visé par l’élaboration du Bâti-score n’est pas d’améliorer l’efficacité du DPE mais de le compléter par une approche environnementale. Par conséquent, l’exploitation du DPE en tant que document unique a été indispensable pour élaborer la dimension « performances énergétiques et émissions de gaz à effet de serre » et a permis de réaliser des gains de temps considérables, notamment sur l’analyse des bâtiments ciblés.
11Le Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation (MESRI) donne accès à des données en open source sur l’état de santé des différents bâtiments ciblés selon une graduation progressive : pas satisfaisant, peu satisfaisant, satisfaisant, très satisfaisant. Cet état de santé dépend de la qualité de l’isolation thermique des bâtiments en évaluant les potentielles déperditions thermiques, les ponts énergétiques, etc. Il dépend également des matériaux utilisés dans la construction du bâtiment (ouvrants, murs, etc.) et des dispositifs en place permettant de préserver le bâtiment des facteurs externes de détérioration.
12Le Bâti-score (figure 1) est une création expérimentale permettant de tester le degré d’adaptabilité thermique des bâtiments aux enjeux du changement climatique à l’horizon 2050 selon le scénario du GIEC SSP 2.6.
13Il a pour vocation d’être un outil de lecture de la qualité thermique des bâtiments, simple et facile de compréhension, prenant en compte l’intégrité propre des bâtiments ainsi que leur environnement proche. D’inspiration directe du « Nutri-Score » créé sur la base des travaux de l’équipe du Pr. Serge Hercberg ainsi que sur l’expertise de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentaire, de l'environnement et du travail (ANSES) et du Haut Conseil de la Santé Publique (HCSP), il vise également à sensibiliser les individus à la viabilité des lieux qu’ils fréquentent à l’horizon des trente prochaines années.
Figure 1 : Logo du Bâti-score
Inspiré dans la forme et le fond du Nutri-score, la création de ce logo incarne la dimension pédagogique de l’outil.
14Premièrement, à la différence du Diagnostic de Performance Énergétique (DPE), le Bâti-score tient compte de l’environnement proche des bâtiments analysés (zones humides, couvert végétal et/ou arboré, végétalisation des façades et des toits, imperméabilisation des sols alentours). L’intérêt est de pouvoir faire un lien entre environnement, aménagement et usage car, trop souvent oubliée, la fréquentation d’un espace a aussi un impact sur l’environnement, sa qualité et le confort de vie qu’il offre. Ces critères de prise en compte permettraient de pouvoir contrebalancer les effets des activités anthropiques en zone urbaine. C’est de cela que tiennent les îlots de fraîcheur urbains (IFU). La végétation est un outil d’adaptation, tant à l’échelle du microclimat urbain qu’à celle du changement climatique, offrant des perspectives qui dépassent le seul et simple effet paysager (De Munck, 2013).
15Deuxièmement, le Bâti-score tient compte de l’aspect extérieur inhérent aux bâtiments tel que “l’état de santé” (MESRI) du bâti, son orientation, sa forme ou encore les effets aérodynamiques que sa disposition spatiale entraîne. Ces éléments jouent un rôle dans l’augmentation des températures, car c’est la densité des villes (via le coefficient d’occupation des sols notamment), l’imperméabilisation des sols et le manque de végétation qui sont les principaux responsables des ICU (De Munck, 2013). Cet aspect permet de souligner le caractère systémique de l’urbain.
16Enfin et parallèlement à l’environnement proche et à l’aspect extérieur des bâtiments, le Bâti-score tient compte du DPE des bâtiments sans pour autant lui accorder une place prépondérante (figure 2). Pour autant, l’exploiter est indispensable puisqu’il permet de faire la synthèse des performances énergétiques et des émissions de gaz à effet de serre propre aux bâtiments (en tenant compte de la qualité de l’isolation ou encore de l’étanchéité de l’infrastructure) en réalisant une économie de temps considérable.
Figure 2 : Modèle de la grille d’évaluation du Bâti-score
Cette grille d’évaluation comporte une fiche d’identité du bâtiment étudié, suivie de la présentation des indices parmi les 3 dimensions prises en considération par l’outil (aspect extérieur, performances énergétiques et émission de gaz à effet de serre, environnement proche).
17Ainsi, les ambitions du Bâti-score sont clairement définies :
-
Être un outil de mesure du degré d’adaptabilité thermique des bâtiments aux enjeux du changement climatique pour tenter d’appréhender la viabilité des espaces étudiés dans un contexte de hausse des températures à la surface du globe (à hauteur de +4° degrés à l’horizon 2050, selon un scénario SSP 2.6 – IPCC, 2023) ;
-
Être un outil scientifique permettant de rendre objective la prise en compte de l’environnement ;
-
Être un outil de sensibilisation et de prise de conscience de l’impact des lieux que nous fréquentons, quotidiennement ou occasionnellement, sur l’environnement ;
-
Être un indicateur du degré d’adaptabilité thermique des bâtiments aux enjeux du changement climatique à l’horizon 2050 sans risquer de « stigmatiser » les bâtiments dans le cas d’une potentielle non-conformité.
18En somme, le Bâti-score constitue un outil multidimensionnel à la fois scientifique et pédagogique visant à s’inscrire dans une démarche de transition énergétique.
19La grille d’évaluation et, in fine, la notation des bâtiments, s’est construite conjointement aux observations de terrain réalisées car l’ambition de cette étude visait principalement la création d’un outil effectif, connecté à la réalité et à l’environnement réel du bâti.
20Comme évoqué précédemment, le Bâti-score est un outil de synthèse des observations de terrain, des ressources disponibles (DPE, audits énergétiques, etc.) et des connaissances spécifiques à certaines notions. La notation des bâtiments découle de cette synthèse et est établie de sorte que les différents indices qui composent le Bâti-score aient la même pondération. Aucune forme de coefficient propre à un indice spécifique lui donnant plus de poids qu’aux autres n’a été introduite.
21En revanche, sous réserve de justification d’un régime de priorité, ce coefficient peut en être une voie d’évolution.
22L’index de définitions des indices compte actuellement quinze indices compris dans trois dimensions distinctes permettant d’évaluer le degré d’adaptabilité thermique des bâtiments aux enjeux du changement climatique à l’horizon 2050.
23Les indices retenus font suite au processus d’épuration nécessaire à l’élaboration de la grille d’évaluation. Ce processus a permis de faire des choix de priorité quant aux indices sélectionnés en alliant connaissances académiques et théoriques, avec les observations de terrain réalisées.
24Le classement des indices dans ces trois dimensions relève de leurs caractéristiques intrinsèques. Ainsi, les indices correspondant à l’aspect extérieur revêtent un caractère artificiel - le bâtiment lui-même, pris dans son intégralité. La dimension environnementale, celle de l’environnement proche, à contrario, considère tout élément qui n’est pas propre au bâtiment, incluant ici des qualités naturelles et/ou artificielles ayant une incidence sur la thermicité. Il est à noter que nous avons volontairement intégré les indices sur la végétalisation dans cette dernière colonne car ils relèvent davantage d’une dimension environnementale - l’enveloppe végétale du bâtiment. Les performances énergétiques et les émissions de GES propres à ces bâtiments évoquent une action de l’Homme sur son environnement. L’intérêt de diviser cette colonne en deux indices distincts permet à la fois de déterminer le travail qui reste à mener pour adapter le bâtiment au changement climatique mais met en évidence la nécessaire atténuation des sources du réchauffement des températures.
25Les indices sont notés graduellement sur un intervalle de 1 à 4, c’est-à-dire du degré le moins favorable à une adaptation au changement climatique au degré le plus favorable. Certains indices ne sont gradués qu’entre 1 et 2 : cela s’explique par la difficulté à établir une graduation plus poussée et justifiée, comme cela a été le cas pour l’indice de végétalisation des murs et celui de la présence d’une zone humide à proximité (< 50m).
26Dans ces cas précis, cet intervalle correspond à “non” (1) et à “oui” (2) (figure 3). L’absence de végétalisation d’un mur ou bien d’une zone humide dans un rayon inférieur à 50 mètres rapporte tout de même 1 point puisque ces critères n’ont pas encore pu être identifiés comme étant indispensables à un rafraîchissement de l'air effectif (cela renvoie à la note “pas satisfaisant”). En revanche, la présence d’un de ces critères permet au bâtiment d’acquérir 2 points pour chacun d’eux dans la mesure où ils ont un rôle certain - à défaut d’être indispensables - dans le rafraîchissement de l’air aux abords du bâtiment (cela renvoie à la note “satisfaisant”). Cette caractérisation de la note selon la présence ou non d’une zone humide à proximité ou bien de murs végétalisés n’existe qu’à titre indicatif mais permet de donner, à l’échelle d’un indice, un ordre d’idées de ce vers quoi l’extérieur des bâtiments devrait tendre pour un meilleur degré d’adaptabilité.
Figure 3 : Graduation entre 1 et 2, traduction et justification des notes
Cette graduation admet, pour chaque indice retenu, une note de 1 en l’absence d’élément environnemental permettant d’influer positivement sur la qualité thermique du bâtiment. A l’inverse, la note de 2 exprime la présence d’un élément environnemental permettant d’influer positivement sur celle-ci.
27Différemment, les indices d'imperméabilisation des sols et de la forme des bâtiments ont été notés graduellement sur un intervalle compris entre 1 et 3.
28Par ailleurs, les notes obtenues sont le fruit de la somme de tous les points obtenus par les bâtiments sur la base de l’évaluation des différents indices. Le minimum de points permis par la grille d’évaluation du Bâti-score quant à l’adaptation des bâtiments aux enjeux du changement climatique est de 15 (adaptabilité très faible). Le maximum est établi à 54 (adaptabilité très forte). Les vignettes de notation ont été créées sur la base d’une graduation A, B, C et D qui se subdivise en « plus » et « moins ». Ce découpage résulte d’une division équilibrée sur l’intervalle total minimum et maximum [15 ; 54]. L’ordre de graduation et son découpage sont ceux exprimés dans la figure 4.
Figure 4 : Discrétisation par classe de la grille de notation du Bâti-score
En fonction du résultat obtenu par la somme des indices, le bâtiment étudié est classé en D, C, B et A, eux-même subdivisés du ‘’-’’ au ‘’+’’.
29Exceptée la note A, les autres notes ont un intervalle moyen de dix unités. Dans l’optique où la note A est la meilleure possible, nous avons établi son intervalle sur la base de huit unités. Cette note est difficilement atteignable en raison de l’exigence de la graduation des indices. Le découpage interne de chaque indice oscille entre trois et quatre unités.
30Ainsi, l’équilibre de la subdivision du Bâti-score permet d’obtenir une note significative et facilement compréhensible du grand public.
31Par ailleurs, subdiviser la grille de notation en A+, A, A-, B+,… est certes plus contraignant, mais permet d’éviter les effets d’arrondi, ces derniers gommeraient en effet les disparités internes. En cela, le Bâti-score est un outil qui se veut précis dans sa notation et non approximatif.
32Dans les faits et selon le fonctionnement du Bâti-score, un degré d’adaptabilité satisfaisant aux enjeux du changement climatique se traduit par la note de B et un degré d’adaptabilité très satisfaisant aux enjeux du changement climatique par la note de A. À l’inverse, un degré d’adaptabilité pas satisfaisant se traduit par la note de D et un degré d’adaptabilité peu satisfaisant se traduit par la note de C.
33Une note B reste une « bonne note » bien qu’elle puisse prendre la forme d’un B -. Il ne s’agit là que d’un indicateur dynamique qui pourrait s’atteler à indiquer la dynamique d’adaptation du bâtiment concerné. Par exemple, B - indiquerait aux usagers que le bâtiment qu’ils fréquentent est plutôt bien adapté aux enjeux du changement climatique (en termes de réponse thermique) mais que cette adaptation se trouve à la limite d’un degré d’adaptabilité inférieur. Cela permet de souligner l’insuffisance de la dynamique en marche pour un degré d’adaptabilité meilleur tout en indiquant aux décideurs que des efforts doivent être accomplis à l’avenir sur ce bâtiment afin de l’augmenter.
34Les notes ont été attribuées selon les caractéristiques propres aux bâtiments et les aménagements alentour. Cette note n’a aucune valeur juridique et ne contraint à aucune obligation réglementaire puisqu’il ne s’agit que d’une note indicative sur le degré d’adaptabilité du bâtiment face à la montée des températures attendue dans le cadre du changement climatique.
35Pour mettre en application ce qui a été défini, nous avons pris comme cas d’études deux bâtiments du campus de la Cité Scientifique (figure 5), situé à Villeneuve d’Ascq (Métropole Européenne de Lille, Hauts-de-France). Le choix de la localisation tient compte du fait que l’Université de Lille est l’une des bénéficiaires de l’enveloppe de 4 milliards d’euros éligible à un financement intégral de l’Union Européenne (PNRR, 2021), pour la rénovation thermique des bâtiments publics, et notamment du patrimoine immobilier universitaire, découlant du plan national de relance et de résilience français lancé dès 2020 - un plan d’investissement de 100 milliards d’euros dont près de 40 milliards d’euros sont financés par l’UE.
Figure 5 : Carte de localisation de la MEL et du campus de la Cité Scientifique à Villeneuve d’Ascq
Identification des bâtiments étudiés (C6 et SN2).
- 1 La surface hors œuvre nette (SHON) est égale à la somme des surfaces des planchers de chaque niveau (...)
36Situé dans le nord de la France, entre Valenciennes et Dunkerque, la Métropole Européenne de Lille abrite un pôle universitaire d’envergure avec près de 650 000 m² de surface Shon1, ce qui correspond à 181 bâtiments répartis sur une vingtaine de sites disséminés au sein de l’agglomération. Le diagnostic énergétique du parc immobilier de l’Université de Lille a révélé des problématiques techniques majeures ou un état de vétusté important sur 192 000 m² de surface répartis principalement sur deux campus : la Cité Scientifique et Pont-de-Bois à Villeneuve d’Ascq. Une grande partie du bâti date des années 1960-1970 : la Cité scientifique et le campus [SHS] de Pont-de-Bois ont été construits dans une période où l’État accompagnait très fortement la création des villes nouvelles. Dans le cadre de cette étude sur le campus de la Cité Scientifique - étalé sur près de 250 000 m²-, le vieillissement simultané de ces bâtiments est un défi colossal (figure 6). Le Bâti-score permettra d’identifier les lieux viables ou non à l’horizon 2050 compte-tenu de la hausse prévue des températures extrêmes ainsi que des phénomènes climatiques naturels et leur tendance à l’amplification.
Figure 6 : Chronologie de la construction des bâtiments d’enseignement de l’Université de Lille sur le campus Cité Scientifique
Cette carte représente les années de construction des bâtiments du campus de 1960 aux années 2000.
37Selon les analyses du MESRI, les deux bâtiments sélectionnés pour l’étude comparative (C6 et SN2), bien que sensiblement différents dans leur forme, présentent des caractéristiques de construction extérieures communes, notamment sur le choix des matériaux utilisés. Parmi les éléments les plus notables, on retrouve ainsi une ossature poteau-poutre en béton, un châssis en bois et des pignons principalement composés de béton armé. Certaines rénovations récentes sont également similaires : cela concerne les châssis de fenêtres en PVC blanc ainsi que la transformation des verrières en mur rideau en châssis acier et verre réfléchissant. L’ensemble de ces critères, ainsi que les informations fournies par les DPE démontrent que ces deux bâtiments sont comparables en plusieurs points et suscitent donc un intérêt afin d’établir l’utilité du Bâti-score pour différencier l’adaptabilité au changement climatique de bâtiments a priori identiques.
38L’état extérieur des deux bâtiments pose question. Le C6 est en effet considéré par le MESRI comme étant dans un état de conservation moyen, ce qui est principalement dû à ses carreaux de mosaïques présents en façade en très mauvais état (figure 7) - ces derniers se décollent et mettent à nu la structure principale de l’ensemble. Le SN2, quant à lui, est semblable au C6 : son état de santé est considéré comme moyen pour les mêmes raisons. Par ailleurs on remarque également - par nos propres observations des bâtiments - des ouvrants en très mauvais état et des éléments en béton fragilisés qui mettent à nu les fondations des bâtiments.
Figure 7 : Éléments architecturaux communs des bâtiments C6 (en haut) et SN2 (en bas)
Mise en évidence des spécificités communes du bâtiment C6 (en haut) et du SN2 (en bas) : bâtiments rectangulaires, anciens et dégradés.
39Le C6 et le SN2 sont tous deux des bâtiments primo-construits à un an d’intervalle au début des années 1960 (figure 6). La figure 7 met en évidence un enjeu certain à l’échelle du campus de la Cité Scientifique concernant l’ensemble des bâtiments construits sur cette même période. Intégrer le volet environnemental et écologique à ces constructions pour la plupart vétustes semble être un objectif nécessaire pour une adaptation optimale aux changements climatiques à venir.
40Cependant, la taille des bâtiments SN2 et C6 diffère et leurs isolations ne sont pas exactement les mêmes. Le fait que les deux bâtiments soient situés dans deux environnements disparates à une échelle micro permet de mettre en évidence l’avantage du Bâti-score dans sa prise en compte de l’environnement proche.
41Dans le but de montrer la pertinence de l'outil Bâti-score, l’analyse des documents préexistants tels que les DPE (tableau 1) ou les audits énergétiques sont essentiels. Toutefois, à eux seuls, ils ne permettent pas de montrer une dynamique globale d’adaptabilité au changement climatique et mettent indéniablement de côté la question de l’environnement proche.
Tableau 1 : Synthèse de l’analyse des DPE des bâtiments C6 et SN2
Bâtiment
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SN2
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C6
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Date de construction
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1965
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1966
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Consommation d’énergie
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281 kWhEP/m2.an. Bâtiment de classe D
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370 kWhEP/m2.an. Bâtiment de classe E
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Consommation en énergie, détail et coûts
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Electricité : 688 000 kWh/an en énergie primaire Chauffage : 345 591 kWh/an en énergie primaire. Coût total : 51 889€/an TTC.
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Electricité : 1 213 168 kWh/an en énergie primaire Chauffage : 492 394 kWh/an en énergie primaire. Coût total : de 61 557€/an TTC.
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Murs et toiture et vitrage
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Façades : briques pleines (5 cm) + béton banché d’épaisseur 20 cm ou moins donnant sur l’extérieur ; béton banché d’épaisseur 20 cm ou moins donnant sur l’extérieur
Types de vitrages : • Fenêtres bois simple vitrage • Volets roulants. Fenêtres métal sans rupteur de ponts thermiques double vitrage • Fenêtres PVC double vitrage, Volets roulants
Plancher et toiture : • Dalles de béton
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Façades : 20 cm de béton + faible épaisseur de polystyrène expansé Façades brique : 20 cm de béton + lame d'air + 5 cm de brique
Types de vitrages : • Double vitrage air 12mm avec menuiserie PVC • Simple vitrage avec menuiserie bois • Simple vitrage avec menuiserie métal
Plancher et toiture : Toiture : toiture terrasse : 20 cm de béton + faible épaisseur de polystyrène expansé + étanchéité Plancher bas : sur vide-sanitaire / locaux non chauffés : 20 cm de béton + 5 cm d'héraklith
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Système de chauffage
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Réseau de chaleur (système collectif) « Chaufferie principale : Domaine universitaire et scientifique (Villeneuve d’Ascq) »
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Bâtiment raccordé au réseau de chaleur de la Cité Scientifique, la chaleur est donc produite par la chaufferie principale. La régulation est assurée par la GTC de l'université. L'émission de chaleur est réalisée par des radiateurs acier hydrauliques et par des radiateurs à ailettes
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Système de refroidissement
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Pompe à chaleur (air/air) - type split (système individuel) Émetteurs : Ventilo-convecteurs
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Climatisation réalisée par une vingtaine de split systèmes. Certaines unités fonctionnent au R22, fluide frigorigène interdit en maintenance par la réglementation depuis 2010
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Commentaires
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Le toit n’est pas ou très peu isolé, ce qui entraîne des pertes de chaleur non négligeables. La menuiserie d’aluminium des fenêtres est vétuste et laisse passer l’air. Il y a un manque global d’isolation. Certaines fenêtres sont encore en simple vitrage.
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Le toit n’est pas ou très peu isolé, ce qui entraîne des pertes de chaleur non négligeables. La menuiserie d’aluminium des fenêtres est vétuste et laisse passer l’air. Il y a un manque global d’isolation. Certaines fenêtres sont encore en simple vitrage.
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Note des DPE
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Consommation énergétique : classe D : 281 kWhEP/m².an
Émissions de GES : classe C : 28 kgeqCO2/m2.an
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Consommation énergétique : classe E : 370 kWhEP/m².an
Émissions de GES : classe D : 34 kgeqCO2/m2.an
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Ce tableau synthétise les éléments clefs de l’état de santé des bâtiments étudiés selon l’analyse de leurs Diagnostics de performance énergétique (2010).
42Le MESRI a permis aux auteurs, au travers des données disponibles, de mieux cerner et d’appréhender ces deux bâtiments, tant d’un point de vue architectural qu’énergétique. En revanche, on ne constate aucune mention ou étude sur la situation du bâtiment par rapport à son environnement extérieur. Bien que les DPE fassent part d’une faible qualité thermique, sans une analyse plus globale - comme cela sera fait avec la grille de notation du Bâti-score -, c’est ici tout un ensemble majeur de critères qui est absent, portant défaut à une étude thermique se voulant initialement complète.
43Si l’on applique la grille d’analyse du Bâti-score aux bâtiments C6 et SN2, afin d’aller plus loin que l’analyse donnée par le DPE, le bâtiment peut ainsi être replacé dans une dynamique d’adaptabilité au changement climatique (figures 8 et 9).
Figure 8 : Grille d’évaluation du degré d’adaptabilité du C6 aux enjeux du changement climatique
Le bâtiment C6, par l’étude conjointe de son environnement proche, ses caractéristiques architecturales et ses performances énergétiques se classe en ‘’C-’’. Il présente ainsi une adaptabilité peu satisfaisante au regard du calcul du Bâti-score et le ‘’-’’ signifie qu’il tend à une adaptabilité plus faible.
Figure 9 : Grille d’évaluation du degré d’adaptabilité du SN2 aux enjeux du changement climatique
Le bâtiment SN2, par l’étude conjointe de son environnement proche, ses caractéristiques architecturales et ses performances énergétiques se classe en ‘’C+’’. Il présente ainsi une adaptabilité peu satisfaisante au regard du calcul du Bâti-score. Le signe ‘’+’’ signifie qu’il tend vers une adaptabilité plus forte.
44Comme supposé précédemment, le C6 et le SN2 sont deux bâtiments relativement semblables (forme, localisation, année de construction). Toutefois, le Bâti-score permet de les différencier en évaluant, pour chacun d’eux, le degré d’adaptabilité au changement climatique d’un point de vue thermique.
45Pour les deux bâtiments, l’état de santé est jugé “peu satisfaisant” par le MESRI et les matériaux utilisés dans leur construction respective n’entrent pas dans les catégories “écologiques” et/ou “bio-sourcés”. Tous deux ont une forme simple (rectangulaire) qui permet de limiter drastiquement les déperditions thermiques, en raison de la faiblesse du nombre de ponts thermiques, et de favoriser la réduction de la consommation d’énergie du bâtiment (Lapisa, 2019). Compte-tenu des matériaux utilisés pour les façades des bâtiments et de leur couleur, ils ont tous les deux un albédo de surface situé entre 0,31 et 0,6, ce qui correspond à un albédo de surface satisfaisant. Ce taux varie de 0 à 1, avec 0 une situation pour laquelle l’ensemble de l'énergie incidente est absorbée (cas d’une surface totalement noire) et 1 pour une surface qui renvoie la totalité de l’énergie incidente. Enfin, concernant les ouvrants, on constate la présence de simple et double vitrage avec cependant, une majorité de double vitrage sur l’ensemble des deux bâtiments. Ce constat se traduit donc par une note de 3 pour chacun d’eux (satisfaisant).
46Ceci étant dit, la première différence de notation dans la dimension “Aspect extérieur” concerne l’orientation et l’exposition du bâtiment au soleil. Le C6 est exposé sur ces quatre façades, ce qui suppose un effort d’isolation thermique supplémentaire (pour la fraîcheur en période estivale et le maintien de la chaleur en période automnale et hivernale). En revanche, le SN2 n’est véritablement exposé que sur deux façades en raison de l’ombre apportée par les espaces arborés alentour. Cette différence amène à une note de 1 pour le C6 (pas satisfaisant) et à une note de 3 pour le SN2 (satisfaisant). La végétation alentour permet de rafraîchir l’air et d’apporter de l’ombre sur des espaces normalement exposés. Là où l’un sera protégé - partiellement - des fortes températures à l’horizon 2050, l’autre le sera complètement. Dans ce cadre, la viabilité de ces deux espaces et leur adaptabilité au changement climatique diffèrent.
47Concernant les performances énergétiques et les émissions de gaz à effet de serre de ces deux bâtiments, les classes énergétiques sont quasiment similaires (E et D respectivement pour le C6 et D et C respectivement pour le SN2). Cette légère différence en termes d’émission de GES, se traduit par une différence d’un point entre les deux bâtiments.
48Au niveau environnemental, la situation - bien qu’a priori semblable - montre des disparités d’adaptabilité future. Si les deux bâtiments ne comportent pas de végétalisation sur toit et murs, l’analyse de terrain démontre des qualités intrinsèques au SN2 qui font défaut au C6 et permettent dès lors d’évoquer une situation bien plus favorable au premier. En effet, le SN2 bénéficie d’un meilleur ombrage que le C6 par son couvert végétal et devrait donc permettre à ses usagers un confort thermique (fortes températures) de meilleure qualité. Il en est de même en ce qui concerne les températures négatives puisque les effets aérodynamiques liés à différents facteurs environnementaux (proximité des bâtiments les uns aux autres, obstacles aux vents…) sont préférables pour le SN2 avec une note de 3 (satisfaisant) contre une note de 2 pour le C6 (peu satisfaisant). On constate effectivement pour le C6 très peu d’obstacles donnant lieu à un ralentissement des vents. De plus, le faible couvert végétal et l’absence d’une ou plusieurs zones humides à proximité (moins de 50 mètres) du C6 nous permet d’affirmer que le rafraîchissement du bâtiment sera moins qualitatif que pour le SN2 - ce dernier comportant des qualités environnementales extérieures favorables à un inconfort thermique moindre (état satisfaisant). Dès lors, ce constat amène à la problématique du sol. Par son couvert végétal alentour dense, le SN2 fait état d’un état de surface davantage perméable que le C6 avec respectivement une note de 3 (satisfaisant) et de 2 (peu satisfaisant).
49Globalement, le SN2, avec une note de 35 (C+) démontre une adaptabilité plus forte que le C6 avec son résultat évalué à 27 (C-). Cette différence s’explique surtout au travers de l’environnement proche des deux bâtiments, bien que le constat se présente déjà - quoiqu’un peu moins significativement - au niveau de l’exposition solaire et de la performance énergétique. Les caractéristiques environnementales à proximité immédiate du SN2 (couvert végétal dense, présence d’une zone humide…) lui confèrent une meilleure adaptabilité que le C6 qui devrait souffrir d’un inconfort thermique accru.
50Au-delà de cette première analyse, le Bâti-score admet pour l’instant quelques limites. Nous sommes convaincus de ses potentialités, mais pour être reconnu comme plus robuste et véritablement effectif, il demanderait à être mis à l’épreuve dans des proportions plus importantes.
51Outre le besoin d’expérimentation pour en tester son applicabilité réelle, les indices n’ont pas tous été approfondis de la même manière. La perspective d’évolution de la grille d’analyse au travers du volet « antécédents du bâti » en est un exemple.
52De plus, l’ambition de créer un outil de cette envergure suppose une fragilité de fond : la légitimité des indices découle des connaissances scientifiquement admises. À défaut d’une éminente bonne volonté, le manque de connaissances et de références spécifiques concernant certains indices sont à l’origine de potentielles fragilités de définition.
53Ceci étant, ces limites ne constituent en aucun cas de véritables freins à sa mise en application. Un développement de fond et une analyse encore plus fine permettraient à l’outil d’asseoir sa légitimité et son intérêt.
54Les potentialités d’évolution du Bâti-score sont importantes pour déterminer l’avenir de l’outil ainsi que sa capacité de développement.
55La grille d’évaluation pourrait tenir compte d’un volet « antécédents du bâtiment » pour permettre d’en retracer les évolutions antérieures. Ce volet permettrait de donner un ordre d’idée des priorités gouvernementales d’antan durant lesquelles les rénovations ont été effectuées. De même, il permettrait d’évaluer le degré d’intégration de la question environnementale et écologique dans les constructions. Chaque période dénote des priorités d’action spécifiques (économiques, culturelles, sociales, sanitaires, écologiques...) : les connaître permettrait d’évaluer la dynamique d’évolution du bâtiment et surtout, son devenir. La notation du volet « antécédents du bâtiment » resterait à définir. Nous avons souhaité concentrer les efforts sur les points centraux de la grille d’évaluation. Toutefois, ce point n’en reste pas moins intéressant et permettrait à l’outil de gagner en finesse d’analyse.
56En somme, c’est l’intégralité de l’outil - sa finesse et sa précision de critères cibles - qui, à terme, pourrait être porteuse pour favoriser la transition énergétique des bâtiments, et, plus globalement, de nos territoires.
57Aucune forme de coefficient propre à un indice spécifique lui donnant plus de poids qu’aux autres n’a été introduite. En revanche, sous réserve de justification d’un régime de priorité, ce coefficient peut en être une voie d’évolution.
58Pour aller plus loin, le Bâti-score pourrait par la suite se diversifier dans les champs d’application qu’il cible. À l’heure actuelle, il n’évalue que le degré d’adaptabilité thermique des bâtiments aux enjeux du changement climatique (en termes de réponse thermique). L’idée serait d’élargir les champs d’application du Bâti-score à la sphère hydraulique, éolienne ou même géothermique pour obtenir un outil solide et qui plus est, complet au plus haut point. Cet élargissement nécessiterait de créer une grille d’évaluation comprenant différents champs d’application comme évoqué précédemment, des indices plus nombreux et spécifiques à chaque champ ainsi qu’un système de notation justifié et inscrit dans l’index de définition des indices. Cet approfondissement nécessiterait également de travailler en collaboration avec des hydrologues, climatologues, et autres spécialistes en géothermie et dynamique éolienne, en milieu urbain et rural, pour n’omettre aucune information d’importance majeure.
59L’élargissement du milieu d’étude serait également à envisager dans la mesure où l’augmentation des températures ne sera pas homogène à la surface du globe. Les milieux dans lesquels se trouvent les infrastructures autour desquelles nous vivons auront un impact certain sur les effets du changement climatique, notamment en termes de réponse thermique et de température ressentie. En milieu humide, l’impact sera moindre qu’en milieu désertique du fait de la capacité de ces milieux à rafraîchir l’air environnant, faisant ainsi diminuer la température ressentie. Élargir cet aspect permettrait d’envisager la viabilité des différentes infrastructures à l’horizon 2050, puis 2100, de manière plus spécifique et de ce fait, beaucoup moins générique.
60Toutefois, trop complexifier les éléments à prendre en compte dans l’élaboration de cet indice lui ferait perdre de sa facilité de mise en œuvre et d’utilisation ; il faut donc trouver le bon compromis afin que le Bâti-score, tout en étant précis et répondant à son objectif premier de resituer un bâtiment dans sa dynamique d’adaptabilité au changement climatique, reste également un outil facile d’accès.
61Les effets de plus en plus visibles du changement climatique à l’échelle mondiale ont récemment entraîné une prise de conscience des pouvoirs publics français et européens quant à l’enjeu majeur de l’adaptation du secteur du bâtiment à l’augmentation moyenne des températures.
62Une étude du patrimoine universitaire lillois a mis en exergue les lacunes des outils d’analyse thermique des bâtiments à l’instar des DPE - ce dernier niant l’impact de l’environnement extérieur sur le confort thermique. Toujours est-il que l’environnement proche (végétalisation, zones humides, matériaux de surface…) joue un rôle clef sur la qualité thermique du bâti. Le parc immobilier de l’Université de Lille, par exemple, situé en milieu urbain, doit faire face à une double contrainte : le réchauffement climatique et l’amplification de celui-ci par le phénomène de l'îlot de chaleur urbain. Ces constats ont mené à la création d’un outil expérimental : le Bâti-score.
63Le Bâti-score, sur un bâtiment donné, est un outil qui exploite conjointement des observations de terrain de l’environnement proche et l’analyse des données inhérentes à sa construction, qu’il met en relation avec des connaissances environnementales spécifiques. In fine, en attribuant des notes propres à chaque indice, il permet de tester le degré d’adaptabilité des bâtiments au changement climatique. Son utilisation se voulant simple et accessible à tous, il comporte une seconde vocation : sensibiliser les individus et les collectivités à l’enjeu du confort thermique dans les bâtiments et autour des bâtiments.
64La comparaison de deux bâtiments situés sur le campus universitaire de la Cité Scientifique à Villeneuve d’Ascq dans la région des Hauts-de-France a voulu démontrer la nécessité d'intégrer un volet environnemental dans l’enjeu de l’adaptation du patrimoine immobilier au changement climatique. Il est devenu évident que les outils actuels ne sont pas suffisants pour rendre compte du futur confort thermique des bâtiments - rénovés ou non - face à la hausse des températures prévues. Pour deux bâtiments semblables par leur aspect extérieur et leur performance énergétique, leur adaptabilité peut varier sensiblement en fonction de l’environnement proche. Ainsi le Bâti-score, même s’il reste perfectible, vise surtout à l’heure actuelle à montrer le chemin qu’il reste à parcourir pour adapter nos territoires au changement climatique. L’importance de cette prise de conscience aux yeux du grand public réside dans ses ambitions principales. Plus encore, c’est l’envie de montrer que la seule réponse possible pour faire face aux enjeux du changement climatique est et doit être l’action collective. Dès lors, bien que déjà en marche, la sensibilisation et la prise de conscience de ces enjeux de la part du grand public permettra, du moins cela reste à espérer, une action collective efficace, durable et d’intérêt commun.
65Pour les décideurs publics, cet outil légitime une priorisation des prises de décision. La tâche colossale qui incombe aux décideurs publics - celle d’adapter un parc immobilier immense d’une nature hétérogène au changement climatique - doit s’établir préalablement par une information précise de l’état actuel et de l’adaptabilité future d’un bâtiment. Ces éléments ainsi pris en considération permettront alors d’orienter la prise de décision des priorités en termes de rénovation pour les bâtiments les plus sensibles à l’inconfort thermique, que celui-ci soit actuel mais également à venir en fonction du rôle - mélioratif ou défavorable - de l’environnement proche sur la qualité thermique pour les usagers.