Elaboration et application d'une méthode d'évaluation et d'amélioration de la qualité environnementale de bâtiments tertiaires en exploitation
Thèses de doctorat
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Date de soutenance
2006-07-19Résumé
Dans le contexte de réduction des impacts environnementaux consécutifs à l’exploitation des bâtiments existants, ce travail a pour objet de développer et d’appliquer une méthode opérationnelle d’évaluation et d’amélioration ...Lire la suite >
Dans le contexte de réduction des impacts environnementaux consécutifs à l’exploitation des bâtiments existants, ce travail a pour objet de développer et d’appliquer une méthode opérationnelle d’évaluation et d’amélioration de la qualité environnementale de bâtiments tertiaires. Notre recherche, de par sa finalité et son objectif opérationnel, s’inscrit à la convergence de 3 disciplines : 1) Maîtrise de la Demande d’Energie : les consommations énergétiques représentent la cause principale des impacts environnementaux du secteur du bâtiment, en particulier pour les émissions de gaz à effet de serre. 2) Les indicateurs que nous avons construits, sont basés sur des facteurs d’émission construits à partir de l’approche en Analyse en Cycle de Vie, démarche la plus exhaustive à ce jour. 3) Afin de nous inscrire dans l’évolution actuelle des acteurs et de leurs référentiels, nous nous sommes également appuyés sur la démarche Haute Qualité Environnementale pour structurer les indicateurs de la phase d’exploitation. La méthode qui en découle, nommée OPALE (Optimisation des Performances par des Actions de Limitation des Emissions), est relative aux bâtiments tertiaires existants. On utilise les techniques de benchmarking et d’analyse multicritères afin d’informer au mieux, les gestionnaires, les exploitants et les usagers des bâtiments, ainsi que les acteurs de la maîtrise d’oeuvre. Au final, nous avons proposé un mode de présentation simplifié des résultats, sous forme de tableaux de bord environnementaux regroupant 26 indicateurs sur six thèmes centraux : - 4 thèmes � performances �, coûts, consommation d’eau et d’énergie, émissions à l’environnement, qualité de vie, - 2 thèmes � diagnostic �, qualité des usages et qualité de gestion du bâtiment. Chaque thème d’évaluation regroupe des indicateurs de performance, exprimés par ratio de surface et d’effectifs, et classés sur une échelle de A à G. Le but est de pouvoir identifier les défaillances de gestion ou d’usage responsables de contre performances. Une synthèse sous forme de signature environnementale du bâtiment permet l’accès à tous les indicateurs développés et propose une visualisation des potentiels et des solutions d’améliorations. La méthode a été testée sur deux écoles maternelles, dont une construite en 2003, suivant une démarche Haute Qualité Environnementale�. Une instrumentation détaillée y a été menée, avec l’appui de la cellule ECOCAMPUS, et a permis de valider l’application d’un nouveau système de suivi des paramètres d’ambiance intérieure et d’énergie, le capteur TEHOR� et son système d’acquisition et d’analyse ECOSYS�. De ces mesures, nous avons déduit un protocole expérimental minimal mais suffisant pour une évaluation multicritères du bâtiment. Un questionnaire d’enquête a été construit et utilisé pour recueillir les avis des usagers : satisfaction, connaissance des systèmes du bâtiment, habitudes d’utilisation, aptitude à évoluer vers de meilleurs usages. L’application de la méthode OPALE sur ces deux bâtiments a montré les potentiels d’amélioration, et ce, rapporté aux données globales de 3 années d’exploitation d’un parc de 19 écoles. On met clairement en évidence qu’un bâtiment construit avec des critères de qualité environnementale présente de meilleures performances qu’un bâtiment classique. Mais sans la mise en place d’un management et d’une gestion environnementale continue, qui passe notamment par une formation des usagers, des choix de consommations plus responsables, les seules qualités initiales et intrinsèques d’un bâtiment sont insuffisantes.< Réduire
Résumé en anglais
In the context of environmental impacts due to the use phase of existing buildings, the purpose of this study was the development of an operational environmental assessment method used to evaluate as well as improve the ...Lire la suite >
In the context of environmental impacts due to the use phase of existing buildings, the purpose of this study was the development of an operational environmental assessment method used to evaluate as well as improve the environmental quality of public buildings in use. We based our study on three disciplines. First, energy demand management, as energy consumptions stand for the more important environmental impacts, especially for greenhouse emissions. Secondly, our indicators are based on the life cycle analysis, this approach being the most accurate known until today. In the third place, and in order to insure a good understanding of our study by the field actors, we also built our indicators on the French �High Environmental Quality� process. We reduced and adapted them to the use phase of the building. This method, named OPALE, is a benchmarking assessment on existing buildings of the same type. The method can be used by stock managers, users of the buildings, or any actor from the design stage who would like to validate one of his built projects. Our main goal being the reduction of emission towards the environment, we have proposed a way of investigating communication between scientific, management and occupant actors. This consideration led to the proposition of simple environmental scorecards, made to lead to behaviour changes. OPALE considers 26 assessment criteria aggregated through 6 main themes. - Four are performance themes : costs, consumptions, environmental releases, comfort and health. - Two are diagnosis themes : occupancy quality and management quality. The main goal is to identify the cause of low performances in order to act upon them. Each assessment criterion is expressed both by the surface and by the number of pupils, and is ranked on a scale from A to G. A final environmental profile gives access to each of the 26 indicators. Realistic improvement potentials are expressed with a list of either occupancy or management actions related to each indicator. The method was tested on a field scale on two nursery schools during two years, one of them being a green building. Our measurements allowed identifying a simple and minimal campaign to assess the environmental quality of the building. A survey was developed and simplified in order to inquire uses, satisfaction, knowledge, and the aptitude or the will to improve towards friendly environment occupancy of the building. The application of the OPALE method on the two nursery schools showed the potential improvements of the two buildings compared to a database of 19 nursery schools and 3 years of running. It clearly sets that a green building has better performances than a regular building, with same uses, but that without a regular and adapted environmental management, which includes involvement of the users, the green building qualities are wasted. On a technical matter, this work has validated the building scale use and advantages of a new monitoring system for energy and comfort optimisation : the TEHOR� multisensor and its database acquiring system ECOSYS.< Réduire
Mots clés
Mécanique
Qualité environnementale des bâtiments
réduction des émissions
évaluation
exploitation
management
usages
Unités de recherche