Dossier Technique

Commissionnement : retour d’expérience sur une chaufferie d’une résidence de 55 logements

Mis à jour le

Construite en 1965 et située à La Mulatière (69), la résidence les Fontanières gérée par Amalia Développement Immobilier a fait l’objet d’une rénovation de grande ampleur entre les années 2014 et 2018.

Résidence les Fontanières
Résidence les Fontanières

Résidence les Fontanières

De type R+4, cette résidence de 55 logements est composée de 5 cages d’escaliers. Chaque cage est alimentée directement en chauffage et dispose d’une sous-station pour la production d’ECS.

Le projet de rénovation a concerné autant le bâti que les équipements, comme détaillé dans le tableau ci-après.  

 

Travaux de rénovation réalisés sur la résidence Les Fontanières

2013

Une isolation thermique par l’extérieur en façade : PSE graphité Type STO Poly 18 cm / 0,.173 W/m².K
La fermeture des celliers sur cuisine
La fermeture des loggias par des menuiseries alu
La mise en place de double vitrage 4/16/4 argon + Menuiseries bois
La création d’une VMC hygro B
La récupération d’énergie sur eaux grise (power pipe)
La réfection des parties humides
La mise aux normes électrique des communs

2015

La modification du système de régulation des conditions de confort,

2016

La réfection de la chaufferie, puis une campagne d’optimisation de l’équipement

Travaux de rénovation réalisés sur la résidence Les Fontanières
Travaux de rénovation réalisés sur la résidence Les Fontanières

Pour orchestrer tout cela, le cabinet d’ingénierie Manaslu Ingénierie s’est vu confié une mission de monitoring et de re-commissionnement des nouvelles installations de 2014 à 2018.

L’objectif de cette mission a été d’évaluer objectivement l’amélioration des performances par rapport à l’état initial du site, et de proposer des solutions correctrices en exploitation en veillant à leur bonne mise en œuvre et leur bonne exploitation sur la durée.

La première action de Manaslu Ingénierie a donc été d’instrumenter l’installation (chaufferie, sous-stations ainsi que tous les logements) pour disposer de données opposables et vérifier les résultats des actions correctrices.

Principaux résultats de la mission de commissionnement

Optimisation 1 : modification de la régulation avec des vannes 2 voies motorisées

Les premières mesures ont montré une régulation du confort inefficace dans les logements avec une impossibilité de garantir la température de 21°C dans les séjours et des surchauffes récurrentes dans les logements, même en hiver.

Température moyenne mesurée dans les séjours avant les optimisations
Température moyenne mesurée dans les séjours avant les optimisations

Pour y remédier, la solution proposée a été la mise en place de vannes 2 voies motorisées associées à une sonde de température d’ambiance placée dans les séjours, pour venir compléter la loi d’eau et les robinets thermostatiques sur chaque émetteur de chaleur.

Ainsi, les surchauffes ont été réduites notablement, les réduits nocturnes sont réellement devenus effectifs, et les plaintes ainsi que les consommations de chauffage ont été fortement réduites.

Comparaison des profils de puissance et des températures de la distribution de chauffage : des réduits de nuit enfin effectifs dans le cas de la vanne et de son thermostat (image de droite)
Comparaison des profils de puissance et des températures de la distribution de chauffage : des réduits de nuit enfin effectifs dans le cas de la vanne et de son thermostat (image de droite)
Comparaison des profils de puissance de distribution de chauffage du bâtiment entre les 2 solutions de régulation des conditions de confort
Comparaison des profils de puissance de distribution de chauffage du bâtiment entre les 2 solutions de régulation des conditions de confort

Alors que la courbe bleue (avant modification) varie peu, on observe une nette diminution des puissances appelées entre 23h et 5h du matin sur la courbe rouge (après modification de la régulation des conditions de confort).

La mise en place de ces vannes 2 voies, régulées sur la température ambiante de chaque logement a également eu un effet non négligeable sur les surchauffes des séjours :

Température moyenne des séjours sur l’hiver 2014-2015, après rénovation et avec régulation par loi d’eau + robinets thermostatiques
Température moyenne des séjours sur l’hiver 2014-2015, après rénovation et avec régulation par loi d’eau + robinets thermostatiques
Température moyenne des séjours sur l’hiver 2015-2016, après rénovation et avec vanne 2 voie et thermostat d’ambiance
Température moyenne des séjours sur l’hiver 2015-2016, après rénovation et avec vanne 2 voie et thermostat d’ambiance

Cette amélioration de la régulation a permis une réduction de 37% des consommations du site, passant de 28,7 Wh/m².DJU à 18.1 Wh/m².DJU

Evolution de la consommation de gaz liée au chauffage  en Wh/m²SHONRT/DJU
Evolution de la consommation de gaz liée au chauffage en Wh/m²SHONRT/DJU

Optimisation 2 : diminution de la puissance en chaufferie

Initialement composée de deux chaudières de 450 kW chacune, l’instrumentation à mis en évidence un évident surdimensionnement de l’installation. Comme l’illustre le graphique ci-dessous, après travaux sur le bâti, 120 kW sont au maximum appelés sur l’hiver 2014-2015 alors que 900 kW sont disponible.

Puissance chauffage et puissance chaufferie sur l’hiver 2014/2015
Puissance chauffage et puissance chaufferie sur l’hiver 2014/2015

Ce surdimensionnement entrainant :

  • De nombreux courts-cycles néfastes à la performance et à la durée de vie des générateurs
  • Des consommations électriques importantes, avec un fort débit des pompes primaires et non pilotage par les températures entrée/sortie des chaudières

De ce fait, les générateurs ont été remplacés par 2 chaudières de 60 kW et un ballon de stockage primaire de 3000 litres pour lisser les pics de puissances.

Résultats
- un rendement moyen sur PCI des chaudières qui passe de 79% à 95%
- un nombre de démarrage des générateurs par jour, divisé par 2
- une durée de fonctionnement des générateurs multipliée par 4
- une durée moyenne d’un cycle de marche multipliée par 8
Evolution du rendement sur PCI des chaudières
Evolution du rendement sur PCI des chaudières
Nombre de démarrages par jour
Nombre de démarrages par jour
Durée de fonctionnement des chaudières
Durée moyenne d’un cycle de marche des chaudières
Durée moyenne d’un cycle de marche des chaudières

Cette optimisation a permis de réduire les consommations liées à la production d’ECS de l’ordre de 12%.

Evolution de la performance des installations de production d’ECS
Evolution de la performance des installations de production d’ECS

Le gain global est de l’ordre du facteur 4 sur la situation initiale avant rénovation.

Evolution des consommations de chauffage par saison (kWhep/m²shonrt/an)
Evolution des consommations de chauffage par saison (kWhep/m²shonrt/an)
Evolution des consommations de chauffage par saison (Whep/m²shonrt/an/DJU)
Evolution des consommations de chauffage par saison (Whep/m²shonrt/an/DJU)

Conclusion

En plus du côté exemplaire de cette rénovation, l’histoire de cette résidence montre bien l’intérêt des missions type commissionnement continu pour vérifier/contrôler/adapter chaque réglage et chaque modification, associé à un monitoring rigoureux.

Ces missions deviennent aujourd’hui de plus en plus nécessaires pour que les installations fonctionnent telles que prévues.

Aujourd’hui, de part la hausse des prix des énergies, elles ne doivent plus être réservées aux opérations mettant en œuvre des technologies complexes mais doivent se généraliser, dans un souci de préserver le reste à vivre des futurs occupants.

Ces 4 années d’exploitation avec un monitoring rigoureux représentent une opportunité unique de démontrer factuellement le potentiel de gains énergétiques accessibles grâce à la mise en œuvre de solutions simples et robustes encadrées par une mission de commissionnement continu. Cette approche permet de garantir l’atteinte de niveaux de performance énergétique tout à fait remarquables en exploitation conformément aux attentes initiales.
Par Maxime Lebech
Président Manaslu Ingénierie
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