Chapitre 6 : Option B : Mesure de Tous les Paramètres – Isolation Rétrofit

Option B : Mesure de Tous les Paramètres – Isolation Rétrofit

l’Option B : Mesure de Tous les Paramètres, en soulignant qu’elle représente une approche plus exhaustive et précise pour la Mesure et Vérification (M&V) des rétrofits isolés, en contraste direct avec l’Option A et son focus sur les paramètres clés. Approfondissons cette option pour comprendre ses spécificités, ses avantages, ses défis et les contextes où elle se révèle la plus pertinente.

Principe Fondamental de l’Option B : Mesurer l’Ensemble des Facteurs Significatifs

L’Option B, officiellement nommée “Économies Déterminées par Mesure Après Installation (Retrofit Isolation)” par l’IPMVP, adopte une philosophie de mesure exhaustive. Contrairement à l’Option A qui se concentre sur un nombre limité de paramètres clés et utilise des estimations pour les autres, l’Option B vise à mesurer tous les paramètres significatifs qui influencent la consommation d’énergie du système ou de l’équipement ayant subi le retrofit. L’objectif est de minimiser au maximum le recours aux estimations et de s’appuyer autant que possible sur des données de mesure réelles.

En résumé, l’Option B se caractérise par :

• Mesure étendue : Mesure directe de tous les paramètres significatifs qui varient après la mise en œuvre de la mesure d’efficacité énergétique et qui impactent la consommation d’énergie.
• Réduction des estimations : Recours minimal aux estimations et aux valeurs par défaut, privilégiant les données de mesure réelles.

Exemple Illustratif : Isolation Rétrofit (Titre du Prompt)

Bien que votre titre mentionne “Isolation Rétrofit”, l’exemple de l’éclairage que vous reprenez est pertinent pour contraster Option A et Option B. Toutefois, pour répondre précisément à votre titre, imaginons un projet d’amélioration de l’isolation thermique d’un bâtiment existant (isolation des murs par l’extérieur) et voyons comment l’Option B pourrait être appliquée.

Mesure d’isolation retrofit – Option B

Dans un projet d’isolation thermique, les paramètres significatifs affectant la consommation d’énergie (principalement pour le chauffage et potentiellement la climatisation) sont plus complexes à isoler que dans le cas de l’éclairage. En Option B, on chercherait à mesurer :

• Consommation d’énergie du bâtiment (globale ou par système CVC) (kWh ou thermies) : La mesure la plus directe de l’impact de l’isolation est la réduction de la consommation d’énergie du bâtiment. En Option B, on chercherait à mesurer la consommation énergétique du bâtiment avant et après l’isolation. Cela pourrait être la consommation globale du bâtiment (Option C – Whole Building, si l’isolation est la principale mesure), ou plus spécifiquement la consommation du système de chauffage (et potentiellement de climatisation si pertinent), en utilisant des sous-compteurs si possible. La mesure doit être continue et sur des périodes représentatives (typiquement une année, ou au minimum une saison de chauffage et potentiellement une saison de climatisation).
• Conditions climatiques (degré-jours de chauffage et de climatisation – DJC et DJClim) : La consommation d’énergie pour le chauffage et la climatisation est fortement influencée par les conditions climatiques extérieures. En Option B, il est essentiel de mesurer ou de recueillir des données climatiques locales (température extérieure, ensoleillement, vent) pendant les périodes de référence et de rapport. L’utilisation de données météorologiques locales (station météo proche) ou de capteurs de température extérieure et d’ensoleillement sur site serait privilégiée. Le calcul des degrés-jours de chauffage (DJC) et de degrés-jours de climatisation (DJClim) est une pratique courante pour normaliser la consommation énergétique en fonction des variations climatiques.
• Température intérieure (optionnel mais fortement recommandé) (°C) : Pour affiner l’analyse, il est utile de mesurer la température intérieure du bâtiment pendant les périodes de référence et de rapport. Cela permet de vérifier si le niveau de confort thermique a été maintenu ou amélioré après l’isolation, et de mieux comprendre la relation entre conditions climatiques extérieures et consommation d’énergie. Des capteurs de température intérieure placés dans des zones représentatives du bâtiment pourraient être utilisés.
• Autres facteurs influençant la consommation (optionnel, selon le contexte) : Dans certains cas, d’autres facteurs peuvent influencer significativement la consommation d’énergie, et pourraient être mesurés en Option B, tels que :
  • Niveau d’occupation du bâtiment : Si l’occupation varie significativement (par exemple, dans un bâtiment tertiaire), des données sur le taux d’occupation pourraient être collectées (comptage, données de pointage, etc.).
  • Processus internes énergivores : Si le bâtiment abrite des activités industrielles ou des processus spécifiques ayant une consommation énergétique variable (hors CVC et éclairage), il pourrait être pertinent de mesurer leur consommation ou des indicateurs d’activité.

Paramètres non mesurés et potentiellement estimés en Option B (mais minimisés autant que possible):

Même en Option B, il peut subsister certains paramètres qui sont difficiles, trop coûteux, ou impossibles à mesurer directement de manière continue. Dans le cas de l’isolation, on pourrait encore estimer :

• Infiltration d’air : L’amélioration de l’étanchéité à l’air est souvent un bénéfice secondaire de l’isolation. Mesurer précisément l’infiltration d’air avant et après isolation (par exemple, test à la porte soufflante) est possible mais ponctuel, et pas toujours réalisé de manière continue. En Option B, on pourrait réaliser des mesures ponctuelles avant/après, ou utiliser des valeurs de référence pour estimer l’amélioration de l’étanchéité à l’air et son impact sur la consommation.
• Gain solaire passif : L’isolation peut légèrement modifier les gains solaires passifs. Mesurer précisément cet impact est complexe. En Option B, on pourrait utiliser des modèles thermiques simplifiés pour estimer l’évolution des gains solaires.

Cependant, l’objectif de l’Option B est de minimiser au maximum le recours à ces estimations, en se concentrant sur la mesure des paramètres les plus significatifs et les plus mesurables.

Calcul des économies d’énergie (exemple isolation Option B) :

Le calcul des économies d’énergie en Option B est généralement plus sophistiqué qu’en Option A, car il doit tenir compte de la variation de plusieurs paramètres mesurés. Une approche typique est d’utiliser une analyse de régression ou un modèle statistique pour établir une relation entre la consommation énergétique et les paramètres mesurés (principalement les conditions climatiques) pendant la période de référence. Ce modèle est ensuite utilisé pour prédire la consommation énergétique qu’aurait eu le bâtiment pendant la période de rapport s’il n’avait pas été isolé, en se basant sur les conditions climatiques réelles de la période de rapport.

Économies d’énergie = Consommation énergétique prédite (période de rapport, conditions climatiques réelles) – Consommation énergétique mesurée (période de rapport)

Ce type de calcul permet de normaliser les économies d’énergie par rapport aux variations climatiques, et d’obtenir une estimation plus précise de l’impact net de l’isolation.

Retour à l’Exemple de l’Éclairage (Pour Comparaison Option A vs Option B)

Reprenons l’exemple du remplacement d’éclairage pour contraster l’Option A et l’Option B :

Remplacement d’éclairage – Option B

En Option B pour le remplacement d’éclairage, en plus de mesurer la puissance électrique des luminaires avant et après (comme en Option A), on chercherait à mesurer également les heures d’utilisation réelles de l’éclairage. Cela pourrait être réalisé en utilisant :

• Capteurs de présence : Installer des capteurs de présence dans les zones éclairées et enregistrer les temps de présence/absence pour déterminer les heures d’utilisation réelles.
• Systèmes de gestion de l’éclairage (SGE) : Si un SGE est installé ou existant, utiliser les données de fonctionnement du SGE pour extraire les heures d’allumage et d’extinction des luminaires.
• Compteurs horaires (horodateurs) : Installer des compteurs horaires sur les circuits d’éclairage pour mesurer le temps de fonctionnement.

En Option B, le calcul des économies deviendrait plus précis car il se baserait sur des mesures réelles des heures d’utilisation, plutôt que sur des estimations.

Calcul des économies d’énergie (exemple éclairage Option B) :

Économies annuelles (kWh) = Σ [(Puissance électrique avant – Puissance électrique après) x Heures d’utilisation mesurées pour chaque zone/type de luminaire]

(La somme Σ est réalisée pour chaque zone ou type de luminaire si les mesures d’heures d’utilisation sont différenciées)

Méthodologie et Collecte de Données en Option B

La méthodologie de l’Option B est plus exigeante que celle de l’Option A et implique :

1. Identification de tous les paramètres significatifs : Identifier exhaustivement tous les paramètres qui influencent de manière significative la consommation d’énergie du système ou de l’équipement concerné.
2. Planification détaillée des mesures : Élaborer un plan de mesure précis et rigoureux, spécifiant comment, quand, où et par qui chaque paramètre sera mesuré, en choisissant des instruments de mesure adaptés et en définissant des procédures de collecte de données robustes.
3. Installation des instruments de mesure : Installer les compteurs, capteurs et systèmes d’acquisition de données nécessaires pour mesurer les paramètres identifiés (compteurs d’énergie, capteurs climatiques, capteurs de température, etc.).
4. Collecte continue des données de mesure : Réaliser la collecte continue des données de mesure pendant les périodes de référence et de rapport, en assurant la qualité et la fiabilité des données (calibration des instruments, contrôles qualité des données, sauvegarde des données).
5. Analyse des données et modélisation (souvent nécessaire) : Analyser les données collectées, utiliser des modèles statistiques ou des analyses de régression pour normaliser les données par rapport aux variations des facteurs externes (comme le climat) et pour quantifier les économies d’énergie.
6. Documentation exhaustive : Documenter de manière complète et transparente l’ensemble du processus de M&V Option B, en détaillant la méthodologie, les instruments de mesure, les procédures de collecte de données, les données brutes, les analyses, les calculs, les résultats et les conclusions.

Avantages de l’Option B

• Plus grande précision que l’Option A : En se basant sur des mesures réelles de tous les paramètres significatifs, l’Option B offre une estimation des économies d’énergie plus précise et plus fiable que l’Option A.
• Réduction de la dépendance aux estimations et aux hypothèses : L’Option B minimise le recours aux estimations et aux valeurs par défaut, ce qui renforce la crédibilité des résultats.
• Meilleure compréhension de la performance énergétique : La collecte de données étendue en Option B permet d’acquérir une meilleure compréhension du fonctionnement du système énergétique et de l’impact des mesures d’efficacité énergétique.
• Plus adaptée aux projets complexes et aux CPE : L’Option B est souvent privilégiée pour les projets complexes, les Contrats de Performance Énergétique (CPE) et les situations où une validation précise et robuste des économies est essentielle.
• Meilleure base pour l’amélioration continue : Les données détaillées collectées en Option B peuvent être utilisées pour identifier des pistes d’amélioration continue de la performance énergétique et pour optimiser le fonctionnement des équipements.

Limites de l’Option B

• Plus coûteuse et plus complexe que l’Option A : La mise en œuvre de l’Option B est plus coûteuse et plus complexe que celle de l’Option A, en raison des besoins en instrumentation, en collecte de données, en analyse et en expertise technique.
• Plus exigeante en ressources humaines et en temps : L’Option B nécessite plus de ressources humaines qualifiées pour la planification, l’installation, la collecte de données, l’analyse et le rapportage. Elle peut également prendre plus de temps à mettre en œuvre.
• Nécessite un accès aux données et une infrastructure de mesure : L’Option B suppose que l’accès aux données de consommation énergétique de référence est possible, et qu’il est techniquement et économiquement réalisable d’installer l’infrastructure de mesure nécessaire pour collecter les données pendant la période de rapport.
• Peut encore comporter des incertitudes résiduelles : Même en Option B, il peut subsister des incertitudes liées aux instruments de mesure, à la qualité des données, aux modèles statistiques utilisés, et aux paramètres non mesurés.

Analyse Coûts-Avantages par rapport à l’Option A

Le choix entre l’Option A et l’Option B implique un arbitrage entre le niveau de précision et de crédibilité souhaité pour la M&V et les coûts et la complexité associés.

• Quand choisir l’Option B plutôt que l’Option A ?

  • Projets complexes ou de grande ampleur : Lorsque les économies d’énergie sont importantes, que le projet est complexe, ou qu’il implique des interactions entre différents systèmes.
  • Contrats de Performance Énergétique (CPE) : Pour valider les économies garanties dans un CPE de manière précise et robuste, l’Option B (ou l’Option C) est souvent privilégiée.
  • Exigences réglementaires ou normatives : Certaines réglementations ou normes peuvent exiger un niveau de précision de M&V plus élevé, nécessitant l’Option B.
  • Besoin de crédibilité et de confiance élevé : Lorsque la crédibilité des résultats de la M&V est primordiale (par exemple, pour attirer des investissements, pour la communication environnementale, pour des incitations financières importantes).
  • Budget de M&V suffisant : Lorsque le budget alloué à la M&V permet de couvrir les coûts plus élevés de l’Option B.

• Quand l’Option A peut-elle être suffisante ?

  • Projets simples et standardisés : Pour des projets de rétrofit ponctuels et isolés, où l’Option A peut fournir une estimation raisonnable des économies à moindre coût.
  • Projets de petite taille : Où les économies absolues sont modestes et où un niveau de précision moins élevé peut être acceptable.
  • Estimations préliminaires ou audits énergétiques : L’Option A peut être suffisante pour des phases d’audit initial ou des estimations rapides des économies potentielles.
  • Budget de M&V limité : Lorsque le budget de M&V est contraint, l’Option A peut être une option pragmatique.

Il est essentiel de réaliser une analyse coûts-avantages pour chaque projet spécifique pour déterminer l’option de M&V la plus appropriée, en tenant compte des objectifs de la M&V, des exigences de précision, des ressources disponibles et du contexte du projet.

Documentation Spécifique à l’Option B

La documentation pour l’Option B doit être encore plus détaillée et rigoureuse que pour l’Option A, afin de garantir la transparence et la vérifiabilité de l’approche de mesure exhaustive. La documentation doit inclure :

• Description détaillée du projet de M&V Option B : Précisant clairement qu’il s’agit d’une M&V Option B (Mesure de Tous les Paramètres), en accord avec l’IPMVP.
• Définition précise de la portée de la M&V : Systèmes et équipements concernés, limites physiques et opérationnelles, et justification du choix de l’Option B.
• Identification et justification de tous les paramètres significatifs mesurés : Expliquer pourquoi ces paramètres ont été jugés significatifs et comment ils sont mesurés (instruments, spécifications techniques, procédures de mesure, emplacement des capteurs, fréquence des mesures, périodes de mesure).
• Spécification des instruments de mesure : Marque, modèle, classe de précision, certificats de calibration, procédures de maintenance et de vérification des instruments.
• Procédures de collecte de données : Détailler les procédures de collecte de données, les responsabilités, les contrôles qualité des données, les procédures de sauvegarde et d’archivage des données.
• Méthodologie d’analyse des données et de modélisation : Décrire en détail les méthodes d’analyse statistique, les modèles de régression ou autres outils utilisés pour quantifier les économies d’énergie, en justifiant les choix méthodologiques et en présentant les équations et les paramètres des modèles.
• Données de mesure brutes : Fournir l’ensemble des données de mesure brutes collectées (sous forme électronique et accessible), avec les métadonnées associées (dates, heures, identification des instruments, etc.).
• Résultats des analyses et des calculs : Présenter de manière claire et détaillée les résultats des analyses statistiques, les paramètres des modèles, les estimations des économies d’énergie, les intervalles de confiance, les indicateurs de performance, etc.
• Analyse de l’incertitude : Évaluer et documenter les sources d’incertitude résiduelles (incertitudes de mesure, incertitudes des modèles, etc.) et leur impact potentiel sur les résultats de la M&V.
• Plan de maintenance des équipements de mesure : Décrire le plan de maintenance et de vérification des instruments de mesure pour garantir la pérennité de la M&V dans le temps (si la M&V doit être réalisée sur plusieurs périodes de rapport).

Applications Appropriées de l’Option B

L’Option B est particulièrement adaptée pour les types de projets suivants :

• Projets complexes et intégrés : Rénovations globales de bâtiments, projets impliquant plusieurs types de mesures d’efficacité énergétique interagissant entre elles.
• Contrats de Performance Énergétique (CPE) ambitieux : Pour les CPE où des garanties de performance élevées et une validation précise des économies sont requises.
• Projets pour lesquels une grande précision et une forte crédibilité sont essentielles : Projets financés par des investisseurs exigeants, projets servant de référence ou de démonstration, projets devant répondre à des réglementations strictes.
• Projets où un suivi de la performance énergétique à long terme est souhaité : L’infrastructure de mesure mise en place pour l’Option B peut être utilisée pour un suivi continu de la performance énergétique du bâtiment après la période de rapport initiale.
• Projets avec un budget de M&V adéquat : Lorsque le budget permet de couvrir les coûts plus élevés de l’Option B.

En conclusion, l’Option B “Mesure de Tous les Paramètres” représente une approche de M&V rigoureuse et précise, permettant d’obtenir une validation robuste des économies d’énergie pour les rétrofits isolés. Elle est particulièrement adaptée aux projets complexes, aux CPE et aux contextes où une grande crédibilité et une précision élevée sont requises. Cependant, il est essentiel de bien évaluer les coûts et la complexité de sa mise en œuvre et de s’assurer que les avantages attendus en termes de précision et de crédibilité justifient l’investissement supplémentaire par rapport à des options plus simples comme l’Option A. L’Option B est un outil puissant pour la M&V, mais son utilisation doit être justifiée et adaptée aux objectifs et aux contraintes spécifiques de chaque projet.