Evolution de la réglementation thermique et de la méthode 3CL: de 1974 au DPE 2021 "corrigé"

Sur cette photo aérienne de Ménilmontant en 1950 par Henrard, 100% des appartements sont des "passoires thermiques". La rénovation est passée par là mais il reste probablement 50% de "passoires".

L'INSEE recense à Paris 576 000 résidences principales, dont 300 000 logements loués, classées comme passoires thermiques. La loi prévoit que ces logements seront interdits à la location, ce qui serait catastrophique.  

Cela m'a amené à me pencher sur l'évolution de la réglementation thermique et sur la méthode de  calcul actuel, 3CL, du DPE  et sa pertinence pour des bâtiments anciens.

   
   Plan

• Modèle statique de bâtiment
• Evolution du calcul réglementaire
• 1974
• 1982
• 1988
• 2000
• 2006
• 2012
• 2021
• Conclusion 

Modes de transfert thermique.
Pour le transfert par conduction dans un paroi on définit une résistance thermique R = e/λ (en m².K/W) ou e est l'épaisseur et λ la conductivité thermique.(W/m.K) Inversement U=1/R est la transmission thermique.
Si une paroi présente plusieurs couches, les résistances thermiques s'ajoutent, si un local présente plusieurs parois les transmissions thermiques s'ajoutent.
La convection est due au mouvement d'un gaz. Elle est proportionnelle a (T/M) ½ (T température, M masse molaire) On a donc intérêt pour la réduire a utilisé un gaz lourd comme l'argon pour les doubles vitrages.
Le rayonnement est l'émission d'ondes électromagnétiques par un corps chauffé. Une surface absorbe de l'énergie et émet de l'énergie. Elle se caractérise par son pouvoir réfléchissant (albédo) et son émissivité. 

Profil de température dans une paroi (un mur, un isolant, une vitre)
Il y  a deux phénomènes: les échanges aux surfaces (qui dépendent de coefficients h liés  à la conduction, à la convection et au rayonnement) et la conduction dans la paroi (qui dépend de λ).
En ce qui concerne le rayonnement, l'émissivité est définie comme le rapport entre l'énergie émise par une surface à une T° donnée  par rapport à celle d'un émetteur parfait (corps noir).
Par exemple, pour les doubles vitrages performants, la vitre interne à une couche extérieure de basse émissivité  afin de "renvoyer" le rayonnement infrarouge vers le logement.
Les isolants minces sont constitués de couches d'aluminium réfléchissant (à faible émissivité) séparés idéalement par de l'air.
Tout va bien tant que l'isolant ne touche pas une paroi froide.

Typologie  des pertes par l'enveloppe 

Le modèle d'isolation avec lame d'air est surtout théorique, sa mise en œuvre est trop délicate: la lame d'air est presque toujours ventilée..

Quelques types de ponts thermiques. Ils  provoquent des condensations dans la pièce 

L'énergie apportée par le rayonnement  solaire est utile en hiver et nuisible l'été.
Comme il s'agit d'un apport intermittent le bâtiment doit avoir de l'inertie pour le stocker (ce qui est le cas des bâtiments anciens mais rarement celui des bâtiments récents)  

Les 3 zones climatiques d'origine de la réglementation

Modèle statique de bâtiment

La façon la plus simple de considérer les pertes d'un bâtiment est de considérer que pour chaque m3 , si l'écart de température avec l'extérieur est de 1°C il faudra injecter X watts pour compenser la perte par son enveloppe. C'est ainsi que l'on a introduit en 1974 le coefficient G en W/m3. °C

On peut aussi plutôt considérer directement les pertes par l'enveloppe. Soit pour 1m² d'enveloppe les pertes en watt pour 1°C d'écart avec l'extérieur, c'est le coefficient Ubat en W/m².°C

G et Ubat se déduisent l'un de l'autre puisque si V est le volume du bâtiment et S la surface de l'enveloppe On a :

G*V=Ubat*.S

Ces coefficients vont permettre de calculer la consommation de chauffage sur l'année. 

Pour un degré d'écart entre l'intérieur et l'extérieur on a:

B=G*V*1

Les besoins de chauffage  B (en Watts) s'expriment l'linéairement en fonction de la différence Tint -Text 

B= G*V( Tint-Text)  ou Ubat*S( Tint-Text)

Où V est le volume du bâtiment et S la surface de l'enveloppe 

On notera G*V= GV déperdition du bâtiment (W/°C)

On fait  la somme des Tint-Text sur l'année pour obtenir DH, les degrés annuels d'heures de chauffage.

DH= ∫ (Tint-Text) dn

Où n est le nombre annuel de milliers  d'heures de chauffage (à Paris DH=62,1kh)

Les besoins annuels de chauffage Bch sont:

Bch=GV*DH

On va perfectionner ce modèle de base 

On peut distinguer deux types de perte: par les parois DP, par renouvellement d'air DR

GV=DP+DR

Il faut  minorer les besoins par les "apports gratuits" dues à l'insolation des parois et des apports dus à l'occupation des locaux.

Pour un degré d'écart entre l'intérieur et l'extérieur on a: 

B=GV-ηA

ou B désignant les besoins de chauffage, A désigne les apports gratuits et η leur taux de récupération

Ce qui peut s'écrire aussi

B=GV(1-ηA/GV)

B= GV*(1-F)

ou F représente les apports gratuits (F=ηA/GV)

On peut ensuite prendre en compte l'intermittence, c'est à dire la réduction de la température la nuit ou l'inoccupation durant certaines périodes. Soit un coefficient INT <1

On obtient finalement sur l'année: 

Bch=GV.DH(1-F). INT

Il reste évidemment à calculer tous ces coefficients 

Pertes

La chaleur se propage suivant 3 modes: conduction, convection, rayonnement

Pour une paroi c'est la conduction qui compte définie par sa conductibilité thermique λ (W/m.K ou W/m°C). La paroi présentera une résistance thermique R (m²K/W)

R=e/λ

Si on a un mur de résistance R1 doublé d'un isolant de résistance R2, la résistance totale est

R=R1+R2

L'inverse de la résistance  est la conductance U (W/m²K)

Si l'enveloppe est formée de deux parois l'une de conductibilité U1 et de surface S1 et l'autre de conductibilité U2 et de surface S2, les pertes DP (W/K) par la paroi sont

DP= U1*S1+U2*S2

Si la paroi est contigüe à un local chauffé on prend U=0 , pour une fenêtre on définit un Uw équivalent (Uw=(Ug*Sg + Ut*St + ΨgPg)/Sw, g verre, t cadre, Ψ liaison cadre/vitrage, S surface, P périmètre)

Un pont thermique est caractérisé par son coefficient de transmission linéique Ψ et sa longueur L

DP=Ψ*L

On peut aussi tenir compte des pertes par ventilation, des auxiliaires,...

Apports gratuits

Ils sont dus aux apports solaires (difficiles à calculer avec précision) et à l'occupation du local.

L'inertie du bâtiment va jouer car elle permet de "stocker" ces apports gratuites.

L'apport solaire sur une fenêtre va dépendre de la situation géographique, de son orientation, de son inclinaison, des masques (définis par leurs hauteurs et leurs azimuts) et des albedos du sol ou d'autres parois visibles.

Evolution du calcul réglementaire

1974

La RT 74 introduit le coefficient G et des exigences sur ce coefficient, elle définit 3 zones climatiques (H1,H2,H3).

On imposait aux constructions neuves d'être isolées, munies de double vitrage et d'une ventilation.

Les exigences sont plus élevées pour l'électricité que pour les autres énergies

1982

A coté de G apparait le coefficient B des besoins de chauffage. 

La réglementation de 74 avait entrainée la diminution de la surface des fenêtres, en 82 on introduit les apports gratuits solaires captés par les vitrages.

Le besoin de chauffage B (Wm3h) était donné par  

où

    1,5 apports internes gratuits forfaitisés (W/m3)

    t écart moyen de température entre intérieur et extérieur suivant 3 zones géographiques( 11,5¨C pour     H1, 10°C pour H2, 8,5°C pour H3 

    F est le coefficient de couverture solaire  dont le calcul était déjà complexe.

Il était déterminé  par une abaque en fonction d'un coefficient X en distinguant 3 types de bâtiment: inertie faible, inertie moyenne, inertie faible.

La classe d'inertie dépendait de M (kg/m²)

M=Σ (masse surfacique utile)*( surface de paroi) / (surface du logement)

    M < 150 inertie faible, 150 < M < 400 inertie moyenne, M > 400 inertie forte

X=(apports solaires) /( déperditions - apports internes)

où

    e Moyenne de la puissance du rayonnement solaire par m²

    Ss Surface paroi verticale équivalente fictive exposée au Sud sans ombrage

    1,5 apports internes forfaitisés

    t écart moyen de température entre intérieur et extérieur en 3 zones climatiques H1 t=11,5°c, H2 t=10°C, H3 t=8,5°C

On peut aussi écrire 

 

e/t est définie pour 3 zones climatiques H1 7W/m².°C, H2 8,5W:m².°C, H3 12,5W/m².°C 

La consommation annuelle de chauffage C en KWh/an pouvait être estimée

C = (B*V*DJU*24)/(1000*η)

où

    V volume du bâtiment

    DJU degrés jours unifiés (de 1500 à 5000, généralement de 2000 à 3000)

    24 un jour=24 heures

    1000 conversion en kWh

    η rendement de l'installation

1988

On introduit les coefficients GV, BV et C tenant compte du chauffage, de l'ECS et des auxiliaires

F a intégré les apports internes et est devenu la fraction du besoin de chauffage couverte par les apports gratuits.

La formule du besoin de chauffage se simplifie

B= G(1-F) pour 1m3

BV=GV(1-F) pour le bâtiment

avec

F=(X-Xⁿ)/(1-Xⁿ)

où  n dépend de l'inertie 

X étant donné par

    22,9 apports internes kWh/m²

    410 insolation verticale à Paris

    Ss surface transparente équivalente  Sud

    DH 62 000 h à Paris

L'intermittence était donnée par: 

INT=0,85/(1+0,1(G-1))

les besoins de chauffage étant donc:

Bch=BV*INT

2000

Apparition de Ubat et de la notion de confort d'été

2006

Apparition de Bbio

La méthode 3CL V15c est validée par l'arrêté du 6 novembre 2006

Elle prend en compte 2 usages (chauffage, ECS)  et il y a 3 zones climatiques 

Si la méthode de calcul, dans ses principes, ne demande pas un exposé très long , son exposé complet demande 50 pages car le calcul est répété pour 4 cas différents: maison individuelle (avec prise en compte de systèmes particuliers) ,appartement chauffage individuel, appartement chauffage collectif sans comptage, appartement chauffage collectif avec comptage. 

L'exposé complet de la  méthode elle même demanderait  une vingtaine de pages essentiellement occupées par des tableaux de valeurs de paramètres. Toute la fragilité du modèle réside dans dans la forte sensibilité du modèle à quelques paramètres alors qu'il est très peu sensible à la majorité des autres paramètres détaillés dans le texte

Comparaison des résultats de 3CL avec les consommations réelles sur des bâtiments anciens: des écarts allant jusqu'à500%

En 2007, l'ENTPE a mené à la demande du ministère du logement une étude sur des logements anciens.

Sur l'habitat collectif l'écart entre la consommation réelle et celle estimée par 3CL V14 pouvait atteindre 500% et sur l'habitat individuel 150%. Il est dommage que cette étude simple n'ait jamais été actualisée pour  les versions de 3CL suivantes
.

Bch = Sh*ENV*METEO*INT

    Bch besoins de chauffage (k*Wh/an)

    Sh surface

    ENV déperditions par l'enveloppe et renouvellement d'air

    INT coefficient d'intermittence

    METEO apports solaires et apports internes (se ramène à  DH(1-F))

Les pertes sont données par

ENV= (DPmur+DPplafond+DPplancher+DPportes+DPveranda +PT)/(2,5 *Sh) +RA

    DPx pertes par x

    2,5*Sh pour ramener à des pertes volumiques en supposant que le plafond est à 2,5m

    RA pertes par renouvellement d'air

Calcul des pertes par l'enveloppe

DPmur  = Σ_i AiUi

    Ai aire de la paroi i de l'enveloppe

    Ui coefficient de transmission thermique de la paroi i (W/m²K) (Ui=1/Ri)

PT=Σ_kLkΨk

    Lk longueur du pont thermique linéique de la liaison k 

    Ψk Coefficient de transmission thermique de la liaison k

On a des calculs semblables pour les autres DP

Calcul des pertes par renouvellement d'air

RA=0,34*Cra*Sh/(2,5*Sh) = Cra*0,14

    0,34 chaleur volumique de l'air

    Cra débit moyen

RA=0,35 quand la ventilation est assurée par les fenêtres et 0,1 en VMC double flux

Calcul des apports gratuits

METEO=CLIMAT*COMPL

    CLIMAT coefficient fonction du département et de l'altitude

    COMPL apports solaires

CLIMAT=DHcor /1000

    DHcor degrés heure corrigés ( h°C/an)

    1000 conversion en kWh

DHcor=DHref+(Nref/C2+5)*DN

    Dhref degré heures de référence (h°C/an)

    Nref durée de la saison de chauffe (h)

    C2 correction en fonction de l'altitude

COMPL=2,5*(1- (X-Xⁿ)/(1-Xⁿ))

    2,5 hauteur sous plafond

    n 2,9 ou 3,6 si inertie lourde

NB: F=(X-Xⁿ)/(1-Xⁿ)

X dépend de la zone géographique, par exemple pour H1

X=(22,9+Sse*E)/(ENV*2,5*CLIMAT)

    Sse surface Sud équivalente par m² de surface habitable

    E ensoleillement par département cumulé sur la saison de chauffe

On ne dispose que de deux valeurs pour Sse vitrage Sud dégagé (0,045), autre vitrage  (0,028)

Intermittence

INT=0,85/(1+0,1*(ENV-1))

    0,85 85 % d'intermittence

Rendement de l'installation

Ich=1/(Rg*Rd*Re*Rr)

    Rg rendement générateur, Rd rendement de distribution, Re rendement émetteur, Rg rendement régulation

Calcul ECS

Cecs=Becs*Iecs

    Becs Besoin d'ECS

    Iecs inverse du rendement ECS annuel

Becs=(1,163*Qecs*(40-Tef)*48)/1000

    1,163 capacité calorifique de l'eau

    Qecs quantité ECS hebdomadaire ( 470,9*Ln(Sh)-1075)

    40 température de l'eau mitigée

    T ef dépend de la région (H1 10,5, H2 12, H3 14,5)

    48 nb de semaines d'occupation

    1000 conversion en kWh

Calcul des consommations en énergie primaire 

Partons de la consommation de chauffage sur PCS

Cchpcs= =Bch*Ich

    Cchpcs consommation de chauffage énergie finale (kWh)

    Bch besoins de chauffage

    Ich=inverse du rendement de l'installation

Il  faut passer de PCS en PCI (du pouvoir calorifique supérieur à inférieur )

Cchpci=Cchpcs / I coeff-pci

    Icoeff_pci varie de 1(électricité) à 1,11(gaz, bois)

Il faut aussi appliquer Icoeff, le coefficient d'énergie primaire. Pour l'électricité on estime qu'il faut 2,58kWh pour produire 1 kWh  donc Icoeff = 2,58 , il est de 1 pour les autres sources d'énergie.

On obtient en=fin la consommation par m3 et par an: 

Conso=( Cchpci*I_coeff*+Cecs*I_coeff + CLIM*2,58)/Sh

    CLIM climatisation (non détaillée dans ce texte)

Ce qui conduit à l'étiquette du DPE

Calcul des émissions de CO2

Eco2= (Cchpci*Fco2ch+Cecs*Fco2ecs+CLIM*0,04)/Sh

Les Fco2 sont les mêmes pour le chauffage et l'ECS (de 0,013 pour le bois à 0,384 pour le charbon) sauf pour l'électricité (0,18, 0,04) pour des raisons que je ne comprends pas.

2012

Introduction de Cep "fixe" et de Bbio

La méthode 3CL V1.3 est validée par arrêté du 17 octobre 2012

Elle prend en compte 2 usages ( chauffage, ECS) et 3 zones climatiques

Son exposé requiert  86 pages alors qu'il n'y a plus de duplication sur 4 cas différents. Cette longueur est due au traitement complet des apports solaires  et  à la multiplication des modèles de systèmes de chauffage et d'ECS possibles (concernant surtout les pavillons)

On introduit aussi des pertes récupérables.

Le modèle se complexifie mais on reste à 3 zones climatiques.

Batan a tenté de mettre en évidence l'influence de "l'environnement" du bâtiment  (ilot fermé de centre ville, ilot haussmannien, ilot fermé bas, maison isolée) et de l'inertie.
Il y eut d'autres études sur l'habitat ancien: Envirobat en 2009, Atheba en 2010, Habitat ancien en Alsace en 2015 et une étude APUR en 2016, leurs conclusions ont été superbement ignorées.

Parallèlement on lisait en 2011 dans le rapport d'étape du projet BATAN de modélisation du bâtiment ancien: "les modèles de calculs existants, particulièrement réglementaires, sont inadaptés à la complexité du comportement thermique des bâtiments anciens"

 

Les besoins de chauffage  sont exprimés suivant une formule plus classique:

BV=GV*(1-F)

    BV besoins annuels de chauffage par degré d'écart 

    GV pertes

    F fraction des besoins de chauffage couverts par les apports gratuits 

Bch=BV*DHcor/1000 -Pr*Rrp

    Bch besoin de chauffage (kWh PCI) ( d'où la division par 1000 pour avoir des watts)

    DHcor degrés heures corrigés de chauffage

    Pr pertes récupérables

    Rrp rendement de récupération des pertes

Calcul des pertes par l'enveloppe

Prise en compte différenciée des parois donnant sur des espaces non chauffés d'abord par un  coefficient de réduction b

Par exemple:

• Paroi donnant sur l'extérieur b=1
• Paroi donnant sur un bâtiment autre qu'habitation b=0,2

Si la paroi donne sur un autre local non chauffé il faut tenir compte du rapport des surfaces Ai/Ae ce qui donne un U équivalent.

Les combles fortement ventilés ont un U = 9 , les combles faiblement ventilés  ont un U = 3

Le coefficient U des types de parois est donné par des arbres de décision et des tableaux 

Les ponts thermiques sont détaillés en 5 types 

Calcul des pertes par renouvellement d'air

DR=Hvent+Hperm

    DR perte par degré d'écart

    Hvent déperdition par renouvellement d'air

    Hperm déperdition par renouvellement d'air du à la perméabilité.

Hvent= 0,34*Qvarep*SH

    Qvarep Débit (m3/h/m²) donné entre 1,2 (ventilation par ouverture des fenêtres) et 2,24

Hperm=0,34*Qvinf

    Qvinf débit d'air du à l'infiltration par tirage thermique

Qvinf=0,0146*Q4pa*07*(19-Textmoy)

    Q4pa perméabilité sous 4 pascals

    Textmoy température extérieur moyenne ( variable suivant H1,H2,H3)

Q4pa=Q4penv+0,45 Smea*Sh

    Smea valeur conventionnelle de la somme des modules d'entrée d'air(m3/h/m²) entre 0 et 4

    Q4penv=Q4paconv*Sdep

    Q4paconv entre 1,7 et 2,5 suivant 3 cas

    Sdep surface des parois déperditives

Calcul des pertes récupérables (nouveau paragraphe par rapport à 2006)

Pr=Pr1+Pr2=Sh*(Prs1+Prs2)

    Pr1 pertes récupérées des auxiliaires de chauffage

    Pr2 pertes récupérées de l'ECS

Prs1 et Prs2(les pertes par m²) sont déterminés par des tableaux dépendant de la zone climatique et du système ECS

On applique ensuite un coefficient Rrp de rendement des pertes récupérables d'autant plus faible que l'inertie du bâtiment est lourde et de formule un peu compliquée dépendant de X.

Preff= Pr*Rrp

    Preff pertes effectivement récupérées 

Calcul des apports gratuits

Pour le calcul de F, on calcule d'abord X

X=(As+Ai)GV*DHcor

    As apports solaires

    Ai apports internes 

    DHcor degrés heures de chauffage corrigés (dépend de l'altitude, de la position par rapport à mer,..)

Ai=4,17*Sh*Nref 

    Nref nombre d'heures de chauffage

As=1000*E*Sse

    E ensoleillement reçu (Kwh/m²)

    Sse surface équivalente Sud

F=(X-Xⁿ)/ (1-Xⁿ)

    n dépend de l'inertie du bâtiment

La détermination de Sse est traitée en détail avec des cas de masques proches ou lointains. Je doute qu'un diagnostiqueur puisse entrer dans ce niveau de détail. 

Intermittence

INT=I0/(1+0,1*(G-1))

G=GV/Hsp*S    

    I0 facteur d'intermittence dépendant de l'inertie de la maison et de la régulation du chauffage

    Hsp hauteur sous plafond (fixée à 2,5m dans le calcul 2006)

    Sh surface

Rendement de l'installation

Ich=1/(Rg*Re*Rd*Rr)

    Rg rendement générateur, Rd rendement de distribution, Re rendement émetteur, Rg rendement régulation ( idem 2006)

Si la forme du calcul est semblable à celui de 2006 le nombre de cas envisagé est beaucoup plus important.

Calcul ECS

Pour le besoin d'eau chaude Becs,  on  distingue entre Sh < 27m² et Sh >27m²

Sh <27m² 

Becs=N*0,988*(40-Θ)*Sh

Sh> 27m²

Becs=0,0558*(470,9*ln(Sh) - 1,075)*(40-Θ)

    Θ température d'eau froide en fonction de la zone climatique(H1 10,5, H2 12, H3 14,5)

Cecs=Becs*Iecs

    Iecs=1/(Rs*Rd*Rg) avec des considérations subtiles sur l'installation, en particulier sur les pertes des ballons électriques et les chauffe-eau solaires.

Calcul des consommations en énergie primaire 

Idem que 2006  (+Pr)

Calcul des émissions de CO2

Idem que 2006

2021

Suppression du DPE sur factures , méthode 3CL obligatoire mais  modifiée pour les logements anciens après les premiers retours.

La méthode 3CL-DPE 2021 est validée par arrêté du 31 mars 2021 et modifiée par l'arrêté du 6 octobre 2021

Elle prend en compte 5 usages(Chauffage, ECS, auxiliaires, éclairage, refroidissement) et 8 zones climatiques 

Son exposé demande 145 pages . Les besoins de chauffage sont calculés mensuellement et il y a 8 zones climatiques.

Découpage en 8 zones climatiques. Il faut aussi tenir compte de l'altitude.

Les besoins d'éclairage, des auxiliaires et du refroidissement sont intégrés.

Le calcul s'effectue par mois en KWh (d'où l'introduction d'un facteur 1000 un peu partout)

BVj=GV(1-Fj)

    BVi besoins mensuel de chauffage

    GV déperditions par l'enveloppe

    Fj fraction des besoins de chauffage couvert par les apports gratuits

GV=Dpmur + DPplanchers + DPmem + PT + DR

    DPmur déperdition par les parois 

    DPplancher      déperditions par les planchers bas et haut

    Dpmem déperdition par les menuiseries

    PT perte par les ponts thermiques

    DR déperdition par renouvellement d'air

Bch=BV*DHcor/1000-Pr*Rrp

où

DHcor degrés heures corrigés de chauffage

Pr pertes récupérables des systèmes

Rrp rendement de récupération des pertes (dépend de l'inertie du bâtiment)

 Pr=Pr1+Pr2 = Sh(Prs1+Prs2)

Prs1 pertes récupéré par les auxiliaires de chauffage ( W/m²)

Prs2 pertes récupérées sur l'ECS

Cch=Bch*Ich*INT

où

Ich inverse du rendement de l'installation ( générateur * émission * distribution)

INT facteur d'intermittence

Pertes par l'enveloppe

Exemple de DPE 2021 d'un appartement ancien au dernier étage bien isolé. Les pertes principales sont dues à la ventilation.

Le principe de calcul est évidemment inchangé.

Le calcul des pertes avec des locaux non chauffés est plus détaillés. On considère que les locaux non chauffés sont isolés s'ils sont bâtis après 1975 

On donne de grands tableaux avec des arbres de décision pour les différents types de murs, de planchers bas et hauts, de fenêtres et de portes, trop complexes pour que l'on n'utilise pas les valeurs par défaut.

On  distingue, toujours  avec de grands tableaux, entre les ponts thermiques plancher bas/mur, plancher intermédiaire /mur, plancher haut/mur, refend/mur, menuiserie mur. Ce qui est bien compliqué pour un simple mortel et conduit à ne rien considérer du tout.

La valeur par défaut du coefficient de transmission  thermique d'un mur (Umur) est passé en 2021 de 2W/m²K à 2,5 W/m²K, ce qui évidemment a impacté les immeubles anciens. les diagnostiqueurs ont été encouragés à ne pas utiliser les valeurs par défaut dès qu'il constatait la présence d'un doublage.  

Un immeuble ancien est défavorisé par sa cage d'escalier munie de fenêtres considéré comme un local non chauffé attenant.

Calcul des pertes par renouvellement d'air

La réglementation de 74 prévoyait un renouvellement d'air de 0, 7 fois le volume habitable par heure , en 82 on passa à 0,5 fois 

Les choses se gâtent dès que l'on parle de renouvellement d'air DH précisément.

Le calcul démarre comme en 2012

DR= Hvent+ Hperm

    Hvent déperdition par renouvellement d'air par degré d'écart avec l'extérieur

    Hperm déperdition par renouvellement d'air du au vent par degré d'écart avec l'extérieur

Hvent= 0,34 *Qvarep*Sh

    Qvarep est le débit d'air extrait conventionnel (m3/hm²)donné par un tableau à 9 entrées, la ventilation par ouverture de fenêtre étant la plus mauvaise méthode (2,6) ,la VMC hygro A après 2012 la meilleure (1,16) 

    Hperm est déterminé par la splendide formule :

    Hsp hauteur moyenne sous plafond

    Qvasouf débit volumique conventionnel à souffler

    e et f sont des coefficients de protection des façades

    n50 est le renouvellement d'air sous 50 pascals donné par une autre formule compliquée ou un appartement ancien est 4,6 fois plus mauvais qu'un récent.

Dans la première mouture du DPE 20221 Qvarep est passé de 1,2m3/h.m²  à 2,6m3/h/m² pour la ventilation par ouverture des fenêtres. Ceci  a été catastrophique pour le classement des logements anciens, un "correctif" a ramené Qvarep a son ancienne valeur.

De même on avait fixé la perméabilité conventionnelle( Q4paconv) à 4,6 m3/hm² pour prendre en compte " des menuiseries parfois anciennes très perméables" et on a du reculer à 2,5m3/hm²

Ces "bricolages" auraient surtout du  interroger sur la validité du modèle. 

Calcul des pertes récupérables

Elles sont maintenant de 3 types et mensualisées

Qrec_chauff_j Pertes récupérées de distribution ECS

Qg_wrec_j Pertes récupérées de stockage ECS

Qgen_rec_j pertes récupères de génération de chauffage

Apports gratuits 

Pour les apports gratuits, les choses vont encore  se compliquer.

Les apports solaires sont difficiles à calculer, ils dépendent de l'exposition, des masques éventuels, de l'inertie du bâtiment...

La méthode actuelle considère les apports gratuits Fj pour chaque mois j

On commence par déterminer la surface équivalente Sse

    Ai surface de la baie 

    Swi proportion d'énergie solaire pénétrant

    Fei facteur d'ensoleillement

    C1i coefficient d'orientation et d'inclinaison pour la paroi 

Il s'en suit toute une série de tableaux avec des distinctions subtiles entre fenêtre coulissante ou battante, évaluation des masques en fonctions de l'avancée des loggias , masquage latéral, masque lointain, obstacle d'environnement, traitement des vérandas... 

Fj est calculé à partir de X pour chaque mois j par 

Fj=(Xj-Xjⁿ)/(1-Xjⁿ)

Ou n dépend de l'inertie (donnée par un tableau à 24 entrées)

avec 

Xj=(Asj+Aij)/(GV*DHj) 

    DHj degrés-heures de chauffage pour le mois j

    Aij apports internes sur le mois j (5,7W/m² le jour, 1,1W/m² la nuit), on rajoute un scénario d'occupation et on distingue période de chauffage et période de refroidissement ce qui conduit par exemple à l'équation pour un mois j

Aij=((3,18+0,34)*Sh +90*132/168*Nadeq)*Nrefj

    Nadeq nombre d'adultes  équivalent vivant dans le logement.

    Nrefj nombre d'heures de chauffage pour le mois j

Pour les mois en période de chauffe les apports internes diminue les besoins de chauffage mais augmentent les besoins en période de refroidissement.

Intermittence

Dans les années 80 on se contentait de dire que l'on faisait des économies de l'ordre de 12% en arrêtant la chauffage la nuit si l'inertie était faible et de 4% si l'inertie était forte, on se préoccupait de l'occupation (locaux scolaires vides le WE) sans vouloir généraliser.. 

Le facteur d'intermittence INT est donné dans la réglementation actuelle par la formule

avec 

G=Gv/(Hsp*Sh)

Io , le facteur d'intermittence, est donné par trois énormes tableaux distinguant maison individuelle, immeuble avec chauffage collectif et immeuble avec chauffage individuel.. il varie de 0,75 à 1,07 

Rendement de l'installation

On va considérer les rendements de génération (Rg), d'émission (Re), de distribution (Rd), de régulation (Rr) et le type d'installation, toujours avec d'énormes tableaux, avec par exemple pour les radiateurs électriques un rendement d'émission variant ente 0,95 et 1 pour 7 cas possibles.

Ich=1/( Rg*Re*Rd*Rr)

    Ich Inverse du rendement de l'installation 

Consommation d'ECS

Là aussi on va considérer les rendements de génération, de distribution, de stockage ainsi que le type d'installation.

Consommation de chauffage

En 1988 le besoin de chauffage B s'exprimait:

B= GV*DH (1-F)

où F est le coefficient d'apports gratuits

avec F=ηA/DH

A désignant les apports gratuits bruts et η leur taux de récupération.(X=A/DH)

Actuellement c'est plus compliqué car on va tenir compte des rendements du système de chauffage, de la "récupération"  et de l'intermittence.

On détermine le besoin  de chauffage Bchj par mois j

    Qrec_chauff_j Pertes récupérées de distribution ECS

    Qg_wrec_j Pertes récupérées de stockage ECS

    Qgen_rec_j pertes récupères de génération de chauffage

On calcule ces 3 coefficients par des calculs subtils.(peu compréhensibles)

Ceci va permettre de déterminer la consommation de chauffage Cch (KWh PCI) sur l'année.

Cch=Bch*Ich*INT

    Ich Inverse du rendement de l'installation Ich=1/( Rg*Re*Rd*Rr)

Bizarrement on peut choisir entre deux comportements: dépensier Tint=21¨C , conventionnel Tint=19°C

On va également considéré des cas concernant surtout les pavillons: Installation avec plusieurs émissions pour un générateur, installation avec plus générateurs pour une émission, installation avec chauffage solaire, ,installation avec insert ou poêle à bois en appoint, installation avec insert ou poêle à bois, idem+ radiateur électrique dans SdB, installation avec chauffage solaire et insert ou poêle à bois... ( 12 cas décrits).

On va aussi calculer la consommation éventuelle de froid. 

Consommation des auxiliaires  (nouveau paragraphe par rapport à 2012)

Auxiliaires de ventilation

Caux_vent =8760*Pvent/1000

    Pvent puissance moyenne des auxiliaires calculé par des tableaux (tout cela pour arriver à une valeur entre  15 ou 65W environ)

Auxiliaires de chauffage

Caux_ch=Caux_gen_ch+C_aux_dist_ch

Auxiliaires d'ECS

Caux_ecs=Caux_gen_ecs+Caux_dist_ecs

La description  précise du calcul demande 5 pages 

Les formules données surestimaient la consommation des auxiliaires d'ECS dans le cas des systèmes bouclés des réseaux collectifs, ceci a été rectifié en octobre.

Consommation d'éclairage (nouveau paragraphe par rapport à 2012)

On calcule une  consommation par mois

Ceclj= Pecl*Nhj/ 1111

où

Pecl puissance conventionnelle 1,4 W/m²

Nhj nombre d'heures de fonctionnement de l'écaliarge par mois suivant zone climatique.

Calcul des consommations en énergie primaire 

Idem que 2012  (+ Cecli + Caux)

Le coefficient d'énergie primaire pour l'électricité passe de 2,58-à 2,3, ce qui favorise ... les radiateurs électriques

Calcul des émissions de CO2

Idem que 2012

L'impact CO2 du chauffage électrique passe de 210 à 79 gCO2/kWh.

Conclusion

L'APUR donnait dans sa fiche descriptive des immeubles des U des parois des immeubles anciens variant de 1,85 à 2,26 mais la valeur par défaut des logiciels du DPE est de 2,5, ce que tous les diagnostiqueurs appliquent..
Notez que sur le plan thermique, les pires immeubles sont ceux construits entre 1940 et 1975.
Le taux de vitrage est de 30% pour les immeubles anciens et passe à 50% pour les immeubles entre 1940 et 1975, ce qui est bien sur mauvais s'il s'agit de simple vitrage.
La conclusion logique aurait été qu'il fallait porter l'effort sur les immeubles 1940-1975 qui ont en plus l'avantage pour la plupart  de façades béton faciles à isoler 

En 1974 on a développé un modèle très simple, que l'on pouvait calculer "à la main",  on l'a ensuite "perfectionné". Ceci a amené une accumulation de strates avec des distinguos subtils et une cohérence chancelante. Le "mieux est l'ennemi du bien", ce proverbe me semble s'appliquer au monstre que me semble  devenu la méthode 3CL du DPE. 

Ceci est d'autant plus étrange que l'on a développé parallèlement des modèles dynamiques  de bâtiment (STD) qui en 1974 demandaient les ressources d'un gros ordinateur mais qui aujourd'hui se contentent du plus modeste PC et qui , si on ne s'acharne pas à couper les cheveux en quatre comme aujourd'hui, pourraient fournir un modèle plus satisfaisant. 

Merci de me signaler les erreurs de ce texte.