La stratégie de décarbonation des bâtiments doit se faire en amont de l’électrification
04 janvier 2024
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Deux experts en développement durable abordent le rôle de l’électrification dans la décarbonation des bâtiments et la conception carboneutre
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Par Antonino Lagana
La décarbonation des bâtiments est essentielle à la lutte contre les changements climatiques. Antonino Lagana, qui se spécialise dans l’ingénierie des bâtiments écoénergétiques, parlent du rôle de l’électrification dans la décarbonation des bâtiments.
Avec John Dugan, rédacteur de la publication Design Quarterly de Stantec, Antonio ont discuté d’avenir et de conception.
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Place du Portage, Phase III à Gatineau, Québec. Stantec a fourni des services en mécanique, électricité et structure du bâtiment. (Coentreprise : Stantec/BPA/Provencher Roy/Perkins&Will/Two Row Architects)
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De nos jours, en ce qui concerne la stratégie de décarbonation des bâtiments, on parle beaucoup de l’importance de l’électrification des bâtiments. Est-ce une bonne approche pour atteindre la carboneutralité et la décarbonation?
Antonino Lagana : Je suis d’accord. La première étape est l’efficacité énergétique, ou une rénovation énergétique majeure. L’idée est qu’un bâtiment consomme l’énergie de manière efficace. C’est le dénominateur commun de tous les domaines en lien avec l’énergie. J’ai réalisé des projets de grands et de petits bâtiments carboneutres. Et j’ai électrifié autant qu’il est possible de le faire. J’ai réduit les pointes de consommation grâce à des carburants de remplacement carboneutres et au stockage d’énergie. Actuellement, dans bien des endroits, le réseau électrique ne peut pas fournir suffisamment d’énergie pour électrifier complètement un bâtiment ou une collectivité. Il est donc nécessaire de compter sur des carburants de remplacement carboneutres, comme le gaz naturel renouvelable.
Parlons de la réduction des pointes de consommation. La facture d’électricité d’un bâtiment tient compte de la consommation réelle d’énergie (kilowattheures) et des appels de puissance (kilowatts). La puissance à facturer est fonction de la demande de pointe mensuelle. L’objectif est donc de diminuer cette pointe.
Il est possible d’éviter les pointes à l’aide du stockage d’énergie thermique, méthode utilisée pour la Place du Portage, un grand projet fédéral que nous réalisons au Québec. Une autre solution consiste à utiliser des carburants tels que le gaz naturel renouvelable, comme nous l’avons recommandé pour le stationnement souterrain de la Place du Portage. Nous ne pouvons pas électrifier le système de chauffage du garage parce que cela nécessiterait trop d’énergie et que son utilisation est sporadique.
Pouvez-vous nous expliquer en quoi consiste une conception carboneutre?
Antonino : Pour rendre un bâtiment efficace sur le plan énergétique, nous évoquons la notion de « conception carboneutre ». Pourquoi? Certains pensent que pour rendre un bâtiment carboneutre, il suffit d’installer suffisamment de panneaux solaires ou d’éoliennes sur une propriété pour fournir toute l’énergie nécessaire. Mais les énergies éolienne et solaire sont trop variables et les installations prennent de l’espace. Le stockage de l’énergie ainsi produite dans des batteries au-delà de six à huit heures entraîne souvent des coûts prohibitifs. De plus, les batteries doivent être entretenues.
En réalité, il est possible de construire des bâtiments carboneutres à grande échelle lorsque les entreprises de services publics d’électricité fournissent une énergie propre à un prix abordable. Au Québec, où je vis, nous disposons d’un « scénario idéal » avec de l’énergie propre provenant du réseau, de l’électricité à bas prix provenant de l’hydroélectricité et du gaz naturel renouvelable à un prix abordable. Le gaz renouvelable provient des collectes municipales des matières organiques, des sites d’enfouissement existants et des déchets agricoles. Ce méthane est injecté dans le réseau de gaz naturel. Le Québec a fait de grands progrès en matière d’électrification et de gaz renouvelable. Beaucoup d’éléments dépendent du réseau, c’est pourquoi nous devons parler de la conception de bâtiments carboneutres.
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Le 303, rue Battery à Seattle, Washington. Dans le cadre de ce projet, Stantec a fourni des services en mécanique du bâtiment, plomberie et modélisation énergétique. (Firme d’architecture : CollinsWoerman)
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Ainsi, il est possible de transformer des bâtiments existants en bâtiments carboneutres. Le marché de la rénovation énergétique est immense. Quel est le point de bascule pour une plus grande pénétration du marché?
Antonino : Tout le monde est d’accord lorsqu’il y a un rendement du capital investi (RCI). Le RCI unifie toutes les parties prenantes. Il n’y a rien de mal à procéder à une rénovation énergétique majeure. Elle peut être justifiée financièrement grâce aux économies d’énergie réalisées et au renouvellement opportun d’équipement. L’approche varie selon la situation du marché énergétique local.
Par exemple, dans les marchés où l’électricité est chère, l’approche reposera sur la réduction de la consommation d’électricité afin d’obtenir une période de récupération de l’investissement courte. Là où le gaz naturel est plus cher que l’électricité, il faut se concentrer sur les mesures qui réduisent la consommation de gaz naturel, comme les thermopompes, celles-ci devenant plus attrayantes.
Dans les projets de rénovation énergétique, on analyse chaque domaine de consommation d’énergie. Il faut vérifier chaque utilisation finale de l’énergie et trouver des moyens de réduire la consommation. En général, les entreprises de services écoénergétiques qui analysent un bâtiment proposent des solutions pour obtenir un rendement du capital investi grâce aux économies d’énergie et au renouvellement d’équipement. Mais certains clients préfèrent suivre la méthode traditionnelle et payer eux-mêmes leurs rénovations énergétiques, ce qui est moins cher à long terme.
" }Il faut songer à réserver les carburants à forte teneur en carbone pour les industries qui en ont vraiment besoin et à utiliser des solutions de rechange lorsque c’est possible.
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Pouvez-vous nous en dire plus sur certains autres éléments des rénovations énergétiques majeures?
Antonino : Les rénovations énergétiques majeures constituent la première étape, la pierre angulaire de la décarbonation. Les États-Unis doivent réduire leur consommation d’énergie, et les bâtiments en consomment beaucoup. Mais le pays doit également convertir son approvisionnement énergétique et utiliser de l’énergie propre, dont la quantité est limitée à l’heure actuelle. Les États-Unis ne seront pas en mesure d’électrifier complètement les transports et les industries avec ce type d’énergie. Ils ne disposent ni de l’offre ni des infrastructures nécessaires. Ils doivent donc envisager d’ajouter des carburants de remplacement à leur palette énergétique afin de réduire leurs émissions.
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The Curve Library and Cultural Centre à Slough en Angleterre. Stantec a fourni des services de conception en génie civil, en mécanique, électricité, plomberie et structure du bâtiment, ainsi qu’en modélisation des données du bâtiment, y compris pour le carbone intrinsèque. (Firmes d’architecture : Slough Urban Renewal, CZWG et BBlur)
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Qu’en est-il de la durée de vie du bâtiment? Un tel investissement est plus rentable du point de vue financier et du carbone intrinsèque lorsqu’il s’agit d’un bâtiment avec une durée de vie de 50 ans plutôt que de 30 ans, n’est-ce pas?
Antonino : À la Place du Portage, le bâtiment a déjà environ 50 ans. Nous conservons le bâtiment actuel afin de ne pas avoir à couler du nouveau béton et à ajouter inutilement des matériaux qui comportent du carbone intrinsèque.
Donc, en ce qui concerne le carbone intrinsèque, notre stratégie consiste à rénover le bâtiment et à conserver autant que possible les matériaux, le béton et l’acier. Nous allons refaire la fenestration avec un mur-rideau à triple vitrage pour la rendre plus efficace. La stratégie en matière de carbone intrinsèque consiste à conserver le béton, car il peut durer très longtemps.
Êtes-vous optimiste quant à la possibilité de concevoir un environnement bâti plus durable?
Antonino : Dans un monde idéal, la compagnie d’électricité fournit une énergie propre et abordable, et le propriétaire du bâtiment rend son immeuble écoénergétique. Les États-Unis doivent augmenter l’offre en énergie propre. Le gouvernement pourrait mettre en place des conditions favorables rendant avantageux pour les entreprises de services publics de fournir de l’énergie propre. Par la suite, il incombe aux propriétaires d’immeubles de rénover leurs bâtiments.
Je crois que ce sont des ingénieurs comme nous qui devraient conseiller le gouvernement plutôt que des dirigeants d’entreprise. Nous concevons des solutions tous les jours et nous pouvons dire : « Voici les pistes les plus prometteuses. C’est ainsi que l’on peut y arriver. »
Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de Stantec.
À propos des auteurs :
Non seulement passionné par la thermodynamique, Antonino se consacre pleinement à sa carrière dans les services énergétiques.
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