Nos résultats et conclusions

Plan de la sous-partie
 
 
Lien vers la feuille Excel, qui regroupe le dimensionnement ainsi que les résultats que nous avons obtenu [ici]
 
1.    Choix d’un panneau efficace et sélectionné par ENERPLAN
Pour pouvoir apporter des résultats et des préconisations quand à la surface de panneaux à utiliser, on a longtemps cherché un panneau qui réponde à deux critères essentiels dans notre démarche :
·         Le panneau doit être à tubes sous vides, et efficace c’est à dire posséder un fort coefficient ηo mais de faibles coefficients k1 et k2.
·         Le panneau doit être dans la liste du matériel référencé par ENERPLAN, sur le site Ô-solaire.
On a donc cherché ce panneau, et là encore le site Tecsol nous a bien aidé car il y a une section qui regroupe tous les panneaux ayant bénéficiés d’une certification CSTBat et qui sont donc automatiquement référencés par ENERPLAN. Le site nous donne en plus accès à l’avis technique délivré par le CSTB, et donc aux valeurs de ηo, k1 et k2
Nous avons donc choisi en respectant ces critères, le panneau solaire thermique Vitosol 200-T Type SD2, du constructeur VIESSMANN et tous nos calculs ont été faits à partir de ce panneau.
L’avis technique du CSTB nous donne donc accès aux valeurs de ηo, k1 et k2 [33], et tout le dimensionnement a été développé sur les feuilles Excel en respectant la méthode de dimensionnement énoncée plus haut, ainsi que toute la méthode permettant d’accéder à la rentabilité économique de l’installation.

2.    Les résultats communs aux lots libres et aux lots sociaux (accession et location)
Le fait que l’on ait considéré une même consommation d’eau chaude entre les lots libres et lots sociaux implique forcément qu’une grosse partie des résultats soit commune entre ces deux ensembles, et c’est ce à quoi on va s’intéresser dans cette partie.
Nous avons ainsi étudié les variations relatives du % d’énergie fournie par les panneaux, et de l’énergie produite en trop et donc perdue par les panneaux, en fonction de la surface de panneaux installés.
Et voici les résultats obtenus :
On voit nettement qu’il y a deux pentes distinctes sur ce graphe. La première pente est très forte, et traduit le fait qu’une faible augmentation de surface entraîne une forte augmentation du % d’énergie propre. Il serait donc bien plus avantageux de se situer dans la première pente que dans la seconde, et on veillera donc à ne pas dépasser les 10m² de panneaux pour ces lots.
 
Sur ce graphe, on peut noter aussi qu’à partir de 4 ou 5m² de panneaux, l’énergie produite en trop par les panneaux monte en flèche…Et c’est regrettable car cette énergie produite en trop est perdue ! Ce graphe nous conseille donc de ne pas dépasser les 4-5 m² de panneaux pour ces lots, si on ne veut pas perdre bêtement trop d’énergie !    
3.  Le retour sur investissement diffère par contre entre les lots
En effet, le retour sur investissement va varier entre les lots libres et les lots sociaux pour la simple et bonne raison que les bailleurs (et donc les aides !) ne sont pas les mêmes entre ces lots.
a)    Cas des lots libres
Sur les lots libres, on a vu que les aides régionales et locales varient en fonction du revenu, et on a pris en compte les 3 cas sur le graphique ci-dessous :
 
On peut constater que la différence d’aide apportée suivant le revenu n’a pas beaucoup d’impact sur l’évolution du retour sur investissement… Grossièrement, on peut dire que ce système mis en place par la région et le département change un peu la donne si on souhaite s’équiper d’un ou 2 m² de panneaux… mais sinon les résultats sont quasiment les mêmes.
b)   Cas des lots sociaux (à location et à accession)



Si on compare ce graphique au précédent, on constate que le retour sur investissement est bien meilleur, et ceci est notamment vrai pour les grandes surfaces de panneaux. Ainsi, on ne monte « qu’à » 70 ans de retour pour 50 m² de panneaux, contre 120 ans dans le cas des lots libres… Mais comme on ne vas pas installer plus de 10 m² de panneaux, on peut dire que les retours sur investissements se valent entre les lots libres et les lots sociaux.

4.    Les résultats relatifs à l’EPHAD
A la différence des autres lots, il faut rappeler qu’on a considéré une consommation d’eau chaude de 60L/lit pour la maison de retraite ce qui change les résultats. On peut se douter que les évolutions des énergies et du retour sur investissement seront similaires à celles vues précédemment…Mais ce qui est intéressant ici, c’est de voir quelles sont les surfaces nécessaires pour obtenir des courbes similaires au précédentes. 
Les résultats obtenus sont les suivants :
On voit là aussi qu’il y a deux pentes distinctes, mêmes si elles sont beaucoup moins marquées que dans le cas des lots. Et il est toujours plus intéressant de se situer sur la première pente, donc en dessous des 100m² de panneaux (environ).
Là encore, on constate qu’il y a toujours les deux pentes distinctes, avec cette fois ci une rupture de pente qui se situe plutôt entre les 80/90 m² de panneaux.
Si on veut éviter de produire trop d’énergie par les panneaux, qui sera au final perdue, il vaut donc mieux ne pas dépasser les 80/90 m² de panneaux pour la maison de retraite !
Au niveau du retour sur investissement, on constate qu’il est très bon pour la maison de retraite car il n’est au final que de 8/9 ans pour une installation d’un peu moins de 100 m². Ces très bons résultats sont notamment dus au fait que de grandes surfaces de panneaux permettent de grosses économies d’énergie par an, et du coup l’installation est amortie au bout d’un nombre d’années assez réduit.

5.    Le choix d’une surface optimale pour chaque bâtiment et les résultats associés.
Malgré tous les résultats précédents, on ne peut pas dire avec précision quelle surface de panneau on préconise en fonction du type de logement. Or c’est justement ce que nous allons faire dans cette partie, en utilisant un autre outil : la courbe besoin/apport.
 
a)    Cas des lots libres et des lots sociaux
On a réussi à estimer la quantité Ej d’énergie qu’il est nécessaire d’apporter afin de chauffer quotidiennement l’eau chaude sanitaire d’une famille de 4 personnes basée à Champeix. Afin d’optimiser la surface de panneau solaire thermique, nous allons comparer cette courbe de besoin à la courbe d’énergie Ej’ apportée par les panneaux, en fonction des différentes surfaces de panneaux considérée.
L’optimisation consiste à trouver la surface de panneaux pour laquelle la courbe d’Ej’ affleure juste la courbe d’Ej par le bas. On va ainsi limiter le cas où trop d’énergie est produite, et donc gaspillée…
Les graphes tracés précédemment nous donnent d’ailleurs des informations intéressantes sur la recherche de l’optimum de surface, puisqu’on sait que pour le cas des lots libres et des lots sociaux, c’est à partir de 4/5 m² qu’on commence à avoir beaucoup d’énergie produite en trop…
On va donc chercher l’optimum par tâtonnements, en dessous des 5m² de panneaux.
Et on a trouvé les résultats suivants pour une surface de 4 m² de panneaux :
La surface de 4m² semble donc bien adaptée aux lots libres et aux lots sociaux, puisqu’elle permet un bon apport d’énergie le long de l’année tout en incluant le fait qu’elle limite grandement la quantité d’énergie qui serait produite en trop et donc perdue.
Le but de l’optimisation est en fait de limiter la partie où la courbe rouge est au dessus de la courbe bleue, tout en essayant de garder ces courbes les plus proches possibles.
b)    Cas de la maison de retraite (EPHAD)
Pour la maison de retraite, nous avons appliqué la méthode sauf que nous avons cherché un optimum en dessous des 90 m² de panneaux conformément à ce qui avait été annoncé précédemment.
Et nous avons obtenu les résultats suivants pour 90 m² de panneaux :
On constate donc que la surface de 90m² semble donner de très bons résultats pour la maison de retraite, car elle maximise l’énergie fournie par les panneaux tout en intégrant le fait qu’elle minimise le gâchis d’énergie.
 
c)    Tableau récapitulatif
Ce tableau récapitule donc pour les différents types de logements envisagés dans l’éco-quartier, quelle est la surface optimale de panneaux Vitosol 200-T Type SD2 que l’on préconise ainsi que toutes les caractéristiques importantes à la fois énergétiques et économiques qui y sont associées :
Notre dimensionnement nous donne finalement des chiffres qui sont tout à fait raisonnables par rapport à ceux que l’on trouve habituellement dans les livres, ou sur les sites internet. Cela nous conforte un peu pour ce qui est de la validité de notre dimensionnement.
 
Bibliographie
·         [33] Avis technique 14/08-1302, délivré par le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment).