Ecole Nationale des Sciences Appliquées

Al Hoceima
Filière : GEER
Section : S3
Année universitaire : 2021--2022

Séance 2

Cours :
Diagnostic énergétique

Prof : Rachid TISKATINE

GEER2
 Chapitre 2 :
Notions de diagnostic
approfondi – Diagnostic des
équipements et dans
l’industrie- Solutions
d’amélioration
Introduction
 Le diagnostic énergétique est un volet incontournable pour tout programme
d’efficacité énergétique.
 Les principales étapes de diagnostic restent les mêmes pour le bâtiment et
l’industrie. La différence d’approche réside dans la définition du système
consommateur d’énergie ainsi que la catégorie d’équipements :
Le bâtiment comprend essentiellement :
 Le chauffage et la climatisation
 Les systèmes de ventilation
 La production d‘ECS
 L’éclairage …
L’industrie comprend en plus que ça, les systèmes liés directement aux procédés :
 Les systèmes de production de froid industriel
 Les système de production de vapeur
 Les systèmes de production d’air comprimé
 Les pompes et forces motrices …

Une autre différence : en industrie, le bilan énergétique est ventile en fonction de

la structure du système consommateur d’énergie ciblé, et pour le bâtiment, le
bilan est structuré en fonction des catégories d’équipement.
Différence entre diagnostic rapide et approfondi
 Un diagnostic rapide consiste en une courte visite sur site pour identifier
les postes où de simples actions peu onéreuses pouvant entraîner des
économies immédiates sur la consommation d’énergie.
 Un diagnostic approfondi prend beaucoup de temps. Il suppose l’emploi
d’instruments de mesure de la consommation d’énergie pour l’ensemble du
bâtiment. De plus, des programmes de simulation sont parfois utilisés pour
évaluer les solutions.

Protocol général du diagnostic approfondit (logement)

 Visite du bâtiment ;
 Cueillette de données (facturation d’énergie,
équipement et état, horaires, etc)
 Analyse de la facturation ;
 Bilan énergétique ;
 Calcul des investissement et de la rentabilité ;
 Plans de mise en œuvre
 Rapport détaillé ;
Les outils de diagnostic énergétique :
 Formulaire de relevé préliminaire ;
 Formulaire de relevé détaillé ;
 Formulaire d’évaluation des économies ;
 Formulaire d’évaluation des honoraires ;
 Les instruments de mesures ;
 Les logiciels (Excel, Word).

Rapport de diagnostic énergétique :

• Le résumé qui fait le bilan des mesures ;
• La synthèse des principales recommandations : perspectives de l’études
et bref descriptif du bâti ;
• La liste des mesures ainsi que les économies attendues avec les
investissements et les périodes de retour.
Les mentions du diagnostic approfondi
 Les caractéristiques pertinentes du bâtiment en indiquant les conditions
d’utilisation des équipements et leur gestion ayant des incidences sur les
consommations énergétiques.
 L'indication, pour chaque catégorie d'équipements, la quantité annuelle
d'énergie consommée ou estimée et l’évaluation des dépenses annuelles
résultant de ces consommations.
 L'évaluation de la quantité d'émissions de GES liée à la quantité d’E
consommée.
 L'évaluation de la quantité d'énergie d'origine renouvelable produite par
les équipements installés.
 Le classement du bâtiment en application d'une échelle de (quantité
annuelle d‘E consommée et quantité d'émissions de GES), pour le
chauffage, la production d‘ECS et le refroidissement, rapportée à la surface
du bâtiment.
 Des recommandations visant à améliorer la performance énergétique du
bâtiment accompagnées d'une évaluation de leur coût et de leur efficacité.
 Les phases de diagnostic énergétique approfondi
 Le diagnostic approfondi a pour vocation d’approfondir les solutions
retenues au terme de l’analyse préalable pour dresser un bilan énergétique
précis et chiffré. Il comporte 3 phases :

Phase 1 : examen minutieux du bâtiment et de ses paramètres de

fonctionnement ; condition d’utilisation ; état des installations, exploitation,
consommations, …
 Facture d’énergie dans les 3 dernières années (électricité, eau, combustibles).
 Descriptif de la structure (nature parois) et des éventuels réseaux (type de
compresseur, schéma des circuits ,…)
 Diagramme de fonctionnement de la climatisation (plan de distribution,…).
 Contrats de maintenance des installations;
 Rapports des diagnostics éventuels précédents.
 Historique des pannes, disfonctionnement, imperfection des installations;
 Améliorations possibles;
 Caractéristiques fonctionnelles du bâtiment et ses équipements;
 Relevés et mesures :
- Enveloppe (étanchéité, couleur des façades, protection solaire int et ext …)
- Eclairage intérieur : hauteur luminaire, couleur des murs, éclairage naturel)
 - Mesure des niveaux d’éclairement et relevés type d’équipements (lampes, …)
- Conditionnement d’air (description aérauliques, mesure Temp, taux CO2…)
- Installations électriques (poste de transformation, comptage, réseaux,
moteurs…)
- ECS : production, distribution, stockage, température d’utilisation, …
- Production d’eau glacée, production de vapeur, installation électrique, les
fluides énergétiques, gestion technique centralisée (cas industrie).

Phase 2 : exploitation et traitement des données

 Les observations, les calculs et leurs interprétations permettent la mise en
évidence de la description des améliorations à envisager avec indication pour
chaque intervention des économies à attendre, le cout et le temps de retour.
 Analyse des performances des systèmes : performances thermique (enveloppe),
éclairage (densité), conditionnement d’air (installations aérauliques,
hydrauliques), électricité, performance ECS.
 Détermination de la consommation globale / an (facture) et la répartition de la
consommation par usages.
 Simulations informatiques …
Phase 3 : élaboration d’un programme d’intervention, exploitation des relevés…
Le contenu du rapport diagnostic énergétique :
• Sommaire exécutif ou résumé (reprend les
principales recommandations et conclusions du
rapport de diagnostic énergétique) ;
• L’introduction qui doit situer le contexte, les
objectifs et les motivations de l’étude ;
• Description des caractéristiques architecturales,
de l’état du bâtiment, des installation techniques
et le mode de fonctionnement.
• Bilan énergétique du bâtiment : analyse des
consommations et les postes d’utilisation de
l’énergie, ;
• Rapport d’étude de la facturation ;
• Description des mesures d’économies d’énergie , investissements, périodes de
retour et méthodologie de mise en application par les exploitants ;
• Conclusion : bilan d’étude, résultats à attendre des recommandations ainsi que
les conseils pour la méthodologie de mise en œuvre des mesures.
• Annexes : formulaires de relevés, fiches techniques de certains équipements et
schémas de modifications des systèmes, équipements demandés …
Exemple : Réalisation du rapport
1. Etat initial
 Description de l'enveloppe : où sont les déperditions ?
 Analyse thermographique : Photographies à la caméra thermique
(infrarouge) en période froide.

 Bilan énergétique des consommations réelles d'après les factures,

classement énergétique du bâtiment.
 Création d'un modèle de calcul théorique au plus près du bilan
énergétique réel.
2. Synthèse
 Résumé des conclusions du rapport.
 Les informations et résultats essentiels des calculs.
 Les grandes orientations à retirer du diagnostic.

3. Les scénarios
 Scénario = simulation d'un bouquet de rénovation énergétique. Les
préconisations peuvent porter entre autres sur :
Développement
technique
4. Faisabilité et investissement
 Estimation indicative d'une enveloppe budgétaire d'investissement.
 Calcul de l'économie d'énergie envisageable (en kWh) puis en euros.
 Estimation du temps de retour sur investissement : selon des prévisions
d'évolution des prix de l'énergie.
 Diagnostic énergétique en industrie
 L'objectif est d’élaborer un bilan énergétique globale, de quantifier les
potentiels d’économies d’énergie et de définir des actions pour réaliser ces
économies.
 Pour cela, il est nécessaire de déterminer les principaux postes de
consommation énergétique et d'effectuer une analyse par comparaison ou par
calcul avec la consommation qui serait obtenue par la mise en œuvre de
solutions plus performantes.

Protocole de diagnostic industriel

1) Examen des installations existantes :
 Examen site et thermographie des équipements;
 Examen des installations (équipements …)
 Etudes des schémas de principe de fonctionnement actuel et des améliorations
futures réalisables
 Etude des cycles de fonctionnement et de la régulation.
2) Examen des consommations
 Consommation de gaz, gasoil, eau de process et sanitaire
 Consommations électriques (éclairage, air comprimé, ventillation,
climatisation…
Après la réalisation des mesures :
 Traitement des résultats de mesure;
 Évaluation de consommations spécifiques – comparaison avec les standards ;
 Contrôle des bilans d’énergie – Evaluation des pertes
 Interprétation des différences éventuelles – Corrections ;
 Identification des améliorations possibles dans la gestion énergétique …
 Identification des améliorations relatives à la maintenance …
 Identification des améliorations demandant peu d’investissement (isolation
thermique, équilibre électrique) …
 Réparation du rapport (c/c : rappel des mesures par ordre de priorité).

1) Consommation d’électricité
 Capacité totale installée - Tension d’alimentation
 Consommation annuelle : achat, auto-production
 Diagramme de charge : journalier, saisonnier …
 Facteur de puissance moyenne
 Répartition des consommations par type
2) Production de chaleur : chaudières – Fours …
 Nombre d’unités de production
 Caractéristiques des chaudières …
 Source d’alimentation en eau - Type de traitement de l’eau – Consommation en eau
 Recyclage de la vapeur condensée …

3) Utilisation de l’énergie
 Principaux équipements de consommation d’énergie

Bilan énergétique
Si l’on prend l’exemple d’un bâtiment, la réalisation du bilan énergétique
nécessite de prendre en compte :
 Les déperditions des parois par rapport à l’extérieur ;
 Les déperditions par renouvellement d’air (ventilation + infiltration +
ouvertures des portes) ;
 Les apports de froid par les équipements frigorifiques alimentaires à l’intérieur
de la surface du centre ;
 Les apports de chaleurs sensibles et latentes par le public ;
 Les apports par l’éclairage ; les apports solaires.
Exemple d’évaluation sur une centrale de froid
(à l’issue bilan énergétique)

 Taux de compression ;
 Puissance absorbée ;
 Charge du moteur ;
 E transmise au fluide frigorigène ;
 Chaleur évacuée au condenseur ;
 E absorbée à l’évaporateur …
 Calcul de la consommation d’E dans groupes frigorifiques ;
 Temps de fonctionnement des groupes ;
 Estimation des besoins frigorifiques et de la consommation de la
centrale froide ;
 Pertes thermiques estimées ;
 Diagnostic des équipements électriques
 Il concerne l’ensemble des installations, du poste d’arrivée aux charges : réseau,
transformateurs, variateurs, moteurs et générateurs, résistances etc…

 Il a pour but d’effectuer un bilan de puissance pour détecter les défauts du réseau
ou des consommateurs, de capturer les défauts, de déceler les problèmes de
pilotage et de régulation, …

• On détectera également les points chauds

sources de défaillances ou d’incendie.
• Les outils d’investigations utilisés sont variés :
 enregistrement simultané des signaux électriques
 bilan de puissance des équipements
 identification des fluctuations de couple
 signature vibratoire
 mesures de contrôle à l’arrêt
: résistance d’isolement, IP, profil des collecteurs…
 thermographie infrarouge des armoires et des
machines tournantes.
Diagnostic énergétique des machine thermiques
Solutions d’amélioration
• Une maison qui consomme
beaucoup d'énergie doit être un vrai
sujet de rénovation et d'éventuelles
améliorations :
 travaux d’isolation ;
 changement des vitrages ;
 installation ou remplacement de
nouveaux équipements de chauffage ;
 calorifugeage de tuyaux, etc.
• Il s’agit ainsi de solutions assez simples, qui ne coûtent pas chers, et qui changent
parfois les règles du jeu.
• La dernière phase de diagnostic consiste donc à établir les solutions
d’amélioration de la performance énergétique, à la lumière de l’analyse détaillée.
• Par exemple, lorsque le logement devient performant, la consommation pour le
chauffage peut être divisée par 10.
• La somme de toutes les factures d’énergie est divisée par 4.
• Un changement d’énergie peut permettre à la fois un gain financier sur le long
terme mais également une diminution des émissions de CO2.
1) Les pertes par les parois extérieures représentent la première part des
déperditions thermiques des bâtiments ;
L’isolation des murs par l’extérieur permettra donc de réduire les déperditions et
diminuer les consommations de chauffage.

L’isolation par l’extérieur pour 3 raisons :

 Moins de pertes de chaleur l’hiver
 Plus de fraicheur l’été (la fraicheur stockée la nuit peut rayonner à l’intérieur
pendant la journée
 Pas ou peu de modification à l’intérieur de logement.

2) Remplacement des fenêtres (double ou triple vitrage …) : 1m2 de fenêtre équipée

de simple vitrage a, en moyenne, une déperdition 8 à 12 fois supérieure à une
surface équivalente de murs isolés.
3) Réduire le débit et température ou
bien remplacer l’ECS électrique par un
système de captation solaire thermique.
Le CES comprend un capteur solaire
thermique vitré, à l’intérieur duquel une
plaque et des absorbeurs reçoivent le
rayonnement solaire et chauffent un
liquide caloporteur (antigel). Le liquide se
dirige vers un ballon de stockage d’eau
chaude. Grâce à un échangeur thermique,
ce liquide cède ses calories à l'eau
sanitaire présente dans le ballon.

4) D’autres solutions simples et

peu coûteuses existent pour
améliorer la performance
énergétique de l’éclairage : lampes à
haut rendement énergétique, ajout
de réflecteurs, suppression de
lampes si les niveaux d’éclairement
sont plus élevés, stratégie de
l’éclairage naturel
5) Autres solutions :
 Réduction des fuites d’air.
 Nouvelles technologies : plusieurs matériaux et systèmes ont été proposés
récemment pour améliorer l’efficacité énergétique de l’enveloppe du bâtiment
et particulièrement des fenêtres :
 les vitrages sélectifs pouvant optimiser les apports solaires ;
 les vitrages à transparence variable qui changent automatiquement de
caractéristiques en fonction de la température et/ou du niveau d’éclairage;
 les panneaux photovoltaïques intégrés au bâtiment pouvant produire de
l’électricité lorsqu’ils absorbent le rayonnement solaire et réduisent les apports de
chaleur à l’enveloppe du bâtiment (en particulier par les toitures) ;
 les isolants transparents qui combinent récupération des apports solaires et
isolation thermique.
Dans l’industrie
1) Les moteurs :
 Diminuer le temps de fonctionnement (éteindre les équipements inutiles),
 Utiliser des automatismes pour adapter la puissance du moteur à la demande,
 Utiliser des systèmes à vitesse variable pour la distribution de l’air et de l’eau
 Installer des moteurs à haut rendement.

2) Systèmes de conditionnement d’air :

• Augmentation/abaissement des températures
de consigne;
• Remplacement des systèmes ;
• Installation de systèmes de récupération de
chaleur (échangeurs de chaleur pour récupérer la
chaleur de l’air rejeté d’une unité de traitement
d’air et des chaudières).
• Réhabilitation énergétique des chaufferies
(régler le mélange combustible-air pour obtenir
une combustion correcte).
• Réhabilitation énergétique des centrales
frigorifiques (opter pour des équipements à
haute efficacité, faciles à contrôler et à exploiter).
Résumé des économies préconisée pour les bâtiments tertiaires et
industriels.
 Les systèmes thermiques et électriques sont traités séparément car les coûts
sont différents.
Fin de la séance
Mini-projets (24 sujets)

-Thermographie infrarouge -Transferts thermiques

-Techniques non destructives de contrôle -Les ondes acoustiques
-Stockage de la chaleur -Chauffe eau solaire
-Les ultrasons -Les ondes
-Réchauffement climatiques électromagnétiques
-Efficacité énergétique dans les bâtiments -Rayonnement solaire
-Diagnostic des équipements dans -Supraconductivité
-

le réseau industriel -Ecoulement polyphasique

-Thermique du bâtiment -Cycles thermodynamiques
-Diagrammes de phase -Four solaire
-Les échangeurs thermiques -Les semi-conducteurs
-Les ailettes -Les couches minces
-Matériaux de construction -Machines frigorifiques
- Energie éolienne -Biomasse
-Energie marine - Energie hydraulique
- Energie solaire thermique - Energie solaire
photovoltaique