Situés au lieu-dit "La Fontenette" à Carouge (Genève), les immeubles de la Fondation HBM Emma Kammacher (env. 30'000 m² SRE) sont réalisés selon les standards HPE (quatre immeubles) et THPE (trois immeubles, labélisés Minergie-P). La production de chaleur est assurée par une PAC centralisée sur eaux usées, avec un complément gaz. Elle est distribuée aux immeubles via un réseau de chaleur de quartier.

Les nouveaux immeubles de la FEK ont remplacé un ensemble de constructions à caractère social appelé Familias, dont la vétusté a motivé leur destruction et remplacement par des logements neufs. L’ensemble des nouveaux immeubles a été nommé "Les Auréa" par les habitants, en référence aux activités historiques d’orpaillage aux bords de l’Arve.

La présente étude consiste en une analyse technique et sociale des aspects énergétiques du projet Fontenette/Auréa. Ainsi, l’étude se structure selon les deux volets complémentaires suivants :

• Le premier volet (partie 1) concerne l’analyse technique et énergétique, en situation d’usage, de la production de chaleur du quartier, assurée par une PAC centralisée sur eaux usées avec un complément gaz, et distribuée via un réseau de chaleur de quartier, en relation avec la demande thermique des immeubles.

• Le deuxième volet (partie 2) consiste en une analyse sociale visant à évaluer les pratiques, le positionnement, les attentes et la perception des locataires habitant ces immeubles en matière d’énergie, et à identifier les difficultés ou obstacles aux usages adéquats des infrastructures énergétiques (chauffage, ventilation, eau chaude sanitaire) afin de déterminer les conditions possibles voire nécessaires pour favoriser l’adhésion des habitants aux aspects environnementaux du projet.
   

Analyse énergétique-technique

Bilan énergétique

Le bilan énergétique complet concerne les deux premières années de fonctionnement, pendant lesquelles les derniers immeubles sont graduellement mis en service. Un bilan complémentaire concernant uniquement la demande de chaleur est réalisé pour l’année 2020, première année complète avec les sept immeubles en service.

Diagramme de Sankey du système (unité : MWh ; caractères gras : valeurs mesurées ; caractères normaux : valeurs dérivées et/ou surveillance ponctuelle). DF : ventilation double-flux.

En 2018 (quatre immeubles en service), la demande de chaleur (1162 MWh, soit 66.8 kWh/m²) se répartit entre 59% pour l’ECS et 41% pour le chauffage. La production est couverte à 45% par la PAC avec un COP annuel de 3.04 (incluant auxiliaires côté évaporateur et condenseur), le solde de 55% étant couvert par la chaudière (rendement de 86% sur PCS).

En 2019 (cinq immeubles, plus deux en fin d’année) la demande de chaleur (1423 MWh, dont 1331 MWh sur les cinq premiers immeubles soit 61.2 kWh/m²) se répartit entre 63% pour l’ECS et 37% pour le chauffage. La production (1526 MWh) est couverte à 17% par la PAC (COP de 2.12, sujet à caution suite à des pannes de compteur de chaleur et des problèmes de relevé du compteur électrique) et 73% par la chaudière. La faible part de la PAC est liée à son arrêt temporaire décidé suite à des obstructions répétées de la fosse d’eaux usées, probablement en lien avec des matériaux provenant du chantier des derniers immeubles.

En 2020 (sept immeubles en service) la demande de chaleur (1868 MWh, soit 61.4 kWh/m²) se répartit entre 70% pour l’ECS et 30% pour le chauffage.

Les bâtiments étudiés ont une demande en chaleur inférieure à la médiane des bâtiments construits entre 2011 et 2015 à Genève, soit nettement moins que le parc existant, et le système intègre une part d’énergie renouvelable de récupération.

Les écarts de performance pour le chauffage sont comparables à ceux observés dans d’autres études, et ne concernent que des quantités modestes de chaleur. L’ouverture effective des fenêtres en saison de chauffe, non prévue par la norme, est observée comme étant comparable selon des études similaires, et justifiée par les habitant-es pour des raisons pratiques, d’odeurs ou d’habitude. La ventilation mécanique présente un débit supérieur à la norme, ce qui est courant dans le parc bâti, mais a peu d’influence au vu de l’efficacité de la récupération de chaleur du double-flux (80%). Les températures intérieures (entre 21 et 22°C durant l’hiver) sont supérieures à la norme, tout en étant comparables aux valeurs couramment observées dans le résidentiel collectif. Elles sont cependant jugées partiellement insuffisantes par certain-es habitant-es.

Demandes annuelles de chauffage corrigées climatiquement selon les degrés-jours de chauffage. Les immeubles A-G-F-E répondent au standard HPE.

Pour ce qui est de l’ECS, la demande moyenne est légèrement supérieure à la norme, malgré le fait qu’une partie des habitant-es dit prêter attention à sa consommation d’eau chaude, tout en présentant une forte variation des demandes entre immeubles, en cohérence avec les benchmarks existants.

En conclusion, le système de récupération de chaleur sur eaux usées via une PAC est adéquat pour fournir de la chaleur localement, à partir d’une énergie renouvelable de récupération.

De plus, la ressource est d’une qualité intéressante (température relativement élevée et constante durant l’année) et sa disponibilité varie de concert avec la demande en chaleur pour l’ECS, puisque l’ECS consommée par les bâtiments se retrouve dans les eaux usées. Malgré cela, la performance de la PAC est moins élevée qu’attendu, mais cohérente au vu des conditions de fonctionnement impliquant un ΔT élevé, résultant d’un côté d’une température basse à l’évaporateur, et de l’autre côté de températures élevées de production PAC, notamment pour la préparation d’ECS.

Dans le cas d’immeubles collectifs à haute performance énergétique, il est clair que la fourniture de chaleur pour la production d’ECS devient le point sensible, puisqu’elle représente une part élevée de la demande en chaleur, de surcroît à des températures élevées par rapport aux besoins pour le chauffage au sol.

Les problèmes de fonctionnement observés sont principalement liés au phasage du projet, et ont notamment abouti à la mise à l’arrêt temporaire de la récupération de chaleur sur eaux usées suite à la présence dans la fosse du système de récupération de chaleur de déchets du chantier des derniers immeubles.

L’enjeu de la régulation de la bivalence multi-énergies PAC & gaz reste délicat, et se trouve renforcé par la gestion du CAD et des niveaux de température différents définis pour le chauffage et la production d’ECS. La régulation différenciée été/hiver et le découplage de la PAC du CAD quand la chaudière fonctionne impliquent une consommation de gaz trop élevée.

Il convient de mentionner qu’il subsiste en principe sur cette installation un important potentiel d’optimisation de la production de chaleur, lié principalement aux consignes de régulation de la PAC et à son fonctionnement en série avec la chaudière. Dans la pratique, ce dernier point peut cependant s’avérer délicat, en raison notamment des températures de retour du CAD. À ce point, il est également important de souligner que la performance actuelle du système est d’ores et déjà bien meilleure que dans le cas d’une production 100% fossile, ce d’autant plus que la demande de chaleur reste globalement faible.

Il est important de rappeler que la certification standard par le label Minergie-P des immeubles étudiés ne concerne que la phase de planification, et pas celle de l’usage réel des bâtiments. De plus, les normes de construction ne correspondent pas à l’usage réel des bâtiments, mais constituent un outil de comparaison, une référence pour l’élaboration des projets.

Une meilleure prise en compte au stade projet des conditions réelles d’utilisation des bâtiments, et l’étude de la sensibilité du concept énergétique à la variation des conditions principales d’utilisation des bâtiments (température intérieure, aération mécanique et manuelle) devrait permettre la réalisation de concepts robustes et limitant l’écart de performance potentiel.

Analyse énergétique-sociale

Cette partie de l’étude cherche à comprendre comment les dimensions énergétiques du projet des Auréa sont comprises par les habitants, et en quoi elles s’incarnent dans des pratiques quotidiennes ou au contraire donnent lieu à des résistances au sein de la population concernée.

Dans cette optique, des entretiens semi-directifs (nb. = 21) ont été menés auprès des ménages du quartier, abordant des questions sur les aspects du chauffage, de l’aération, de l’eau chaude, de la sensibilité à l’environnement, ainsi que sur la structure de l’habitat et le profil socioprofessionnel. En complément, des entretiens ont été réalisés auprès de différents acteurs du projet des Auréa.

Sur la base des différents entretiens menés, dont les observations sont retranscrites au travers de trois portraits choisis d’habitants, nous pouvons avancer plusieurs éléments de synthèse, regroupés dans les cinq catégories suivantes : chauffage, aération, eau chaude, rapport au quartier et à l’environnement, constatations générales.

Chauffage

Les réponses aux entretiens mettent en évidence un paradoxe, avec une majorité des personnes se déclarant satisfaites du chauffage, tout en exprimant ne pas avoir assez chaud à certains moments, comme le matin, le soir et pendant l’hiver en général.

Porter un pull ou revêtir des pantoufles par exemple sont des tactiques du quotidien qui permettent aux personnes de s’accommoder des températures dans leur logement, bien qu’en moyenne les températures intérieures mesurées soient entre 21 et 22°C en hiver. Nombre d’entre elles disent cependant devoir porter un pull par obligation en raison du froid plutôt que par envie ou convictions environnementales.

Aération

Les interviewés déclarent ouvrir leur fenêtre de manière quasi systématique au moment de cuisiner, en le justifiant notamment par le fait que la cuisine est ouverte sur le reste de l’appartement, et ceci été comme hiver. Ceci se confirme à travers le taux d’ouverture et d’entre-ouverture des fenêtres observé de 6.2% au total durant une semaine hivernale. Aérer son appartement ressort également comme étant une question de routine, d’habitude qui se passe de génération en génération.

Nous avons pu constater qu’un certain nombre de personnes interrogées (20%) bouchent les grilles d’aération de leur appartement en déclarant avoir peur des maladies qui circulent ainsi et/ou être dérangées par les odeurs de cigarettes en provenance des grilles.

Eau chaude

La majorité des interviewés dit prêter attention à la consommation d’eau chaude. Une faible proportion (20%) déclare même spontanément réduire sa consommation d’eau chaude pour des questions environnementales. Cependant, l’ensemble de l’échantillon déclare prêter attention à l’utilisation d’eau chaude principalement pour des questions économiques. Pourtant, le bilan énergétique des immeubles montre une consommation d’ECS nettement supérieur aux normes pour une partie des immeubles aux Auréa.

Mais plus largement, à la question de savoir par quel moyen l’ECS est produite aux Auréa, aucune des personnes interviewées n’a été en capacité de citer la présence d’une pompe à chaleur.

Rapport au quartier et à l’environnement

Le phénomène du "c’était mieux avant" est observé chez les personnes issues des Familias, entraînant jusqu’à l’abandon chez ces personnes de certaines pratiques ou "écogestes" en réaction aux personnes, aux technologies et aux transformations du quartier. Il convient de souligner que la présence d’infrastructures n’est en soi pas suffisante pour favoriser la mise en place ou la continuité des "écogestes".

Via leur fonction de facilitateur et de médiateur, la contribution des travailleurs sociaux hors-murs est très positive pour la cohésion sociale. On relève des interventions ponctuelles de leur part sur les dimensions environnementales (activités autour du tri des déchets), mais une absence de sollicitation par les habitants sur les dimensions énergétiques des Auréa.

Constatations générales et recommandations

Les infrastructures énergétiques mises à disposition des habitants ne sont pas systématiquement utilisées comme prévu. Les raisons à cela sont d’ordre émotionnel, social et culturel notamment. Bien que centrale dans le quartier des Auréa, la précarité économique et sociale de la population habitante ne constitue pas le principal obstacle à l’utilisation adéquate des infrastructures énergétiques. L’histoire du quartier et le fait de provenir des Familias peut jouer un rôle important pour l’appropriation des Auréa et de son projet énergétique par certains des anciens habitants relogés.

Le caractère souvent peu visible des infrastructures énergétiques des bâtiments rend difficile leur utilisation, voire crée des résistances. Il serait intéressant de rendre visible et mettre à disposition les données qui autorisent et favorisent une forme de réflexivité énergétique, en installant par exemple un panneau numérique dans le quartier qui fasse état de la consommation (mensuelle ou annuelle) des immeubles et qui montrerait les performances vis-à-vis d’autres bâtiments ou par rapport aux standards énergétiques.

Les tactiques et les stratégies mises en place par les habitants pour s’accommoder des différentes infrastructures énergétiques sont parfois peu efficientes en termes énergétiques, voire contre-productives, en particulier concernant la ventilation double flux et l’ouverture des fenêtres.

Un travail des aspects de communication à l’échelle du quartier et de médiation sur les questions sociales aussi bien qu’énergétiques et environnementales devrait être mis en place. Il est nécessaire pour cela d’identifier les acteurs pertinents (régie, TSHM, assistance à maîtrise d’usage, etc.) pour mener un projet d’information sur le fonctionnement des immeubles, par exemple pour expliquer le fonctionnement du double-flux et ainsi répondre aux préoccupations des personnes qui obstruent les grilles, après s’être assuré de son bon fonctionnement et de la qualité de l’air extérieur capté (s’assurer qu’il n’y a pas de cendriers ou de fumeurs à proximité).

Une autre piste possible est celle du recours à l’appellation "écoquartier", qui pourrait rendre visible les efforts menés par la FEK dans le quartier et faciliter la compréhension du projet et des contraintes qui en découlent auprès des habitantes et habitants.

Une action d’information et de sensibilisation à la question du confort thermique avec l’échange de "bonnes pratiques et/ou trucs et astuces" pourrait également lever certaines résistances et permettre de négocier les conditions de confort thermique avec les habitants, dans le but de favoriser la mise en place de stratégies ou de pratiques guidées par la notion de "sobriété énergétique" par les habitants, de manière à ce que ces derniers puissent mieux s’accommoder des températures jugées relativement basses des logements et en comprendre les raisons.

Mise en relation des deux volets de l’analyse

La mise en correspondance des deux volets de l’analyse nous conduit à constater l’existence d’un certain paradoxe. Celui de systèmes techniques énergétiques performants ayant nécessité des investissements conséquents, mais perçus négativement et/ou comme dysfonctionnant par une partie des habitant-es. Ce constat ressort particulièrement en ce qui concerne le chauffage et la ventilation des bâtiments.

Les températures intérieures mesurées dans les bâtiments en période de chauffage montrent des valeurs supérieures aux normes, le système de chauffage fonctionne, mais une certaine insatisfaction règne chez plusieurs habitant-es sur l’aspect du confort thermique, jugé insuffisant durant l’hiver notamment.

Le système de ventilation double-flux présente une haute efficacité mesurée et permet de compenser fortement les pertes thermiques par ventilation, mais les réactions des habitant-es obturant les bouches d’aération en raison d’odeurs, de courants d’air, d’hygiène, vont à l’encontre du fonctionnement prévu de ce système.

Il semble pourtant tout à fait possible de dépasser ou résoudre ces situations, en cherchant notamment une concordance entre systèmes techniques, perceptions et pratiques réelles des habitant‑es. Cela pourrait se faire à travers une communication débutant en amont de ce type de projet énergétiquement ambitieux, liée à un accompagnement des personnes impliquées dans le projet une fois que celui-ci est réalisé et en fonctionnement.

Liens

Rapport complet :
S. Callegari, R. Pieroni, F. de Oliveira Filho, P. Naef, P. Hollmuller, La Fontenette – "Les Auréa" : Analyse technique et sociale d’un complexe d’immeubles HBM de haut standard énergétique, équipé d’une PAC centralisée sur eaux usées, 2021.