Modeling and energy simulation of the building stock of the tertiary sector

L’efficacité énergétique et la décarbonation des usages de l’énergie dans le secteur du bâtiment constituent un enjeu stratégique dans le cadre de la transition écologique en France. En 2019, le parc de bâtiments français représente 45% de la consommation finale d’énergie, le secteur tertiaire à lui seul compte pour 17%. La consommation d’énergie des bâtiments du secteur tertiaire et ses déterminants sont très peu documentés. La représentation du parc de bâtiments tertiaire français est aujourd’hui essentiellement basée sur des estimations de surface chauffée segmentées selon les activités économiques et l’énergie de chauffage. Ceci rend impossible la représentation de l’extrême hétérogénéité du secteur tertiaire. La difficulté majeure est liée au manque de données et d’études sur ce secteur. Ce travail vise à réconcilier différentes sources de données facilement accessibles pour modéliser le parc tertiaire, ses consommations et sa courbe de charge. La méthode développée permet de représenter le parc sous forme d’une collection de bâtiments dont chaque individu est caractérisé de manière techno-explicite par sa surface, ses caractéristiques constructives et thermiques, ses occupants, son secteur d’activité principal et ses équipements. Cette méthode permet la prise en compte des singularités du lien bâti-système-occupant qui participent à l’hétérogénéité du parc tertiaire. La méthodologie est conçue pour être applicable à tout territoire en France métropolitaine. Les résultats de modélisation des surfaces et de simulation de la consommation d’énergie ont ainsi pu être comparés aux sources existantes pour la région Île-de-France. Deux applications de la méthode sont présentées : l’étude du gisement d’économie d’énergie du secteur tertiaire de la région Île-de-France, et celle de l’autoconsommation photovoltaïque du secteur tertiaire pour la métropole d’Orléans.Energy efficiency and decarbonation of energy use in the building sector is a strategic issue of the ecological transition in France. In 2019, the French building stock accounts for 45% of the final energy consumption, with the tertiary sector alone accounting for about one third of this or 17% of national consumption. The energy consumption of the tertiary stock and its determining factors are poorly documented. Existing tertiary stock models are mostly based on an aggregated representation of the total heated surface of the building stock subdivided by its economic activity and heating energy fuel. This aggregation makes it impossible to represent the extreme heterogeneity of the sector. This work aims at reconciling different accessible databases to establish a tertiary building stock model, its consumption and its load curve. The developed method allows to represent the building stock as a collection of buildings, in which each of them is characterized individually in terms of area, constructive and thermal characteristics, occupants, main activity sector and equipment. This method allows to take account of the link between building, system and occupancy, which contributes to the heterogeneity of the tertiary sector. The methodology is designed to be applicable to any territory in metropolitan France. The results of surface area modelling and energy consumption simulation could thus be compared with existing references for the Île-de-France region. Two applications of the method are presented: the study of the energy saving potential of the tertiary sector in the Île-de-France region, and the study of photovoltaic self-consumption in the tertiary sector for the agglomeration of Orleans