Identifier, comprendre et résoudre les freins à une meilleure maîtrise des consommations de chauffage et du confort en France

Identify, understand and resolve the obstacles that impede better heating consumption management and comfort in France

• Auteur / Autrice : Enzo Cabezas
• Direction : Patrick Sebastian
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : TREFLE : Fluides et Transferts
• Jury : Président / Présidente : Béatrice Roussillon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Sebastian, Lolita Rubens, Frederic Wurtz, Marie-Lise Pannier, Maxime Robillart
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Lolita Rubens, Frederic Wurtz

Mots clés

Mots clés libres

Chauffage collectif

Facteurs psychosociaux

Facteurs externes

Modèles de changement de comportement

Modèles thermiques de bâtiments

Interventions

Collective heating

Psychosocial factors

External factors

Behaviour change models

Building thermal models

Interventions

Résumé

Dans le contexte environnemental et économique actuel, il est primordial que chaque individu ait les clefs pour maitriser ses consommations de chauffage tout en maintenant un niveau de confort satisfaisant. Cependant, des freins peuvent limiter cette maitrise de l’énergie et du confort. Par exemple, dans les immeubles en chauffage collectif en France, la répartition des charges entre les logements se fait traditionnellement au prorata de la surface, ce qui peut décourager l’adoption et le maintien de comportements sobres en énergie. Pour y remédier, la loi Élan vise à individualiser les frais de chauffage pour inciter les foyers à économiser de l’énergie. Cependant, des études menées sur certains logements et bâtiments ont montré que la répartition des frais de chauffage n’est pas le seul frein à davantage de sobriété énergétique. Ainsi, cette thèse s’est d'abord attachée à identifier et à comprendre les freins à une meilleure maîtrise des consommations de chauffage et du confort dans les logements français équipés de chauffage collectif, représentant environ six millions de foyers. Pour y parvenir, une enquête a été réalisée. Les résultats ont montré que les factures de chauffage sont souvent difficiles à consulter et à comprendre, tout comme la répartition des frais de chauffage. De plus, les répondants ont exprimé le besoin d’informations supplémentaires, telles que des conseils personnalisés ou des données sur l’impact environnemental de leur consommation. Les résultats ont également révélé que l’absence de systèmes de programmation et de pilotage à distance des radiateurs dissuade les occupants d’adopter et de maintenir des comportements économes. Ensuite, les travaux de cette thèse se sont concentrés sur la résolution de ces freins. Pour cela, une méthodologie a été élaborée afin d’améliorer à la fois l’environnement technique et informatif des usagers. Traditionnellement, pour inciter les individus à économiser de l’énergie, une ou plusieurs interventions sont mises en place. Cependant, peu d’études proposent une approche permettant de cibler les interventions pertinentes en fonction des caractéristiques des individus. Pour déterminer les interventions à employer, un modèle de changement de comportement a été utilisé en raison de son adaptation à la gestion de l’énergie. L’évaluation des facteurs psychosociaux constituant ce modèle a permis d’identifier les interventions les plus appropriées pour chaque individu. De plus, les informations fournies dans le cadre de ces interventions ont été personnalisées en fonction des habitudes et des centres d’intérêt des occupants, afin de les encourager à les consulter. Pour améliorer la commodité d’usage de l’environnement technique, des robinets thermostatiques connectés ont été installés, permettant un pilotage et une programmation à distance des radiateurs à faible coût. Ces dispositifs transmettent des données sur la température ambiante et la consigne appliquée par les usagers, permettant ainsi de fournir des conseils personnalisés sur l’utilisation du chauffage. Ces conseils incluaient également une estimation des économies réalisables en suivant les recommandations. Pour calculer de manière fiable ces économies potentielles ainsi que celles déjà réalisées, des modèles de simulation thermique dynamique ont été développés. Enfin, la méthodologie a été expérimentée sur deux familles durant la période de chauffe 2023-2024. L’évaluation de cette expérimentation a pris en compte l’évolution des facteurs psychosociaux, les changements de comportement, les économies d’énergie réalisées, ainsi que l’évolution du confort des usagers.

In the current environmental and economic context, it is crucial that each individual has the tools to manage their heating consumption while maintaining a satisfactory level of comfort. However, obstacles can limit this control over energy and comfort. For example, in buildings with collective heating in France, the distribution of charges between apartments is traditionally based on the proportional surface area, which may discourage the adoption and maintenance of energy-efficient behaviours. To address this, the Élan law aims to individualize heating costs to encourage households to save energy. However, studies conducted on certain dwellings and buildings have shown that the distribution of heating costs is not the only obstacle to greater energy efficiency. Thus, this thesis first aimed to identify and understand the barriers to better control of heating consumption and comfort in French dwellings equipped with collective heating, representing around six million households. To achieve this, a survey was conducted. The results showed that heating bills are often difficult to access and understand, as is the distribution of heating costs. Additionally, respondents expressed the need for additional information, such as personalized advice or data on the environmental impact of their consumption. The results also revealed that the absence of remote programming and control systems for radiators discourages occupants from adopting and maintaining energy-efficient behaviours. Next, the work of this thesis focused on overcoming these barriers. To this end, a methodology was developed to improve both the technical and informational environment for users. Traditionally, to encourage individuals to save energy, one or more interventions are implemented. However, few studies propose an approach that targets relevant interventions based on individual characteristics. To determine the interventions to be used, a behavior change model was employed due to its suitability for energy management. The evaluation of the psychosocial factors constituting this model helped identify the most appropriate interventions for each individual. Moreover, the information provided as part of these interventions was personalized according to the occupants' habits and interests, encouraging them to engage with it. To improve the ease of use of the technical environment, connected thermostatic valves were installed, allowing remote control and programming of radiators at a low cost. These devices transmit data on the ambient temperature and the setpoint applied by users, enabling personalized advice on heating usage. This advice also included an estimate of the savings achievable by following the recommendations. To reliably calculate these potential savings, as well as those already achieved, dynamic thermal simulation models were developed. Finally, the methodology was tested on two families during the 2023-2024 heating period. The evaluation of this experiment considered changes in psychosocial factors, behaviour, comfort and energy savings achieved.