Logement et gaz naturel : une dépendance qui n’a que trop duré

Synthèse

Le bâtiment est le premier secteur consommateur de gaz naturel en France avec 61% des consommations finales dont plus de la moitié pour le seul secteur résidentiel. Les leviers d’actions disponibles pour réduire cette dépendance sont bien connus mais peinent à se déployer à une échelle et à un rythme suffisants vis-à-vis des enjeux économiques et climatiques actuels et à venir. Nous analyserons dans cet article deux des leviers principaux pour réduire cette dépendance du logement au gaz naturel, tout en respectant le cadre de réduction des émissions de gaz à effet de serre défini par la SNBC, que sont (i) la rénovation thermique et (ii) la décarbonation des vecteurs énergétiques de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire. Nous nous intéresserons plus particulièrement à quantifier l’impact de ces deux mesures concrètes sur deux indicateurs principaux : (i) les consommations finales de gaz naturel du secteur résidentiel et (ii) l’impact financier de cette transition sur la facture des ménages. Au travers de ces analyses, nous interrogerons ainsi les conditions techniques et financières d’une transition du secteur résidentiel et, de manière plus synthétique, la transformation des pratiques et de la filière du bâtiment à envisager et programmer rapidement pour voir effectivement advenir cette transition.

L’Europe doit réduire sa dépendance aux énergies fossiles

Ces derniers mois nous ont rappelé la forte dépendance énergétique de l’Europe, et plus particulièrement celle de la France, sur le plan des énergies fossiles. En effet, comme le rappelait Alexandre Joly au mois de mars^[1], le taux d’indépendance énergétique européen en 2019 n’était que de 40% tandis que celui de la France ne dépassait pas 52%.

Les contextes de crises entraînant généralement des prises de décisions rapides et conséquentes, il apparaît nécessaire de prendre du recul pour s’assurer que les solutions identifiées aujourd’hui sont cohérentes avec les objectifs de long terme. Il est ainsi important de rappeler que l’État français s’est engagé à respecter les Accords de Paris^[2], toute décision prise pour réduire sa dépendance aux énergies fossiles devra donc également assurer une trajectoire de réduction des émissions de gaz à effet de serre cohérente, notamment vis-à-vis des objectifs de la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC).

Pour cette raison, les modélisations réalisées dans cet article seront alignées sur le cadre de réduction des émissions de gaz à effet de serre défini par la SNBC et, plus particulièrement, sur le modèle utilisé dans le cadre de la publication « Neutralité et logements »^[3].

Au fait de ces enjeux à une échelle globale, l’Agence Internationale de l’Énergie a publié en mars 2022 un plan en 10 points respectant ce cahier des charges^[4]. Le secteur du bâtiment y tient une place de choix : 3 mesures le concernent directement tandis que le secteur peut également contribuer à 2 autres mesures.

Adapté d’après le « Plan en 10 points pour réduire la dépendance de l’Union européenne à l’égard du gaz naturel russe »^[4]

Les logements en première ligne

Si le secteur du bâtiment est si bien représenté dans le plan de mesures de l’AIE, ce n’est pas un hasard. D’après les chiffres du bilan 2020 de la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC) et de la Programmation Pluriannuelle de l’énergie (PPE)^[5], le bâtiment représente 61% des consommations finales de gaz naturel en France dont plus de la moitié pour le seul secteur résidentiel. L’immense majorité de ces consommations de gaz naturel sont liées au chauffage et à la production d’eau chaude sanitaire (94% des consommations finales en 2020 dans le secteur résidentiel, d’après les chiffres du CEREN^[6]).

Étant donnés ces chiffres, il est logique que le bâtiment, et plus particulièrement le secteur résidentiel, présente un gisement important de réduction des consommations de gaz naturel. Par ailleurs, si l’on s’intéresse une nouvelle fois aux trois propositions de l’AIE associées au bâtiment, on y retrouve le triptyque usuel de la transition bas-carbone : sobriété, efficacité, décarbonation de l’énergie.

Ces trois leviers d’actions sont ainsi pertinents pour réduire notre dépendance aux importations de gaz naturel à court terme mais également pour contribuer aux objectifs nationaux de réduction d’émissions de gaz à effet de serre à long terme.

Quel impact concret sur la quantité de gaz consommée par le secteur résidentiel ?

Deux leviers d’actions quantifiés

Nous ne traiterons pas ici en détail le troisième levier (sobriété), celui de la réduction de la consigne de température, bien qu’il soit essentiel à la transition globale du secteur. Il est en effet difficile d’en quantifier les effets absolus (différence de situation de départ, nécessité d’être maintenu dans le temps, activable avant/après travaux de rénovation). Pour autant, il est possible d’estimer l’impact moyen d’un tel geste : l’ADEME évalue ainsi la baisse de consommations énergétiques à 7% pour une diminution de 1°C du thermostat^[7].

Nous nous intéressons donc ici à quantifier le gisement d’impact des deux premiers leviers identifiés : 

^[8]

Deux scénarios modélisés à partir de ces leviers

On considère deux types de scénarios sur la base de ces deux leviers d’actions :

La « rénovation thermique » inclut l’isolation complète de l’enveloppe, la réfection des menuiseries extérieures et l’installation d’un système de ventilation actif (voir annexe technique).

Le scénario 2 considère un niveau de rénovation équivalent au scénario 1, seul le changement d’énergie vient s’ajouter.

On ne considère pas de scénario sans rénovation et avec changement d’énergie pour des raisons de cohérence physique et technique, en considérant que l’optimisation des besoins énergétiques doit être un préalable nécessaire à un changement optimal de systèmes énergétiques, comme cela a été détaillé par plusieurs projets de recherche récents^[9]. Pour autant, il est à noter que les pratiques effectivement observées sur le terrain diffèrent malheureusement largement de ce principe de base donnant lieu à des niveaux de performance en-deçà des objectifs fixés (BBC équivalent).

Une analyse d’impact menée à deux échelles

L’analyse d’impact est menée à deux échelles :

* La maison individuelle considérée est un bâtiment de 100m2 non isolé, chauffé au gaz et construit entre 1948 et 1974 (le parc résidentiel en comptait environ 2,8 millions en 2015 soit 17% du parc de maisons individuelles). Cette typologie est sélectionnée car c’est celle qui présente le plus fort taux de raccordement au gaz naturel.

L’échelle de la maison individuelle nous permettra notamment d’ouvrir l’analyse à la dimension financière embarquée par ce projet de transition du parc au travers de l’indicateur d’évolution de la facture des ménages.

Résultats de la modélisation à l’échelle du parc résidentiel français

Modélisation du scénario 1

« Rénovation thermique sans changement d’énergie »à l’échelle du parc

Les modélisations du scénario 1 répondent aux contraintes définies comme nécessaires pour respecter l’enveloppe énergétique cible de la Stratégie Nationale Bas Carbone, à savoir :

1. La rénovation de l’ensemble du parc de logements construits avant 2000
2. Un traitement de l’ensemble des lots d’isolation sauf contrainte technique spécifique (terre-plein, façade caractéristique, etc.)^[11]
3. L'atteinte de niveaux de performance minimaux sur les lots isolation équivalents à ceux des fiches d’opération standardisées CEE^[12]
4. Une attention spécifique portée aux interfaces avec un traitement précis des ponts thermiques et de l’étanchéité à l’air de l’enveloppe

Modélisation du scénario 2

« Rénovation thermique avec changement d’énergie »à l’échelle du parc

Les modélisations du scénario 2 répondent aux mêmes contraintes que le scénario 1 (puisque l’étape de rénovation thermique est également appliquée) mais permettent d’aller plus loin, en remplaçant la majorité des équipements de chauffage et eau chaude sanitaire fonctionnant au gaz, afin de respecter le mix énergétique défini par la Stratégie Nationale Bas Carbone. Ces contraintes complémentaires sont les suivantes :

1. Compte tenu de la maturité des solutions alternatives existantes, les systèmes gaz en maison individuelle doivent s’orienter prioritairement vers des systèmes thermodynamiques (Pompes à Chaleur, Chauffe-eau thermodynamiques)
2. Compte tenu des infrastructures existantes et en déploiement, les systèmes de production collectifs fonctionnant au gaz doivent majoritairement s’orienter vers les réseaux de chaleur
3. Environ un quart des logements collectifs chauffés par des chaudières individuelles devront migrer vers des systèmes thermodynamiques individuels ou collectifs

Résultats de la modélisation à l’échelle de la maison individuelle type^[13]

Modélisation du scénario 1

« Rénovation thermique sans changement d’énergie »à l’échelle d’une maison individuelle

Les hypothèses de modélisation du scénario 1 à l’échelle de la maison individuelle sont les mêmes que celles explicitées à l’échelle du parc français (traitement de l’ensemble des lots d’isolation, niveaux de performance énergétique minimaux alignés CEE, attention spécifique portée aux ponts thermiques et à l’étanchéité à l’air).

Modélisation du scénario 2

« Rénovation thermique avec changement d’énergie »à l’échelle d’une maison individuelle

Par conséquent, l’ensemble des maisons individuelles équipées de PAC double-service et de chaudière bois ne consommeraient plus du tout de gaz tandis que celles équipées de PAC hybrides verraient leurs consommations de gaz annuelles diminuer tel que décrit ci-dessous.

Les exercices de quantification menés, d’abord à l’échelle du parc de logements français, puis à l’échelle d’une maison individuelle type identifient un gisement de réduction des consommations de gaz naturel important, de l’ordre de 85% à horizon 2050^[16]. Pour autant, l’atteinte de ces niveaux de réduction des consommations de gaz naturel ne pourra se faire qu’à condition d’embarquer l’ensemble des leviers à disposition, à savoir la rénovation thermique du bâti (isolation, menuiseries extérieures, ventilation) et la transition des vecteurs énergétiques de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire.

Au-delà de la quantification de ce potentiel technique de réduction des consommations de gaz naturel, il est également nécessaire de considérer la question du coût sous-jacent d’une telle transition. La partie suivante traite cette question au travers d’une estimation de l’évolution de la facture d’un ménage en maison individuelle suivant les deux scénarios présentés.

Zoom sur l’impact financier d’une telle transition pour la facture des ménages

Afin de quantifier l’impact financier sur la facture des ménages de ces deux scénarios à l’échelle de la maison individuelle, on considère deux paramètres principaux :

La facture énergétique annuelle est constituée de trois éléments : le coût lié à l’abonnement énergétique, la coût lié à la consommation énergétique^[17] et le coût de l’entretien. Tous les coûts sont entendus en euros constants Toutes Taxes Comprises (€TTC).

Les coûts de l’énergie considérés dans cet exercice de modélisation sont basés sur les tarifs réglementés de l’énergie au 1er mai 2022 :

• Gaz : 0,088 €TTC/kWh ;
• Électricité : 0,174 € TTC/kWh.

Nous avons considéré dans cette analyse un prix de l’énergie réglementé au 1er mai 2022. Or, ces prix reflètent une réalité particulière puisqu’un « bouclier tarifaire » est en place depuis maintenant plusieurs mois. Sans cette mesure, le tarif réglementé du gaz au 1er mai aurait augmenté de 78,3% TTC^[18] (dans les faits, aucune augmentation depuis le 1er octobre 2021) tandis que celui de l’électricité aurait augmenté de 35,4% TTC^[19] au 1er février 2022 (contre une augmentation de 4% TTC à la même date).

Point d’attention méthodologique :

Nous considérons également un coût de l’énergie constant dans le temps pour les projections réalisées bien que cette hypothèse ne soit certainement pas représentative de la réalité de l’évolution du marché de l’énergie pour les prochaines années. Pour autant, l’évolution des coûts de l’énergie, et plus particulièrement le rapport entre le coût d’un kilowattheure électrique et d’un kilowattheure gaz (c’est l’un des sujets majeurs ici) étant impossible à prévoir, toute autre hypothèse d’évolution des coûts serait tout aussi discutable du point de vue de l’évolution future du marché de l’énergie.

Modélisation financière du scénario 1

« Rénovation thermique sans changement d’énergie »à l’échelle d’une maison individuelle

^[20]

Pour rappel, la maison individuelle type considérée dans cet exemple correspond à un bâtiment de 100m2 non isolé, chauffé au gaz et construit entre 1948 et 1974.

De plus, les actions de rénovation thermique menées dans le cadre de ce scénario 1 sont les mêmes que celles décrites dans les modélisations précédentes pour ce scénario 1 à l’échelle de la maison individuelle.

Avant rénovation

La facture totale correspond à la facture énergétique annuelle telle que décrite précédemment (abonnement, consommations et entretien) pour un logement individuel non rénové et chauffé au gaz(1 974 €). D’où une situation similaire avec et sans rénovation.

L’année de la rénovation

1. La facture totale sans rénovation correspond toujours uniquement à la facture énergétique annuelle d’un logement individuel non rénové et chauffé au gaz (1 974 €) ;
2. La facture totale avec rénovation correspond à la facture énergétique annuelle d’un logement individuel rénové et chauffé au gaz(1 016 €), à quoi vient s’ajouter l’investissement nécessaire aux travaux de rénovation thermique sans changement d’énergie (38 623 €).

En cumulé, sur 20 ans

1. La facture totale sans rénovation correspond à 20 ans de facture énergétique pour un logement individuel non rénové et chauffé au gaz(39 485 €) ;
2. La facture totale avec rénovation correspond à 20 ans de facture énergétique pour un logement individuel rénové et chauffé au gaz (20 321 €), à quoi vient s’ajouter l’investissement nécessaire aux travaux de rénovation thermique sans changement d’énergie (38 623 €).

La modélisation de cette rénovation thermique sans changement d’énergie conduit donc à une baisse de moitié de la facture énergétique des ménages mais nécessite pour cela un investissement initial important pour lequel le retour sur investissement dépend fortement des aides financières mises à disposition de ces ménages.

Modélisation financière du scénario 2

« Rénovation avec changement d’énergie »à l’échelle d’une maison individuelle

Pour rappel, la maison individuelle type considérée dans cet exemple correspond toujours au même bâtiment de 100m2 non isolé, chauffé au gaz et construit entre 1948 et 1974.

De plus, les actions de rénovation thermique menées dans le cadre de ce scénario 2 sont également les mêmes que celles décrites dans les modélisations précédentes pour le scénario 2 à l’échelle de la maison individuelle.

Avant rénovation

La facture totale correspond à la facture énergétique annuelle telle que décrite précédemment (abonnement, consommations et entretien) pour un logement individuel non rénové et chauffé au gaz (1 974 €). D’où une situation similaire avec et sans rénovation.

L’année de la rénovation

1. La facture totale sans rénovation correspond toujours uniquement à la facture énergétique annuelle d’un logement individuel non rénové et chauffé au gaz (1 974 €) ;
2. La facture totale avec rénovation correspond à la facture énergétique annuelle d’un logement individuel rénové et chauffé à l’électricité grâce à une PAC double-service(650 €), à quoi vient s’ajouter l’investissement nécessaire aux travaux de rénovation thermique et de changement des installations de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire (51 440 €).

En cumulé, sur 20 ans

1. La facture totale sans rénovation correspond à 20 ans de facture énergétique pour un logement individuel non rénové et chauffé au gaz(39 485 €) ;
2. La facture totale avec rénovation correspond à 20 ans de facture énergétique pour un logement individuel rénové et chauffé à l’électricité grâce à une PAC double-service(12 992 €), à quoi vient s’ajouter l’investissement nécessaire aux travaux de rénovation thermique et de changement des installations de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire (51 441 €).

Cette seconde modélisation incluant le changement d’énergie au-delà de la rénovation thermique du bâti conduit à une baisse de deux-tiers de la facture énergétique des ménages mais nécessite un investissement initial encore plus important (rénovation thermique + changement d’énergie) impliquant un recours nécessaire aux aides financières pour observer un retour sur investissement satisfaisant.

Conclusion

Le secteur résidentiel français présente une dépendance historique très forte au gaz naturel représentant encore aujourd’hui 39% des consommations finales françaises. Pour autant, la rénovation globale des bâtiments présente des leviers importants pour la réduction de ces consommations tout en assurant la transition climatique prévue pour le secteur par la Stratégie Nationale Bas Carbone.

Les exercices de quantification menés dans le cadre de cet article identifient un gisement de réduction des consommations de gaz naturel effectivement élevé à l’échelle du parc (-86% à horizon 2050^[21]) à condition d’embarquer l’ensemble des leviers à disposition, à savoir la rénovation thermique du bâti (isolation, menuiseries extérieures, ventilation) et la transition des vecteurs énergétiques de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire. Ce potentiel de réduction se retrouve, avec des valeurs similaires (85% de consommations finales de gaz après rénovation), à l’échelle des maisons individuelles particulièrement concernées par des taux élevés de raccordement au gaz naturel.

Pour autant, la modélisation financière démontre également que si la transition du parc de logements français permettra une réduction franche des dépenses énergétiques des ménages, elle nécessitera également un financement initial important. Cette première modélisation montre que les montants des aides MaPrimeRénov’ + CEE combinées devraient permettre d’accéder aux financements nécessaires dans le cas des barèmes pour les ménages les plus modestes. Dans les autres cas un reste à charge de l’ordre de 5 000€ à 15 000€ est observé suivant les niveaux de revenus^[22]. L’impact de ce reste à charge étant très différent selon les ménages, la transition globale et collective du parc résidentiel ne pourra advenir qu’à condition que le sujet des aides financières à la rénovation tienne une place centrale dans le cadre des politiques à venir afin de lever ce frein à l’investissement initial nécessaire.

Pour aller plus loin

Plus largement, l’analyse menée sur les consommations de gaz naturel pour le secteur du logement révèle une forte dépendance directe à cette énergie fossile. Il serait donc pertinent, à la manière d’un bilan d’émissions de gaz à effet de serre, de s’interroger sur les dépendances indirectes du secteur à cette énergie. En effet, à titre d’exemple, l’industrie métallurgique nécessaire à la fabrication des produits acier et aluminium pour le bâtiment est dépendante du gaz naturel pour ses process de sidérurgie et métallurgie, au même titre que l’industrie du verre plat nécessaire à la production des vitrages également fortement consommatrice de gaz naturel pour ses process de fabrication^[23]. À l’inverse, on observe par ailleurs que l’empreinte carbone liée à la fabrication des isolants est très largement compensée, sur le cycle de vie des bâtiments, par la baisse des émissions liée au gain de performance énergétique associé à la mise en œuvre de cette isolation.

Finalement, afin de voir effectivement advenir cette transition globale du secteur du logement, il sera également important de garder à l’esprit deux sujets structurants pour cette transition : (i) l’enjeu des compétences disponibles pour réaliser ces rénovations et (ii) la nécessité d’un cadre réglementaire strict sur la construction neuve.

Concernant le premier point, le manque de compétences nécessaires pour réaliser ces rénovations constitue déjà, dans de nombreux cas, le facteur limitant à l’atteinte des objectifs ambitieux de rénovation du parc et ce phénomène risque de s’amplifier rapidement comme l’indiquent les récentes analyses menées par The Shift Project^[24] dans le cadre du PTEF, estimant les besoins additionnels, pour la rénovation, à environ 100 000 ETP. Le même rapport fait, par ailleurs, état de deux leviers principaux à actionner pour atteindre cet objectif, à savoir une montée en puissance de la formation initiale et continue sur les sujets de la rénovation globale mais également la nécessaire programmation et organisation du transfert de main d’œuvre depuis la construction neuve.

Enfin, concernant le sujet de la construction neuve, il est également primordial d’orienter dès maintenant le secteur vers la mise en œuvre de solutions bas-carbone très performantes afin de réduire drastiquement les futurs besoins de rénovations énergétiques. En effet, chaque concession réglementaire du point de vue de l’empreinte carbone des solutions mises en œuvre sur la construction neuve entraînera, par la suite, une nécessaire accentuation des contraintes sur la rénovation.

Annexe technique

Tableau 1 : hypothèses technico-financières pour les travaux de rénovation thermique considérés dans les modélisations

Tableau 2 : hypothèses technico-financières pour les travaux de remplacement des installations de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire considérés dans les modélisations