DJU : Qu’est-ce que c’est et comment le calculer ?

Décret tertiaire, Energy management
20 mars 2020
advizeo

Introduction aux DJU : Degrés Jours Unifiés

Comprendre le comportement énergétique des bâtiments est le prérequis essentiel à la mise en place d’un système de management de l’énergie destiné à faire des économies. Pour ce faire, il convient en premier lieu de mettre en place un suivi des consommations énergétiques puis définir un plan d’action visant à améliorer le comportement énergétique du bâtiment pour générer des économies.

 

Pour autant, un simple relevé des consommations d’énergie ne suffit pas pour appréhender le fonctionnement du bâtiment et ses dépenses énergétiques. En effet, des facteurs extérieurs viennent influencer ces consommations : c’est notamment le cas de la météo. Les dépenses énergétiques liées au chauffage seront forcément plus importantes en hiver, à l’inverse, celles liées à la climatisation seront plus conséquentes en été. En effet, les consommations peuvent également varier d’une année sur l’autre, la météo n’étant évidemment pas constante dans le temps. On parle de rigueur climatique.

 

Pour analyser les consommations de chauffage et de climatisation en tenant compte de la rigueur climatique, les professionnels utilisent les DJU, degrés jour unifiés.

Définition du DJU et son importance dans la météorologie et le climat

Explication du concept : les degrés jours et leur calcul

 

Les DJU fournissent la différence de degrés Celsius entre les températures extérieures et une température de référence ; un seuil fixé au préalable. Ce seuil est la plupart du temps fixé à 18°C en France, on parle alors de DJU base 18. L’intérêt est donc de corriger les consommations énergétiques en fonction de la rigueur climatique.

 

Les degrés jour unifiés représentent donc l’écart entre la température moyenne d’une journée et un seuil de référence. Ils se divisent en deux catégories : les degré-jour de chauffe (DJC) et les degré-jour froid (DJF). Les DJU sont considérés comme utiles sur la partie suivi et mesure des consommations d’énergie liées au chauffage pendant la saison de chauffe et à la climatisation lors des périodes estivales.

 

De manière générale, la période de chauffe dure du 1er octobre au 20 mai ; pour autant, ces périodes peuvent varier considérablement d’une région à une autre et d’une année à une autre.

 

Utilisation du DJU pour évaluer les besoins en chauffage et en refroidissement

 

Les DJU sont additionnés sur une période de chauffage de 232 jours (du 1er Octobre au 20 Mai), pour chaque jour, le nombre de DJU est calculé en faisant la différence entre une température de référence 18°C et la moyenne des températures minimales et maximales du jour en question, les DJU sont additionnés jour par jour, par mois et par année, ce qui permet un calcul très fin pour déterminer les besoins de chauffage d’un bâtiment d’une zone climatique donnée.

 

Méthodes de calcul des DJU

 

Pour un calcul de déficit (DJC) : si la température de référence (S) ≤ à la moyenne de température obtenue, le DJ = 0 ; si elle est plus élevée, le DJ = la température de référence – la moyenne de température obtenue.

 

Pour un calcul d’excédent (DJR) : si la base de référence (S) ≥ à la moyenne des températures (M), le DJ = 0. Au contraire, si elle est plus petite, DJ = la moyenne de température – la température de référence.

Présentation des différentes méthodes de calcul des DJU selon les régions et les saisons

 

Il existe deux méthodes de calcul des DJU, chacune donnant des résultats sensiblement différents.

 

Les données météorologiques requises pour le calcul précis des DJU

 

La première, la méthode dite « météo » est une méthode simplifiée. Pour chaque période de 24h, le nombre de DJU correspond à la différence entre la température de référence et la moyenne de la température du jour ; ce n’est donc qu’une simple estimation de la température. Cette méthode est intéressante pour estimer les consommations énergétiques d’un bâtiment, mais elle reste trop imprécise pour analyser le comportement énergétique d’un bâtiment en période chaude ou froide.

 

La seconde méthode dite « des professionnels de l’énergie » s’avère plus précise. Comme son nom l’indique, elle est utilisée par les professionnels de l’énergie pour analyser avec précision les consommations énergétiques thermiques des bâtiments. C’est la méthode conforme aux exigences du COSTIC ; le comité scientifique et technique des industries climatiques.

 

Le calcul des DJU de chauffage avec la méthode des professionnels de l’énergie sera équivalent à celui de la méthode météo si la référence est supérieure à la température maximale ou inférieure à la température minimale. Inversement pour les périodes de rafraîchissement.  Le calcul s’avèrera plus complexe lorsque la température de référence sera comprise entre la température maximale et la température minimale :

 

Avec S = Référence, Tn = Température minimale, Tx = Température maximale

 

Avantages et limitations des différentes approches de calcul

 

Ces calculs sont réalisés par des organismes externes tels que Météo France. Les professionnels de l’énergie peuvent ainsi acheter ces données à différentes périodicités pour disposer des DJU et analyser de façon précise le comportement énergétique des bâtiments. L’intérêt des DJU est de prendre en compte la rigueur climatique dans les dépenses énergétiques des bâtiments. Ainsi, la prise en compte des DJU doit s’inscrire dans une démarche globale de management de l’énergie.

 

Il existe d’ailleurs des solutions d’intelligence énergétique qui prennent en compte la rigueur climatique dans le calcul des consommations énergétiques des bâtiments. Effectivement, des données de consommation d’énergie sont relevées à périodicité constante par des objets connectés. Les données sont ensuite transférées et analysées puis retransmises sur une application. Il est ainsi possible de disposer d’une visibilité globale sur ses consommations énergétiques et de les comparer à la rigueur climatique.

 

Ces solutions permettent à l’utilisateur d’être alerté lorsque les consommations d’énergie dépassent des seuils définis grâce à des algorithmes Big Data. Il est ainsi possible de réaliser jusqu’à 25% d’économie d’énergie sur les factures des utilisateurs.

 

Il est important de noter que le calcul des DJU peut présenter certaines inexactitudes. En effet, il ne prend en compte que la température extérieure et ignore d’autres facteurs tels que l’isolation du bâtiment, la présence de sources de chaleur internes ou l’humidité. De plus, les DJU sont moins précis dans les zones géographiques où les variations de température sont importantes. En effet, le DJU est basé sur une température moyenne, qui peut ne pas refléter la réalité dans ces zones.

 

Applications pratiques des DJU

 

Comme expliqué plus tôt, le principe consiste à additionner, jour après jour, les écarts de température existants entre l’intérieur et l’extérieur.

 

Si par exemple, il fait en moyenne 20°C à l’intérieur la journée et 5°C degrés à l’extérieur, on parlera alors de 15 degrés-jours. De même 3 journées à 0°C extérieur seront comptabilisées comme 60 degrés-jours.

 

En additionnant tous les écarts de température entre intérieur et extérieur sur tous les jours de la période de chauffe, on obtiendra un nombre proportionnel au besoin de chaleur du bâtiment : les degrés-jours du lieu.

 

En généralisant : Le nombre de degrés-jours d’une période de chauffage est égal au produit du nombre de jours chauffés multiplié par la différence entre la température intérieure moyenne du local considéré et la température extérieure moyenne.

DJ = nombre de jours chauffés x (T intérieure moyenne – T extérieure moyenne).

Les DJU et leur rôle dans l’efficacité énergétique des bâtiments

L’impact des DJU sur les industries sensibles aux variations climatiques

 

La correction climatique vise à ajuster la consommation de chauffage et de climatisation (CVC) en fonction des données météorologiques de la station météo la plus proche. Son objectif est de rendre les années ou les mois comparables entre eux à l’échelle annuelle ou mensuelle, en éliminant les biais causés par les variations climatiques. Elle permet également de comparer les performances énergétiques de différents sites, quelle que soit leur localisation géographique.

 

En ramenant les consommations des usages CVC à un climat de référence, caractérisées par les DJU et températures de référence de la station météo la plus proche, on supprime ainsi les variations imputables à la rigueur climatique.

 

Cette correction climatique se révèle particulièrement utile lorsqu’une entreprise envisage des travaux de rénovation énergétique. Avant de choisir des solutions spécifiques, il est essentiel de recueillir les DJU et la consommation d’énergie en kWh sur au moins 5 ans, afin d’obtenir une moyenne représentative de la consommation du bâtiment.

 

Le Décret Tertiaire (ou Éco énergie tertiaire), issu de la loi Elan, impose aux entités concernées de réduire leurs consommations d’énergie finale, ajustées en fonction des variations climatiques. Cette approche permet de mieux appréhender les efforts réels de réduction énergétique, en prenant en compte les conditions climatiques spécifiques à chaque site.

 

Limitations et critiques des DJU

 

Le concept de degré-jour de réfrigération est une notion récente, qui n’est pas encore normalisée et s’avère peu appropriée pour caractériser les consommations d’énergie thermique des locaux. Contrairement au chauffage, où une variable principale significative suffit, le rafraîchissement des locaux implique plusieurs variables clés.

 

Parmi celles-ci, nous comptons les apports internes sensibles et latents (liés aux occupants, à l’éclairage, aux équipements, aux processus, etc.), les apports externes sensibles dus au rayonnement solaire (directs via des parois translucides ou différés par des parois opaques avec un déphasage thermique insuffisant), ainsi que les apports sensibles et latents de l’air extérieur.

 

Les degrés-jours de réfrigération, ou DJr, ne prennent pas en compte adéquatement toutes ces variables, ce qui les rend inappropriés comme indicateur unique pour suivre les consommations de rafraîchissement des locaux.

 

Cependant, ces degrés-jours, également appelés « degrés-jours froid » ou « degrés-jours climaticiens », peuvent être utiles pour évaluer les tendances de changement climatique estival. Ils prennent en considération une température extérieure mesurée (qui évolue dans le temps) ainsi qu’une température de référence intérieure (température de consigne) qui reste fixe.

 

Quels sont les facteurs susceptibles d’influencer la précision des DJU ?

 

Les critiques concernant l’utilisation exclusive des DJU dans certaines applications

 

Plusieurs facteurs peuvent influencer la précision des DJU :

  • Isolation thermique : La qualité de l’isolation thermique du bâtiment peut avoir un impact significatif sur les besoins en chauffage et en refroidissement. Un bâtiment bien isolé réduira les pertes de chaleur en hiver et limitera les gains de chaleur en été, ce qui peut affecter la précision des DJU calculés.

 

  • Conception du bâtiment : La conception architecturale, notamment l’orientation du bâtiment, la surface vitrée et l’agencement des pièces, peut influencer les apports solaires et la distribution de la chaleur à l’intérieur du bâtiment. Ces facteurs peuvent affecter la manière dont les DJU reflètent les besoins réels en chauffage et en refroidissement.

 

  • Systèmes de chauffage et de climatisation : L’efficacité et la performance des systèmes de chauffage et de climatisation jouent un rôle crucial dans les consommations énergétiques du bâtiment. Des équipements mal entretenus ou obsolètes peuvent entraîner des variations dans les DJU calculés.

 

  • Utilisation du bâtiment : La façon dont le bâtiment est utilisé peut varier au fil du temps, entraînant des fluctuations dans les besoins en chauffage et en climatisation. Par exemple, des changements dans l’occupation, les horaires d’utilisation ou les activités internes peuvent affecter la précision des DJU.

 

  • Conditions météorologiques locales : Les données météorologiques utilisées pour calculer les DJU proviennent souvent d’une station météo proche. Les variations climatiques spécifiques à cette région peuvent donc influencer la précision des DJU pour le bâtiment concerné.

 

  • Évolution du climat : Les changements climatiques à long terme peuvent modifier les conditions météorologiques saisonnières, ce qui peut impacter la fiabilité des DJU dans le temps.

 

  • Facteurs humains : Les habitudes de gestion énergétique des occupants du bâtiment peuvent également affecter la précision des DJU. Par exemple, si les réglages du chauffage et de la climatisation ne sont pas optimisés ou si les pratiques d’économie d’énergie ne sont pas suivies, les besoins en énergie réels peuvent différer des estimations basées sur les DJU.

 

Les alternatives ou compléments aux DJU pour une meilleure évaluation climatique

 

Pour aller plus loin dans la démarche, il est possible de faire appel à un expert en gestion énergétique des bâtiments. Celui-ci apportera une analyse plus fine des données récoltées et sera à même de définir une stratégique efficace à long terme pour améliorer la performance énergétique du bâtiment.

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