Fiche d’information : L’électrification dans le contexte de la rénovation des bâtiments municipaux au Québec

Candiac : Exemple de projet réalisé

Les municipalités québécoises gèrent un parc important de bâtiments, tels que des hôtels de ville, des arénas, de centres communautaires et de garages municipaux. Une grande partie de ces bâtiments devra être rénovée, modernisée ou faire l’objet de travaux de maintien d’actifs au cours des cinq à dix prochaines années.  Dans ce contexte, les choix effectués lors du remplacement des équipements (notamment ceux destinés au chauffage et à la production d'eau chaude) auront un impact direct sur les coûts d'exploitation et la performance énergétique, et peuvent souvent entraîner des émissions de gaz à effet de serre (GES) très importantes, ce qui se traduit souvent par une réduction de près de 100 % de ces émissions.

L’électrification des bâtiments municipaux s’inscrit comme une option plus pertinente lors des projets de rénovation, en raison de l’évolution des technologies, de la disponibilité d’une électricité majoritairement renouvelable au Québec et des objectifs de réduction des émissions de GES. Elle soulève toutefois des questions importantes en matière de coûts, de planification, d’exploitation et de disponibilité de l’énergie électrique.

Cette fiche d’information s’adresse aux élues et élus municipaux, gestionnaires, professionnels, et responsables des bâtiments qui souhaitent mieux comprendre l’électrification des bâtiments municipaux dans un contexte de rénovation. Elle vise à présenter ce que signifie l’électrification, à en exposer les principaux avantages, ainsi que les considérations clés à prendre en compte afin de soutenir une prise de décision éclairée et adaptée aux réalités municipales.

Que signifie l'électrification dans le contexte des bâtiments municipaux? 

Dans le contexte des bâtiments municipaux, l’électrification désigne la réduction ou l’élimination de l’utilisation des combustibles fossiles (ex. : le gaz naturel, le mazout ou le propane) au profit de l’électricité, principalement pour le chauffage des bâtiments et la production d’eau chaude domestique. Par exemple, lors de la rénovation d’un centre communautaire, une municipalité peut choisir de remplacer une chaudière au gaz naturel en fin de vie par un système fonctionnant à l’électricité ou encore un système hybride combinant électricité et combustible.  

Cette approche constitue un levier important de la transition énergétique municipale puisque l’électricité produite au Québec provient à plus de 99 % de sources renouvelables - principalement l'hydro-électricité – mais aussi de l'énergie éolienne et de l'énergie solaire. Cette caractéristique fait de l’électrification une solution beaucoup moins émettrice de gaz à effet de serre que les systèmes fonctionnant aux combustibles fossiles.

Les décisions clés liées à l’électrification se prennent généralement à des moments stratégiques de la gestion du parc immobilier municipal, notamment :

• lors du remplacement d’équipements de chauffage arrivés en fin de vie;
• dans le cadre de projets majeurs de rénovation ou de mise à niveau;
• lors de la planification à long terme des investissements en maintien d’actifs.

Bien que l’électrification soit un outil central pour contribuer à la décarbonation des bâtiments, elle n’est pas toujours la solution la plus appropriée dans tous les contextes. Sa pertinence dépend notamment du profil de consommation énergétique (l’électrification des bâtiments ayant une grande demande de chauffage peut entraîner une hausse significative de la demande de puissance électrique) du bâtiment et des contraintes techniques ou budgétaires. Il est donc essentiel d’évaluer les différentes options afin d’utiliser la bonne énergie au bon moment et d’optimiser les coûts d’implantation et d’opération sur l’ensemble du cycle de vie des bâtiments, en tenant compte idéalement des besoins de maintien d’actif à court, moyen et long terme.  

Avantages de l'électrification pour la collectivité locale

L’électrification des bâtiments municipaux présente plusieurs avantages pour l’administration municipale et pour la collectivité : modernisation du parc immobilier, maîtrise des coûts d’exploitation à long terme et réduction considérable des émissions de GES. Au-delà des aspects énergétiques, l’électrification peut également être l’occasion d’améliorer le confort des occupants ainsi que la qualité de l’air intérieur et permet de soutenir les objectifs climatiques.

Modernisation des infrastructures et gestion des actifs 

Le remplacement d’équipements en fin de vie constitue souvent une occasion stratégique d’électrifier les bâtiments municipaux. Dans un contexte de gestion des infrastructures, cela signifie profiter des travaux planifiés de maintien d’actif ou de rénovation pour choisir des équipements plus performants, mieux adaptés aux besoins futurs et permettant un retour sur l’investissement.

Les subventions disponibles pour l’électrification et la réduction des émissions de GES peuvent contribuer à réduire les coûts des projets, tout en permettant aux municipalités de léguer à la collectivité des bâtiments plus modernes et efficaces. Une planification intégrée aide à éviter des remplacements prématurés et à optimiser les investissements.  

Réduction des coûts de l’énergie et sur le cycle de vie 

L’électrification peut améliorer la résilience des municipalités face aux fluctuations des prix des combustibles fossiles. Lorsqu’elle est combinée à des mesures d’efficacité énergétique et de gestion de la demande de puissance, elle peut générer des économies de coûts récurrentes.

Les équipements électriques, comme les thermopompes, offrent généralement une efficacité énergétique supérieure aux équipements fonctionnant aux combustibles fossiles. Par exemple, une thermopompe peut fournir de deux à trois unités d’énergie utile pour chaque unité d’électricité consommée, alors qu’une chaudière au gaz naturel traditionnelle produit moins d’une unité de chaleur pour une unité d’énergie consommée. Cette efficacité accrue peut se traduire par des coûts d’exploitation plus faibles, même lorsque la durée de vie de certains équipements est plus courte, à condition que ces aspects soient pris en compte dès la planification du projet. Une analyse économique qui tient compte de la durée de vie utile des nouveaux équipements proposée doit donc être réalisée en amont afin de choisir la solution la plus appropriée. 

Réduction des émissions de GES et bénéfices pour la communauté 

En remplaçant des équipements au mazout, au gaz naturel ou au propane par des systèmes électriques, les municipalités peuvent réduire significativement les émissions de GES associées à leurs bâtiments, particulièrement dans le contexte où l’électricité québécoise est majoritairement renouvelable.

L’électrification permet également de réduire les émissions locales de polluants atmosphériques, ce qui contribue à améliorer la qualité de l’air. Ces améliorations peuvent avoir des effets positifs sur le confort, la santé et le bien‑être des occupants, tout en renforçant le rôle exemplaire des municipalités dans la lutte contre les changements climatiques. 

Amélioration du confort des occupants  

     
L’électrification peut également, dans certains cas, être l’occasion d’installer des systèmes de climatisation afin d’améliorer le confort des occupants. En effet, l’installation de pompe à chaleur représente un moyen efficace d’électrifier le chauffage tout en utilisant le même système pour climatiser. Ceci peut représenter un avantage considérable, surtout dans le contexte du réchauffement climatique et de la multiplication des vagues de chaleur. 

Principales considérations liées à l'électrification des bâtiments municipaux 

L’électrification des bâtiments municipaux soulève plusieurs enjeux techniques, financiers et opérationnels qui doivent être pris en compte dès les premières étapes d’un projet. Ces considérations touchent notamment la capacité du réseau électrique, les coûts liés à la puissance électrique, l’exploitation et l’entretien des systèmes, la planification à long terme des investissements ainsi que la résilience des bâtiments. Une analyse en amont permet de mieux arrimer les choix technologiques avec les réalités locales, les contraintes du bâtiment, le phasage des travaux et les objectifs de décarbonation de la municipalité. 

Valider la disponibilité de la puissance électrique et mettre en place des mesures d’atténuation de la pointe de demande électrique

L’électrification des équipements de chauffage entraîne une augmentation de la demande de puissance électrique, en particulier lors des périodes de grand froid, lorsque les besoins en chauffage sont élevés. L'augmentation de la demande en électricité résultant de l'électrification pourrait dépasser la capacité d'approvisionnement du réseau local. Il est recommandé aux municipalités de consulter Hydro-Québec afin d'évaluer la faisabilité de leurs projets d'électrification et de déterminer à quelles conditions ils peuvent être réalisés, afin de s'assurer qu'ils ne dépassent pas la capacité du réseau de distribution local.  

Ces pointes surviennent à des moments critiques de grande demande pour le réseau d’Hydro-Québec et ont un fort impact sur l’approvisionnement et les infrastructures de distribution de l’énergie. Il existe plusieurs moyens de réduire la demande maximale. En voici quelques exemples :

• L’efficacité énergétique : les mesures d’efficacité énergétique telles que l’amélioration de l’enveloppe, l’installation d’équipements efficaces permettent de réduire la demande de puissance électrique du bâtiment.    
• La biénergie : l’utilisation d’une source d’énergie combustible en appoint c’est-à-dire lorsque la demande électrique excède une certaine puissance peut être une solution efficace qui permet d’éviter de surcharger le réseau électrique.  
• Le stockage thermique ou par batterie électrochimique : emmagasiner de la chaleur ou de l’électricité pour la réutiliser lors des périodes de forte demande peut constituer une solution pertinente pour certains bâtiments et permet encore une fois de limiter la demande de puissance maximale. 

Dès l’étape de la planification et de l’avant-projet, il est recommandé d’évaluer la capacité de l’entrée électrique existante, les délais possibles de raccordement et la nécessité de coordonner les travaux avec Hydro-Québec. Avant de finaliser les choix technologiques, des stratégies de gestion de la demande devraient être envisagées, comme des séquences de contrôle adaptées, des sources d’appoint ou des solutions de stockage thermique. 

Tenir compte des ressources disponibles pour l’exploitation des équipements et la gestion de l’énergie

Les systèmes électrifiés performants reposent souvent sur des équipements et des contrôles plus complexes que les systèmes fossiles traditionnels. Pour que les gains énergétiques et financiers attendus se concrétisent, il est essentiel que les ressources responsables de l’exploitation disposent des compétences, du temps et du soutien nécessaires.  

Dès la conception et avant la mise en œuvre du projet, la municipalité devrait évaluer la disponibilité du personnel, les besoins en formation et le recours éventuel à un accompagnement externe pour effectuer la gestion de l’énergie et des systèmes mécaniques. Prévoir de la formation, une documentation claire et un suivi après l’implantation permet de soutenir une exploitation adéquate et durable des systèmes. 

Effectuer la mise en service des équipements électromécaniques

La mise en service permet de valider le bon fonctionnement des systèmes pendant une période donnée et garantit que le personnel d'exploitation reçoit la formation nécessaire pour faire fonctionner les systèmes. La mise en service est le processus continu de réglage et d'étalonnage des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation, afin de s'assurer que les bâtiments fonctionnent aussi efficacement que possible. Dans un projet d’électrification, elle est essentielle pour valider la performance réelle des thermopompes, des contrôles et des stratégies de gestion de la puissance.

La mise en service devrait être prévue dès la conception du projet et se poursuivre après l’implantation, notamment lors des premières périodes de froid. Sans une mise en service rigoureuse, les systèmes risquent de fonctionner de façon sous‑optimale, réduisant ainsi les économies d’énergie et les bénéfices attendus.

Qu'est-ce que la bi-énergie ?

La biénergie fait appel à deux sources d’énergie pour le chauffage : l’électricité, la plupart du temps, et le gaz naturel ou un autre combustible, lorsqu’il fait froid et que la demande d’électricité est très forte. Ainsi, on utilise la bonne source d’énergie, au bon moment et au meilleur coût possible. Le tarif bi-énergie d’Hydro-Québec peut s’appliquer dans certains cas.

 

Évaluer les coûts énergétiques à la suite du projet d’électrification de l’énergie et mettre en place des mesures d’optimisation

Dans plusieurs bâtiments municipaux, la facture d’électricité dépend non seulement de l’énergie consommée (exprimé en kWh sur la facture d’Hydro-Québec), mais aussi de la puissance mensuelle maximale (exprimée en kW). Une forte demande ponctuelle en hiver se répercute sur la facture énergétique. En effet, le tarif « M » d’Hydro-Québec, souvent applicable aux bâtiments municipaux, facture la demande de puissance maximale mensuelle en plus d’appliquer une pénalité pendant les mois d’été en facturant au minimum 65 % de la plus haute demande de l’année pendant les mois d’été.

À la suite de l’électrification, une hausse de la puissance en période hivernale peut donc entraîner des surcoûts d’exploitation, même lorsque la consommation annuelle totale diminue. Ces enjeux sont particulièrement importants pour les bâtiments dont les besoins de chauffage sont élevés lors des grands froids.

Avant de finaliser les choix technologiques, il est essentiel d’analyser les impacts tarifaires en fonction des profils de consommation réels du bâtiment, idéalement dès l’avant-projet. Dans le cadre d’un « Parcours de la rénovation des bâtiments municipaux », tel que recommandé par le Fonds municipal vert, la biénergie peut être envisagée comme une solution transitoire permettant de réduire rapidement l’utilisation des combustibles fossiles tout en limitant les pointes de puissance électrique. Cette approche peut faciliter une transition graduelle vers la décarbonation complète d’un bâtiment.

Prendre en considération la durée de vie des équipements

Certains équipements électriques, comme les thermopompes, offrent une efficacité énergétique élevée et peuvent générer des économies importantes, mais leur durée de vie utile peut être plus courte que celle d’équipements fossiles conventionnels. Cette réalité a un impact direct sur la planification des investissements et le maintien des actifs municipaux.

Dès l’avant‑projet, il est recommandé d’adopter une approche basée sur les coûts du cycle de vie, en intégrant les coûts initiaux, l’entretien, le remplacement futur et l’évolution des coûts d’énergie. Ces éléments devraient être arrimés à la planification du maintien des actifs afin d’éviter des pressions budgétaires imprévues à moyen ou long terme. 

Évaluer les contraintes physiques du bâtiment, le site et la compatibilité avec les systèmes existants

Les contraintes physiques du bâtiment et du site, telles que l’espace disponible pour les équipements mécaniques, les enjeux structuraux, les considérations architecturales, la capacité de l’entrée électrique et l’environnement immédiat, peuvent influencer fortement la faisabilité d’un projet d’électrification. Par ailleurs, la température du réseau de chauffage existant peut constituer un frein à l’implantation de technologie plus efficace comme les thermopompes. En effet, les réseaux de chauffage conventionnels fonctionnent généralement à des températures de 180 ºF. Tous les équipements terminaux (serpentins ou cabinets de chauffage) sont donc dimensionnés en fonction de ces températures. Les thermopompes, quant à elles, sont plus efficaces lorsque les températures sont plus basses et ne peuvent généralement pas dépasser 140ºF. L’implantation de cette technologie dans un bâtiment existant peut donc impliquer le remplacement complet des équipements terminaux, ce qui augmente de façon significative le coût et la complexité des travaux. Le type de thermopompe choisi doit également être évalué en fonction des contraintes du site et de la demande de chauffage et de climatisation (voir encadré pompes à chaleur géothermique vs aérothermique).  

Ces éléments devraient être évalués dès les premières étapes du projet, notamment lors des relevés et des études de faisabilité, afin d’éviter des ajustements coûteux en phase de conception ou de construction. Le gestionnaire municipal devrait s’assurer auprès de leur consultant que les études préliminaires ont pris en considération ces contraintes. 

Les pompes à chaleur : Géothermique vs aérothermique

Géothermique

• Plus cher à l'installation.
• Meilleure efficacité lorque la température extérieure est froide.
• Demande de l'espace extérieure pour les puits.
• Risque de geler les puits si les charges de chauffages et de climatisation ne sont pas balancées.
• Demande plus de planification avec la réalisation de puits tests.

Aérothermique

• Plus facile à l'installation.
• Efficacité réduite lorsque la température extérieure est froide.
• Durée de vie des équipements généralement plus courte.
• Condenseur extérieur visible et peu esthétique.

 

Résilience aux pannes électriques

Le remplacement de systèmes de chauffage fossiles par des systèmes électriques peut rendre certains bâtiments plus vulnérables en cas de panne électrique, en particulier ceux offrant des services essentiels ou pouvant servir de lieux de refuge. Certains bâtiments municipaux sont munis de génératrice pour alimenter les charges critiques comme l’éclairage d’urgence en cas de panne. Lorsqu’on électrifie le chauffage à 100 %, il devient essentiel de maintenir l’alimentation électrique pour assurer le maintien d’une température. L’électrification complète peut donc impliquer l’ajout ou l’augmentation de la capacité de la génératrice pour des questions de sécurité.  

Lors de la conception du projet, il est pertinent d’évaluer le niveau de criticité du bâtiment et d’envisager des solutions comme des systèmes hybrides (électricité et combustible) ou des équipements d’appoint comme des génératrices. Il faut s’assurer que l’ensemble des équipements critiques puissent avoir une solution de rechange en cas de panne. Ces décisions devraient être arrimées aux plans de sécurité et de continuité des opérations de la municipalité. 

Phasage des travaux 

Les projets d’électrification sont souvent réalisés dans des bâtiments occupés, où les activités municipales doivent se poursuivre. Les contraintes saisonnières, l’accessibilité aux espaces mécaniques et la continuité des services complexifient la réalisation des travaux.

Dès l’avant‑projet, il est recommandé d’identifier les périodes propices aux travaux et de planifier un phasage réaliste. Lors de la conception, prévoir des solutions temporaires, comme du chauffage d’appoint, permet d’assurer la continuité des services municipaux pendant les travaux. 

Mobilisation des parties prenantes 

Les projets d’électrification peuvent susciter des préoccupations liées aux coûts, aux impacts des travaux ou aux changements dans l’exploitation des bâtiments.

Dès les premières étapes du projet, il est important d’impliquer les élus, les gestionnaires, le personnel d’exploitation et, lorsque pertinent, les usagers, afin de favoriser l’adhésion, soutenir la prise de décision et assurer une transition harmonieuse.