Simulateur d’EHPAD énergétiquement résilient
© 2026 ANAP
ANAP — Agence Nationale d'Appui à la Performance Sanitaire et Médico-Sociale
EHPAD AUTONOME ÉNERGÉTIQUEMENT
Concevoir un EHPAD autosuffisant en énergie avec un bon bilan carbone, résilient aux crises climatiques et améliorant le confort des résidents et des soignants
Question centrale
Comment concevoir un EHPAD résilient face aux crises climatiques et énergétiques ?
Le défi climatique
Les canicules se multiplient et s'intensifient. En France, on est passé d'une canicule tous les dix ans à plusieurs par décennie. Les EHPAD accueillent les personnes les plus vulnérables aux écarts thermiques.
Les crises énergétiques
Depuis 2021, l'Europe a connu plusieurs crises d'approvisionnement. Les prix de l'électricité ont été multipliés par 3 à 5 sur certaines périodes. Les gestionnaires d'EHPAD subissent de plein fouet cette volatilité, sans capacité d'action sur leur facture.
La pression réglementaire
RE2020, décret tertiaire, objectif −40 % de consommation d'énergie en 2030 : les établissements médico-sociaux sont désormais tenus d'agir. L'inaction n'est plus une option — ni financièrement, ni réglementairement.
ℹ️ Cible de l’étude
Ces simulations sont optimisées pour la conception d’un établissement neuf qui disposera alors de tous les principes constructifs les plus adaptés à l’objectif recherché. Toutefois, une partie du concept peut être adaptée à une rénovation d’établissement existant (isolation par l’extérieur, production électrique et son stockage, production de chaleur et de froid). Les performances du bâtiment réhabilité seront sans doute inférieures à celles d’un bâtiment neuf et le retour sur investissement différent, mais la résilience de l’établissement sera quoi qu’il en soit augmentée.
La résilience avant tout
L'objectif premier n'est pas l'économie d'énergie — c'est la continuité de service en toute circonstance. Un EHPAD autonome peut fonctionner en îlotage lors d'une coupure réseau, maintenir ses fonctions vitales et protéger ses résidents.
Le confort des résidents
21 à 26 °C garantis toute l'année, même par 38 °C extérieurs. Le rafraîchissement estival est assuré par la production solaire — exactement au moment où le bâtiment en a le plus besoin. Plus il fait chaud, plus le modèle est performant.
Le bien-être des soignants
Une aile surchauffée, c'est aussi une aile où les soignants s'épuisent. Des conditions thermiques maîtrisées réduisent le stress physiologique, améliorent la qualité des soins et participent à la fidélisation des équipes dans un secteur en tension de recrutement.
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Méthodologie ANAP — Ce simulateur a été développé par l'ANAP après des échanges fournis avec un groupe de travail pluridisciplinaire réunissant ingénieurs thermiciens, architectes spécialisés en médico-social, dirigeants d'EHPAD, industriels et fournisseurs d'énergie renouvelable. Il intègre des profils réels de consommation, la production photovoltaïque horaire, le stockage BESS, le free cooling et la modélisation des inerties thermiques.
Liste des participants au groupe de travail
📘 Guide technique du simulateur
Paramètres, physique du calcul et indicateurs de résultats
Processus de simulation — 6 étapes
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1 — Bâtiment
Géométrie, inertie thermique, occupation. Définit la masse thermique et les besoins de chauffage/climatisation.
🧱
2 — Parois
Façades, toiture, vitrages. Chaque paroi a une résistance thermique R, un déphasage et un facteur solaire.
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3 — Panneaux PV
Champs photovoltaïques (ombrière, toiture, façade). Chaque champ a sa propre orientation, inclinaison et rendement.
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4 — Électricité
Profil de consommation horaire de 16 équipements (cuisine, ECS, TV, linge…). Chaque équipement est FIXE, PROP ou MIXTE.
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5 — Météo
Données ERA5 horaires via API Open-Meteo (gratuit). Température, rayonnement solaire direct et diffus, nébulosité — sur une année complète. Configure aussi le scénario de réchauffement climatique (morphing horaire Euro-CORDEX).
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6 — Simulation
PAC, VMC, batteries, tarifs. Lance la boucle 8 760 heures et calcule l'autonomie, les échanges réseau et le retour sur investissement.
Paramètres clés et leur impact
BÂTIMENT
| Surface SDO | Surface Développée — divise la consommation pour calculer la réf. énergie primaire (kWh/m²/an) |
| Masse intérieure | Capacité de stockage de chaleur. Plus elle est grande, plus la température intérieure est stable et la PAC est sollicitée moins souvent. |
| Accessibilité inertie — Rc | Le revêtement de sol fait écran entre la dalle et l’air ambiant. L’inertie effective est calculée par : E₁ᵉᶠᶠ = Eᵉʳᶢ × Rᵢ / (Rᵢ + Rc), où Rᵢ est la résistance de surface interne (~0,13 m²·K/W). Exemple : avec Rc = 0,1 (parquet), l’inertie accessible tombe à 56 % de l’inertie brute. Ce paramètre est réglé dans l’onglet Bâtiment (curseur revêtement de sol). |
| Nombre de places | Pilote la proportionnalisation des consommations électriques (cuisine, ECS, linge, TV…) |
| Perméabilité (m³/h·m²) | Infiltrations d’air incontrolées à travers l’enveloppe (fissures, jonctions, menuiseries). Elle s’ajoute aux déperditions thermiques calculées par les résistances R des parois. La norme RE2020 exige Q4Paâsurf < 0,6 m³/h·m² pour les logements (test à 4 Pa) ; pour les EHPAD neufs, la valeur typique se situe entre 1 et 2 m³/h·m². Une permeabilité élevée dégrade significativement l’efficacité de la VMC double flux : l’air rentre et sort par les défauts d’étanchéité sans passer par échangeur, annulant une partie de la récupération de chaleur. |
PAROIS
| R thermique (m²·K/W) | Résistance au transfert de chaleur. Plus R est grand, moins la paroi perd de chaleur en hiver / en gagne en été. |
| Déphasage (h) | Retard avec lequel la chaleur solaire traverse la paroi. Un déphasage de 6–8 h en façade ouest retarde les apports au soir. |
| Facteur solaire Fs | Vitrages uniquement. Part du rayonnement solaire transmise à l'intérieur (0 = opaque, 0,6 = vitrage standard). |
| Taux écran fixe | Masquage permanent (casquette, débord de toit). Réduit les apports solaires estivaux. |
| Rc revêtement (m²·K/W) | Résistance thermique du revêtement de sol (carrelage, parquet, moquette…). Elle réduit l’accessibilité de l’inertie : un revêtement isolant (épaisse moquette, parquet flottant) fait écran entre la dalle et l’air ambiant, diminuant la capacité du bâtiment à absorber ou restituer la chaleur. Valeurs typiques : carrelage 10 mm ≈ 0,01 — parquet/lino ≈ 0,1 — moquette épaisse ≈ 0,2 m²·K/W. Un Rc nul correspond à une dalle nue totalement accessible. |
Orientation et inclinaison des parois
Convention : angle du vecteur normal à la paroi par rapport au Nord.
0° = façade Nord | 90° = façade Est
180° = façade Sud (flèche rouge — exposition maximale)
270° = façade Ouest
0° = façade Nord | 90° = façade Est
180° = façade Sud (flèche rouge — exposition maximale)
270° = façade Ouest
Inclinaison : 0° = toiture horizontale | 90° = façade verticale
PANNEAUX PV
| Orientation (deg.) | 0=Nord, 180=Sud. Un champ plein sud maximise la production annuelle. Est/Ouest étale la production dans la journée. |
| Inclinaison (deg.) | 0=horizontal, 90=vertical. Optimal en France métropolitaine : 30–35°. Les façades (80–90°) produisent moins mais captent mieux l'hiver. |
| Rendement (%) | Efficacité de conversion soleil → électricité. Panneaux monocristallins : 20–22 %. Polycristallins : 16–18 %. |
| Rayonnement direct / diffus | La production PV combine le rayonnement direct (soleil en vue directe) et le diffus (lumière diffusée par les nuages). Le simulateur calcule direct + 40 % du diffus selon l’inclinaison et l’orientation de chaque champ. |
TABLEAU DE BORD
| COP chaud / froid | Coefficient de Performance de la PAC. COP=4 signifie 4 kWh de chaleur pour 1 kWh électrique consommé. |
| Free-cooling (°C) | Seuil au-delà duquel la VMC accélère pour rafraîchir le bâtiment avec l'air extérieur, sans faire tourner la PAC en mode froid. |
| Batterie BESS (kWh) | Stockage électrique. Absorbe les surplus PV du midi pour les restituer le soir. Augmente l'autoconsommation et l'autonomie. |
| Prix achat / vente | Tarifs réseau. Le prix d'achat (0,216 EUR/kWh) est le tarif réglementé. Le prix de vente (0,095 EUR/kWh) est le tarif OA photovoltaïque. |
| Réchauffement ΔT (°C) | Scénario climatique futur — réglé dans l'onglet Météo. Applique le morphing horaire Euro-CORDEX : Tfutur = Tobs + ΔT×DT(m) + ΔT×β(m)×(Tobs−T̄mois). Plus réaliste qu'un simple +ΔT uniforme : les hivers se réchauffent davantage et l'amplitude diurne estivale s'accentue. |
Les 5 phases de calcul (par heure)
1
Thermique — apports solaires parois + déperditions + VMC + perméabilité + apports internes → température intérieure
2
PAC — si T < Tmin ou T > Tmax, la PAC corrige avec son COP → consommation électrique PAC
3
Production PV — rayonnement × surface × rendement (corrigé selon la température du panneau) → kWh produits
4
Batterie — le solde (prod.–besoin) charge ou décharge la batterie BESS selon SOC min/max
5
Réseau — solde restant → achat (déficit) ou vente (surplus) au prix paramétré
Indicateurs de résultats
| Autonomie (%) | (Conso − Achat réseau) / Conso. Part de la consommation couverte sans acheter au réseau. |
| Réf. EP (kWh/m²/an) | Achat réseau × 2,3 / SDO. Indicateur RE2020. Objectif : < 90 kWh/m²/an pour un EHPAD. |
| Gain annuel (EUR) | Autoconsommation × prix d'achat + Vente × prix de vente. Économie totale par rapport à un EHPAD sans PV. |
| ROI (ans) | Année où les gains cumulés remboursent l'investissement net, après annuités d'emprunt et maintenance. |
Glossaire — acronymes et termes techniques
Thermique du bâtiment
| R (m²·K/W) | Résistance thermique. Plus R est élevé, meilleure est l'isolation. Façades RE2020 : R ≥ 7 m²·K/W. |
| U (W/m²·K) | Coefficient de transmission : U = 1/R. Vitrage triple ≈ 0,6 W/m²K. |
| Déphasage (h) | Retard de propagation de la chaleur. Un déphasage de 12 h retarde les apports solaires du midi à minuit. |
| Inertie thermique | Capacité à stocker et restituer la chaleur. Énergie/°C = masse × chaleur massique (kWh/°C). |
| Fs (facteur solaire) | Part du rayonnement transmis par un vitrage (0 = opaque, 1 = transparent). Standard ≈ 0,6. |
| SDO (m²) | Surface Développée hors Œuvre. Somme des surfaces de planchers. Référence pour les indicateurs au m². |
| VMC | Ventilation Mécanique Contrôlée double flux. Récupère la chaleur de l'air extrait (η = 0,80–0,90). |
| Free-cooling | Rafraîchissement naturel par ventilation intensive, évitant le recours à la PAC froid. |
Systèmes énergétiques
| PAC | Pompe À Chaleur. Transfère la chaleur d'une source froide vers une source chaude grâce à un compresseur électrique. |
| COP | Coefficient of Performance. COP = 4 : 4 kWh de chaleur pour 1 kWh électrique. PAC géo. ≈ 5 en moyenne annuelle. |
| PV / kWc | Photovoltaïque / kilowatt-crête. Le kWc est la puissance maximale en conditions standard (1 000 W/m², 25°C). |
| BESS | Battery Energy Storage System : stockage électrique par batteries LFP (Lithium Fer Phosphate). |
| SOC (%) | State Of Charge : état de charge de la batterie. Le SOC minimum préserve la durée de vie. |
| ECS | Eau Chaude Sanitaire. Poste majeur dans un EHPAD (douches résidents, cuisine, ménage). |
| Autoconsommation | Part de la production PV consommée sur site. Vaut le prix d'achat (0,216 €/kWh) — plus rentable que la revente. |
| Autonomie (%) | (Consommation − Achats réseau) / Consommation. Tient compte du stockage batterie. |
| COP variable (EN14825) | Pour une PAC air/eau, le COP varie avec la température extérieure. La norme EN14825 définit 19 points de mesure (−20 à +45 °C). Le simulateur interpole linéairement heure par heure. PAC géothermique : COP constant (sol ≈12 °C). |
| Free cooling | Rafraîchissement passif par surventilation. Quand T ext. < seuil et T int. > T max, la VMC accélère sans activer la PAC. Gratuit énergétiquement, très efficace en intersaison et la nuit. |
| Microgrid | Réseau électrique local intégrant production PV, batterie BESS et gestion EMS. Décide heure par heure de charger, décharger ou échanger avec le réseau selon les besoins. |
| Géothermie / forages | La PAC géothermique puise la chaleur dans le sol (forages < 200 m, sol ≈12 °C). COP constant et élevé toute l'année. Subventionnable à 45 % via le Plan Chaleur ADEME. |
Réglementation et indicateurs
| RE2020 | Réglementation Environnementale 2020. Seuls les achats réseau sont comptabilisés (pas l'autoconsommation PV). |
| kWh EP/m²/an | Énergie Primaire. Coefficient 2,3 pour l'électricité. Objectif RE2020 EHPAD : < 90 kWh EP/m²/an. |
| ERA5 | Réanalyse atmosphérique ECMWF. Données horaires mondiales depuis 1940, accessibles via Open-Meteo. |
| ROI / VAN | Return On Investment : année où les gains cumulés remboursent l'investissement. VAN intègre l'actualisation. |
| OA photovoltaïque | Obligation d'Achat : contrat 20 ans, EDF rachète la production surplus au tarif réglementé (0,095 €/kWh en 2025). |
| TVA — taux applicables | 5,5 % : travaux d’amélioration de la performance énergétique, EHPAD neufs. 10 % : travaux de rénovation (bâtiment > 2 ans). 20 % : taux normal (EHPAD privé assujetti non récupérant la TVA). 0 % : établissement assujetti récupérant la TVA (coût net = HT). La TVA est appliquée sur le coût HT pour calculer le coût TTC, qui sert de base au plan de financement. |
| kWh EF / kWh EP | Énergie Finale (EF) : mesurée au compteur. Énergie Primaire (EP) : EF × 2,3 pour l'électricité (pertes de production et transport). La RE2020 utilise l'EP pour comparer les sources d'énergie entre elles. |
| kWh/kWc/an | Rendement annuel des panneaux : production (kWh) / puissance crête (kWc). Typiquement 950–1 400 kWh/kWc/an en France métropolitaine ; région lyonnaise : ~1 100 kWh/kWc/an. |
| Taux autoconsommation | Part de la production PV consommée sur site (y compris via batterie). Plus rentable que la revente : tarif achat 0,216 €/kWh > tarif OA 0,095 €/kWh. |
| Inflation énergie | Hausse annuelle supposée du prix de l'électricité (paramètre Finance). À 2,5 %/an sur 25 ans, l'électricité coûte 1,85× plus cher, améliorant mécaniquement le ROI. |