Chauffage basse conso en rénovation

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Avec quelle énergie se chauffer ?

En matière de chauffage, on essaiera de privilégier les énergies renouvelables.

Trois énergies renouvelables semblent particulièrement bien adaptées à la maison individuelle : la géothermie ou l'aérothermie, le bois-énergie et le solaire.

En ce qui concerne le choix, tout dépend encore une fois de l'endroit de France où se situe votre maison. Dans la partie sud de la France comme sur les côtes, les hivers sont peu rigoureux, ce sont les zones H2 et H3 définies sur la carte des zones climatiques réglementation thermique.

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Carte de France

Dans les zones H1, il faudra être plus attentif au choix car les hivers sont plus rigoureux voire très rigoureux dans certaines parties de l'est de la France.

Le solaire thermique :
En matière d'énergie solaire, et pour la rénovation le choix peut se porter sur :
Pour l'habitat individuel :

  • Le CESI, le chauffe-eau solaire individuel. Ou le CESI optimisé, sorte de CESI mais plus réduit en taille (et moins cher)
  • Le SSC, le système solaire combiné


Pour les immeubles et les solutions collectives :

Le système consiste à récupérer directement la chaleur du soleil; pour cela on fait circuler de l'eau froide additionnée d'antigel dans un circuit fermé que l'on fait passer par un capteur solaire placé sur votre toit de préférence orienté plein sud pour récupérer le maximum de chaleur. Votre capteur est fait d'une plaque et d'un tuyau en serpentin qui constituent l'absorbeur; le tout est enfermé dans un réceptacle rigide thermiquement isolé. Sa partie supérieure est équipée d'une vitre résistant aux intempéries (glace, grêlon…) laissant pénétrer les rayons du soleil et retenant la chaleur comme une sorte de serre.

Ensuite, un circuit primaire étanche et calorifugé contenant de l'eau additionnée d'antigel s'échauffe en passant dans les tubes du capteur et se dirige vers le ballon de stockage où il restitue ses calories solaires à un échangeur thermique placé dans le ballon d'eau. Et ainsi de suite, le liquide primaire repart vers le capteur où il est à nouveau chauffé tant que l'ensoleillement est efficace.

Le ballon d'eau chaude sanitaire est une cuve métallique bien isolée qui constitue la réserve en eau chaude sanitaire. L'eau chaude soutirée est remplacée immédiatement par la même quantité d'eau froide du réseau qui est à nouveau réchauffée.
Ces systèmes de chauffe-eau solaires sont aujourd'hui extrêmement performants.
Cette énergie solaire, gratuite, non-polluante et inépuisable, peut aussi couvrir une partie des besoins en chauffage de votre habitation, on parle de systèmes solaires combinés. Ceux-ci peuvent couvrir de 25 à 60% de vos besoins annuels en matière de chauffage. C'est ainsi qu'une installation couvrant 52% des besoins à Marseille (9 300 kWh) économisera 4 830 kWh alors que la même installation placée dans la même maison à Strasbourg couvrira 30% des besoins sur une consommation de 16 300 kWh.

Installation solaire
Source VIESSMANN

Le bois-énergie :
Le bois-énergie connaît un engouement certain, en particulier chez les personnes ayant choisi de construire près des villes ou à la campagne, ainsi que celles habitant des régions relativement boisées comme l'est de la France.
Le bois-énergie est une énergie renouvelable qui contribue à la lutte contre l'effet de serre et le réchauffement climatique puisqu'il recycle dans l'atmosphère le gaz carbonique qui est absorbé par les forêts. De plus, celui-ci constitue une excellente valorisation des sous-produits et déchets de la filière bois et participe à la gestion rationnelle des forêts donc au maintien des équilibres hydrologiques et climatiques.

Pour les particuliers, le combustible bois le plus souple et le mieux utilisé par une chaudière bois sont les granulés de bois, car ces derniers donnent des rendements de plus de 90% et facilitent les contraintes de manutention souvent décriées pour le bois. Ils s'utilisent comme un « carburant » classique puisque les pellets sont acheminés par une vis sans fin depuis un silo donc pas de manutention.
Fabriqués à partir de sciure compressée à haute pression avec de la vapeur d'eau, en cylindre de bois de 6 à 9 mm, ces granulés ne génèrent pas ou peu de cendres.
Ils sont livrés par camion et entreposés dans un silo permettant de stocker 7 m³ soit une autonomie d'un an environ. Ce produit possède un pouvoir calorifique de 4 600 kWh/tonne.

Une tonne de granulés correspond à 3 stères de hêtres ou encore 460 litres de fioul. Le prix actuel est d'environ 180 €/t livrée, soit 2 160 €/an pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire.
Un inconvénient : le prix du granulé peut varier en fonction de la demande mais il devrait se stabiliser aux alentours de 200 à 250 €/t livrée. Vous pouvez l'utiliser pour le chauffage comme pour la production d'eau chaude sanitaire.

Exemple de système de chaudière à granulés bois :

Chaudière bois

1. Granulés
2. Alimentation
3. Manche à poussières
4.Silo de stockage
5. Vis d'alimentation
6. Sonde de niveau
7. Réserve d'eau
8. Jet anti-incendie
9. Ventilateur
10. Brûleur à granulés
11. Cendres
12. Echangeur vertical
13. Départ eau chaude
14. Circulateur
15. Cheminée
16. Armoire de régulation

La géothermie ou l'aérothermie (pompe à chaleur) :
La géothermie comme l'aérothermie sont aussi des solutions à énergies renouvelables. Le chauffage géothermique puise via une pompe à chaleur, la chaleur de la terre ou de l'eau, dans le cas de géothermie sur nappe phréatique ou dans l'air pour l'aérothermie, pour la transformer en chaleur utilisable dans le bâtiment, sous forme de chauffage, par l'intermédiaire d'un générateur.
La géothermie consiste à capter via une pompe à chaleur également, des calories, naturellement stockées dans le sol, et régénérées en permanence par le rayonnement solaire, les pluies, le vent et la conductivité thermique du sol, l'eau ou l'air, puis à les amener à un plancher chauffant basse température.

La pompe à chaleur absorbe les calories du milieu (air, eau, terre) en les vaporisant dans l'évaporateur, puis elle restitue cette chaleur absorbée en la condensant dans le condenseur, qui va restituer les calories via un plancher chauffant.

L'énergie nécessaire au déplacement du fluide frigorigène et à ses changements d'état sera apportée par un compresseur de La pompe à chaleur .
Le fonctionnement de la PAC est réversible grâce à une vanne 4 voies : l'évaporateur devient condenseur et vice-versa.
En été, la pompe à chaleur peut servir de climatiseur : elle absorbe alors la chaleur pour refroidir les pièces et l'évacue dans l'air extérieur, de l'eau ou le sol.

Evaluation de vos besoins de chauffage :
Nous pouvons vous donner un moyen de déterminer vos besoins en chauffage qui demanderont ensuite à être affinés par le bureau d'étude thermique de la société qui dimensionnera votre matériel (besoin en chaleur en W/m²) :
  • Construction ancienne avec isolation thermique d'origine : 75 W/m²
  • La même construction ancienne dans le Nord ou l'Est de la France : 90 W/m²
  • Construction récente avec une bonne isolation thermique : 50 W/m²

Attention donc, les chiffres sont très disparates, mieux vaut faire faire un bilan thermique par un professionnel, au risque de se tromper, d'avoir froid, ou de sur-dimensionner son chauffage et donc de payer plus cher son installation !

Production d'eau chaude sanitaire par pompe à chaleur :
L'eau chaude sanitaire peut être produite par la pompe à chaleur qui génère des calories pour l’eau chaude du chauffage et pour la production d’ECS.

Maison équipée Daikin Altherma
Source DAIKIN

La production d’eau chaude sanitaire peut également s’effectuer avec un chauffe-eau thermodynamique (ballon d’eau chaude avec petite PAC intégrée).

Le chauffe-eau thermodynamique : autre système intéressant : la production d'eau chaude par récupération de la chaleur de la VMC soit un chauffe-eau thermodynamique sur air extrait. La VMC rejette chaque jour une quantité d'énergie non utilisée, le concept capte ces calories et les accumule dans un ballon d'eau chaude.

Votre système est donc constitué d'une VMC, d'un ballon de 300 litres et d'un générateur thermodynamique. Ainsi votre chauffe-eau fonctionne sur le principe d'une pompe à chaleur air extrait/eau. Au lieu de rejeter la chaleur à l'extérieur, le chauffe-eau capte cette énergie et la transfère à l'eau chaude sanitaire contenue dans le ballon par l'intermédiaire de deux échangeurs en inox. Le contrôle de la température de l'eau chaude est assuré par un thermostat et une résistance électrique peut prendre le relais pour une mise en température élevée - pour éviter la légionellose - ou en secours.

L'installation aéraulique se fait au moyen de gaines de 125 mm de diamètre, isolées thermiquement de manière à supprimer les risques de condensation et à limiter les pertes de chaleur.
Les bouches d'extraction seront à débit fixe, de type auto-réglables, il faut donc exclure les bouches de type hydro-réglable.
Le COP peut atteindre 4,7 avec un COP moyen de 3,5. Le coût de ce type d'installation est de l'ordre de 3 400 €.

Chauffe-eau thermodynamique raccordé à la VMC


Source THERMOR

Pompe à chaleur en relève de chaudière
La pompe à chaleur en relève de chaudière ne nécessite pas de travaux importants. Vous conservez votre chaudière actuelle et faites installer une pompe à chaleur en parallèle sur le circuit d'eau chaude. L'installation comporte une régulation qui privilégiera le fonctionnement de la pompe à chaleur. Ce système a été conçu pour se connecter sur une installation de chauffage existante. La pompe à chaleur est équipée d'éléments supplémentaires pouvant être couplés à une chaudière existante tels que :

  • Un échangeur coaxial dont le rôle principal est d'éviter tout problème d'encrassement de votre générateur dû aux boues de votre circuit existant.

  • Un kit de régulation permet de piloter le fonctionnement simultané de la chaudière et de la pompe à chaleur.

  • Un kit de raccordement hydraulique isole la chaudière quand la PAC est la seule à fonctionner.

L'intérêt de la pompe à chaleur est de diminuer très largement la facture énergétique en bénéficiant du rendement élevé de ce système (pour 1 kWh électrique consommé, la pompe à chaleur restitue au moins 3 ou 4 kWh de chauffage). La chaudière vient en "appoint" lorsqu'il fait très froid (peu de jours par an) ce qui permet de réduire significativement les consommations de fioul ou de gaz et donc la facture énergétique. Une pompe à chaleur haute température (65°C) est préconisée si vous avez des radiateurs. Elle sera plus d'un type standard si vous disposez d'un plancher chauffant basse température.

Une des conditions est tout de même et toujours d'avoir une maison bien isolée.

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