Géothermie et maison basse consommation

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Et si le chauffage géothermie devenait un référentiel de la maison basse consommation voire de la maison passive. Capter l’énergie du sol pour chauffer, et pour ventiler via un puits canadien pourrait être un standard fort intéressant.

De la maison basse consommation à la maison passive.
Nos politiques nous préparent une réglementation pour 2012 nous obligeant à construire un habitat neuf dit basse consommation, c'est-à-dire de niveau « A », soit affichant une étiquette énergétique ne dépassant pas 50 kWh(ep)/m² et par an. Cette quantité d’« ep » ou d’énergie primaire regroupe le chauffage et l’eau chaude sanitaire, le rafraîchissement éventuel, la ventilation, l’éclairage et les auxiliaires (pompes, …).
Rappelons qu’un engagement européen vient d’être voté le 14 décembre 2008 et confirme l’objectif à l’échelon de l’UE, d’ici 2020, de réduire de 20% nos émissions de gaz à effet de serre par rapport à leur niveau de 1990, de réaliser 20% d’économies d’énergie, et de passer à 20% notre quote-part d’énergie renouvelable.
Dans la même continuité, la réglementation thermique qui suivra en 2020 prévoit d’ores et déjà d’admettre comme référentiel de l’habitat la maison passive, c'est-à-dire affichant une consommation de 15 kWh(ep)/m² et par an.


Objectif : la maison passive
Comment obtenir un tel niveau de faible consommation si ce n’est avec une éco-architecture, plus une sur-isolation et une bonne perméabilité du bâti et, …, des systèmes de production de chaleur les plus économiques.
Parmi ceux-ci, les énergies renouvelables comme la géothermie sont privilégiées. Les systèmes géothermiques de pompes à chaleur et/ou de puits canadien sont disponibles en continu. Cela leur confère une base idéale pour l’adjonction d’énergie renouvelable plus variable comme le solaire. Puiser la chaleur du sol ou de l’air extérieur pour chauffer la maison et agir de même pour apporter les calories nécessaires aux besoins de ventilation : voilà le couple « basse consommation » que je vous propose pour l’habitat de demain,…, pardon d’aujourdhui !


Pompe à chaleur : applications multiples et ouvertes.
Maison passive ou basse consommation, les systèmes de chauffage mettant en fonctionnement la pompe à chaleur dans ces applications multiples sont des références techniques pour atteindre les plus bas niveaux de consommation.

  • Pour le chauffage, récupérer les calories du sol avec un puits vertical géothermique amènera immédiatement des rendements COP de 3,5 en moyenne. Une solution avec nappes horizontales est également intéressante et peut être mixée avec un puits canadien. Les terrassements étant la base la plus onéreuse, un déploiement de nappe géothermique pour le chauffage et la ventilation par puits canadien est une optimisation de coût à retenir pour un pavillon avec un terrain utilisé pour la géothermie.

    Une solution de type aérothermie moins onéreuse fera également office de référence en terme d’équipement basse consommation d’autant plus si la pompe à chaleur assure le chauffage et l’eau chaude sanitaire.

source © DAIKIN

1. l’unité extérieure
Capte les calories présentes dans l’air
et les transfère vers le kit hydraulique
grâce à un fluide caloporteur.
2. le kit hydraul ique
Installé où vous le décidez
il alimente votre circuit de
chauffage et le ballon d’eau chaude.
3. le ballon d'eau chaude sanitaire
Capacité 150, 200 ou 300 litres.

4. votre système de chauffage
Plancher chauffant, radiateurs basse température ou ventilo-convecteurs : 3 technologies possibles pour restituer la chaleur d’Altherma dans l’ensemble de votre maison.

5. votre eau chaude sanitaire
Cuisine, salle de bains... Toute la famille en profite !



  • Pour la ventilation, le puits canadien avec gaine d’air ou à eau glycolée est d’une efficacité des plus intéressantes dans les régions de France les plus froides. De plus, il apporte un confort d’été non négligeable que la maison sur-isolée appréciera.
    Le puits canadien est un système géothermique avant tout qui permettra à l’air extérieur de se réchauffer en hiver pour atteindre même par –15° une température de 2 à 5°C. Associé à une ventilation double-flux avec récupérateur à minimum de 80%, vous disposez alors des équipements particulièrement adaptés à une maison basse consommation voire passive. Attention néanmoins aux ventilateurs des systèmes de ventilation fonctionnant toute l’année, on utilisera exclusivement des systèmes avec des ventilateurs performants et peu consommateurs d’électricité.


VMC double-flux avec possibilité de connecter un puits canadien

En hiver l’air neuf récupère les calories de l’air vicié et pénètre préchauffé
grâce à la présence d’un échangeur thermique.


source ATLANTIC



  • Pour la production d’eau chaude sanitaire, citons l’ECS thermodynamique : l’eau chaude sanitaire est fournie par une pompe à chaleur connectée d’usine sur un ballon spécialement conçu pour cela. Le COP annuel minimum est de 3 pour la production d’environ 1000 litres d’eau chaude à 50°C. La PAC sur air extrait/eau : l’air extrait du logement peut servir au chauffage de l’eau chaude sanitaire via une pompe à chaleur utilisant cet air vicié comme source froide. Ce système permet de récupérer la chaleur de l’air extrait sans passer nécessairement avec une ventilation double-flux.



Pompe à chaleur sanitaire

1. Aspiration d'air de l'air entre 7 et 45°C

2. Refoulement de l'air après passage dans l'évaporateur

3. Ventilateur réglable 2 vitesses : fait circuler l'air dans l'évaporateur

4. Evaporateur - échange de chaleur : l'air cède ses calories au fluide frigorigène

5. Détendeur

6. Pompe sanitaire : fait circuler l'eau dans le condenseur

7. Condenseur / échangeur de chaleur à plaques en inox : le fluide frigorigène transmet ses calories à l'eau sanitaire

8. Entrée eau froide

9. Compresseur


L’eau chaude sanitaire, voire le chauffage (système SSC) peut également être produit par des panneaux solaires thermiques. Attention néanmoins à ne pas multiplier les ballons de stockage source de pertes thermiques en continu, ce qui risque de nuire à votre objectif de 50 ou de 15 kWh(ep)/m² et par an.




EN RESUME

Une fois le bâti conçu et isolé, la géothermie et plus généralement les applications multiples de la pompe à chaleur sont des références thermiques pour atteindre les niveaux de consommation de 50 kWh(ep)/m² et par an (niveau BBC) voire de 15 kWh(ep)/m² et par an (niveau maison passive). Nos voisins Allemands et Suisse ont désormais de nombreuses références.
La France s’est donné de sérieux engagements allant dans ce sens, et est désormais prête à les assumer. L’offre des industriels existe. Les solutions par géothermie ou plus généralement avec pompes à chaleur sont nombreuses et sont des références techniques et économiques pour arriver à de tels niveaux de consommation. Attention néanmoins à concevoir une maison basse consommation ou une maison passive à un coût raisonnable.
Pour cela, outre l’action sur l’architecture et l’enveloppe isolante, une UNIFORMISATION des concepts techniques est une voie à privilégier. Nous proposons d’en retenir un mixte parmi les dispositifs à combiner suivants :
1) Géothermie avec captage vertical ou horizontal pour la production du chauffage et de l’eau chaude sanitaire,
2) Aérothermie pour chauffage et eau chaude sanitaire,
3) ventilation double flux avec récupérateur à rendement mini de 80%,
4) Adjonction d’un puits canadien,
5) La ventilation simple flux hygro qui sera bien opportune dans certains cas,
6) L’intégration de panneaux solaires (dans le bâti de préférence).





Sources et liens utiles
www.effinergie.org
www.atlantic-nouvellesenergies.com
www.ciat.fr
www.pompeachaleurdaikin.fr

www.xpair.com




Pour en savoir plus : dossier
" CHAUFFAGE GEOTHERMIE "



Mars 2009

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